A INTELIGÊNCIA SECRETA DO CÉREBRO DOS PÁSSAROS. (Comentado)

A capacidade cognitiva das aves, que para algumas espécies são comparáveis a dos grandes macacos, são explicadas pela elevada densidade de neurônios em cérebro pequenos, muito superior à dos mamíferos. Além disso, as aves batem os mamíferos também na porcentagem de neurônios que estão localizados nas áreas destinadas às funções cerebrais superiores.

Sem título
O cérebro de papagaios, corvos e aves canoras tem uma densidade de neurônios superior à dos mamíferos, incluindo os primatas. E também é maior do que a porcentagem de neurônios que fazem parte de áreas do cérebro para as funções cerebrais superiores (tais como planejamento de ações futuras ou encontrar padrões e modelos nos eventos), ou seja, o córtex dos mamíferos e o pálio em aves.

Para descobrir isto, um grupo de pesquisadores da Universidade Charles de Praga e da Universidade Federal do Rio de Janeiro, publicam um artigo sobre o assunto na “Proceedings of the National Academy of Sciences“.

Sem títuloOs cientistas perguntam muito tempo porque as aves, com um minúsculo cérebro, têm comportamentos cognitivos muito complexos, comparáveis às dos grandes macacos. Muitos estudos têm mostrado que as aves são capazes de usar ferramentas, para inferir relações causa-efeito e usá-las para resolver problemas e até mesmo se reconhecer-se no espelho.
Inicialmente pensava-se que essas habilidades foram derivadas de uma organização diferente das conexões entre os neurônios, mas a pesquisa recente constatou que a fiação do cérebro das aves segue linhas muito semelhantes às dos primatas.

“Ao projetar o cérebro – disse Suzana Herculano-Houzel, co-autora do estudo – a natureza pode jogar com dois parâmetros: o tamanho e o número de neurônio por um lado, e a distribuição de neurônios em diferentes centros cerebrais. Nas aves na natureza eles tem explorado os dois”.

O fato do cérebro de aves conter quase o dobro de neurônios que a massa de primatas comparável, e duas a quatro vezes a de roedores equivalentes: neurônios aviários são, de fato, muito menores e mais densamente “embalados” do que aqueles no cérebro de mamíferos.
Mesmo que seja comprovada a existência de relação clara entre inteligência e número de neurônios, os pesquisadores acreditam que o número elevado nas áreas superiores do cérebro do pássaro dá a esses animais um “poder cognitivo” por quilo de massa corporal muito maior que de mamíferos.

Os números representam a massa do pálio / córtex (em gramas) eo número total (em milhões) dos neurônios no cérebro. Os círculos mostram as proporções entre os neurônios do pálio / córtex (verde), o cerebelo (vermelho), eo resto do cérebro (amarelo). Os cérebros - na ordem, da esquerda, jay, Aoto, corvo, prego, ara e macaque - todos são atraídos para a mesma escala (Cortesia S. Olkowiczet al./PNAS)

Os números representam a massa do pálio/córtex (em gramas) e o número total (em milhões) dos neurônios no cérebro. Os círculos mostram as proporções entre os neurônios do pálio / córtex (verde), o cerebelo (vermelho), e o resto do cérebro (amarelo). Os cérebros – na ordem, da esquerda, Gaio, Aoto, Corvo, Prego, Ara e macaque – todos estão na mesma escala (Cortesia S. Olkowiczet al./PNAS)

O estudo também gera novas perguntas: o surpreendentemente elevado número de neurônios envolve um custo de energia igual à do cérebro de mamíferos? Os pequenos neurônios cerebrais das aves são uma resposta à seleção que favoreceu um tamanho pequeno do corpo necessário para o voo ou era desde o início uma alternativa para o percurso seguido em mamíferos aumentar o número de neurônios?

Fonte: Le Scienze

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Comentários internos

O primeiro detalhe podemos abordar neste estudo é que, um dos autores é a professora Suzana Herculano, que é brasileira e tem dado uma significativa contribuição a neurociência. Segundo, que o estudo explora um importante dado fisiológico, a relação tamanho do cérebro e massa corporal. O site Le Scienze também divulgou um texto interessante sobre um estudo que abordou a inteligência em aves usando o mandarim diamante (Taeniopygia guttata), um passeriforme (ave canora) nativo da Austrália, o periquito comum (Melopsittacus undulates), que são capazes de abstrair as regularidades presentes nas sucessões de sílabas: uma habilidade considerada crucial para o desenvolvimento de competências linguísticas em humanos.

Uma das características cruciais da aprendizagem de linguagem é a capacidade de abstrair sua estrutura gramatical: é a abstração para permitir que os seres humanos possam detectar regularidades em sua língua nativa, e generalizá-las. Esta capacidade tem sido analisada nos estudos sobre a aprendizagem da língua, em que seres humanos estão expostos a sequências de sons organizados segundo uma estrutura gramática específica, mas sem sentido. Eles demonstraram que a capacidade de abstrair a estrutura subjacente por uma série de estímulos – tanto sonoro quanto visuais – já esta presente em crianças pequenas.

A esquerda um Mandarim diamante, e a esquerda um periquito comum

A esquerda um Mandarim diamante, e a esquerda um periquito comum

Os resultados obtidos em humanos têm sugerido também que, no curso da evolução estas capacidades cognitivas podem ter precedido o desenvolvimento de linguagem, que ocorre pela primeira vez no gênero Homo (na qual discutiremos mais abaixo), ou em alguns dos antepassados ainda mais antigos. Neste último caso, pode também estar presente em outros animais.

Na revista Proceedings of the National Academy of Sciences a pesquisadora Michelle J. Spierings e colegas da Universidade de Leiden (Holanda) analisaram essas duas espécies de aves. O objetivo dos autores foi avaliar se essas duas espécies eram capazes de aprender a diferenciar sequências curtas de sílabas com uma estrutura gramatical definida. Os testes mostraram que ambas as espécies são capazes de distinguir
entre duas sílabas, mas com mecanismos muito diferentes.

O mandarim parece ordenar “sílabas” específicas na sucessão de sons. O periquito, em vez disso, é capaz de detectar a estrutura global da sequência de sons (por exemplo, repetições, acentos e etc), que permite que o animal usá-la para classificar corretamente as sílabas e apresentar frases absolutamente novas.

Segundo os autores, essa capacidade de perceber a relação abstrata entre diferentes sílabas é semelhante ao raciocínio analógico, sempre considerado algo exclusivo dos seres humanos e, recentemente documentada em algumas espécies animais.

Não é a primeira vez que se discute as capacidades cognitivas das aves, seja na estruturação de linguagens, ou na competência de construir ferramentas ou mesmo o reconhecimento de seu reflexo em espelho sugerindo um grau de consciência rudimentar, talvez consciência primária. Um exemplo de competência ligada a construção de ferramentas é dado por corvos, que são exemplos notáveis de inteligência em aves. Eles criam e usam ferramentas, além de esconder e armazenar alimentos ao longo das estações, apresentando capacidades semelhantes a memória episódica, e a capacidade de usar a experiência individual em predizer o comportamento dos membros da mesma espécie (Prior et al, 2008). O corvo da Nova Caledônia tem sido bastante estudado devido sua capacidade em fabricar e usar ferramentas na busca de alimento. Em 2007, pesquisadores da Universidade de Oxford apresentaram dados adquiridos através da montagem de pequenas câmeras de vídeo nas caudas de corvos da Nova Caledônia. Eles constaram que os animais conseguiam arrancar galhos e dobra-los, criando hastes flexíveis que auxiliavam a adquirir uma variedade de alimentos (Schmid, 2007). Corvos de Queensland aprenderam a comer o sapo-cururu tóxico atacando-o pela parte traseira violentamente furando sua garganta, onde a pele é mais fina, permitindo que o corvo para acessasse as partes não-tóxicos do animal: seus bicos longos asseguram que todas as vísceras pode ser removidas (Bolton, 2007).

De fato, se observarmos a relação entre a massa cerebral em função da massa corporal dos vertebrados ainda vivos,  e observarmos os endomoldes de fósseis, eles revelam relações semelhantes: animais maiores e mais complexamente evoluídos têm cérebros maiores, e o corvo apresenta uma complexidade e massa cerebral maior em função da massa corporal.

Observe a massa do cérebro em função da massa corpórea. Em corvos a massa cerebral esta acima do esperado.

Observe a massa do cérebro em função da massa corpórea. Em corvos a massa cerebral esta acima do esperado.

Estes estudos sobre inteligência e desenvolvimento de linguagem são muito importantes para compreensão de aspectos cognitivos básicos e entender a nossa própria estrutura de linguagem do ponto e vista da neurociência. A partir de conhecimento gerado a partir de outras espécies podemos compreender nossa própria estrutura encefálica e as potencialidade de nossa cognição. Por exemplo, primatologistas de campo podem fazer insights úteis para a partir destes estudos e entender como se dá a comunicação entre primatas na natureza (Arcadi, 2000).

Uma descoberta importante é que os primatas não-humanos, incluindo os grandes macacos, produzem expressões de estados emocionais e corporais, que são sinalizadores. Símios não-humanos raramente produzem vocalizações na ausência dos estados emocionais correspondentes (Goodall, 1986). Em cativeiro, símios não-humanos têm sido ensinados a formas de linguagem rudimentares, de sinais ou foram persuadidos a usar lexigramas – símbolos que não se assemelham graficamente a palavras – nos teclados de computador correspondente. Alguns símios não-humanos, tais como Kanzi, têm sido capazes de aprender e usar centenas de lexigramas (Savage-Rumbaugh, 1994 &1998).

As áreas de Broca e Wernicke no cérebro de primatas são responsáveis por controlar os músculos da face, língua, boca e laringe, bem como reconhecer sons. Primatas são conhecidos por fazer “chamadas vocais”, e essas chamadas são geradas por circuitos no tronco cerebral e no sistema límbico (Freeman et al, 2007). A partir destes estudos com primatas e até mesmo com aves é possível entender a origem da linguagem.

Em relação à articulação, há consideráveis inferências sobre as capacidades linguísticas dos primeiros indivíduos do gênero Homo (entre 2,5 a 0,8 milhões de anos atrás). Alguns pesquisadores defendem que características como o bipedalismo, que se desenvolveu de forma mais expressiva em australopitecineos a cerca de 3,5 milhões de anos atrás teria trazido alterações ao crânio, permitindo um trato vocal adequado a fala. A forma do trato e uma laringe posicionado relativamente baixa no pescoço são pré-requisitos necessários para muitos dos sons humanos, especialmente em vogais. Outros estudiosos acreditam que, com base na posição da laringe, nem mesmo os Neandertais tinham o anatomia necessária para produzir uma gama completa de sons que humanos modernos fazem (Fitch, 2000). Antes foi proposto que as diferenças entre o Homo sapiens e Neandertais estava nos tratos vocais e que poderia ser visto em fósseis, mas a constatação de que o osso hióide de Neandertal era idêntica à encontrada em Homo sapiens, enfraqueceu esta teoria. Ainda uma outro ponto a considerar sobre o abaixamento da laringe, o mais relevante para o desenvolvimento da fala (Ohala, 2000).

Quando humanos anatomicamente modernos começam a aparecer no registro fóssil na Etiópia por volta de 200 mil anos (Fleagle et al, 2008) eles estavam usando pigmentos ocre vermelho (como encontrado na caverna de Blombos, África datado em mais de 120 mil anos) para rituais e propósitos simbólicos, e certamente tinham uma linguagem simbólica envolvida (Henshilwood & Dubreuil, 2009). Com a saída da África por volta de 60 mil anos os seres humanos começaram levar sua língua e a cultura simbólica pelo restante do mundo (Stringer, 2011).

Outra forma de abordar a origem da linguagem é a partir da “Teoria da mente” (ou Theory of Mind), ou seja, pela capacidade que um indivíduo tem de entender o que outros pensam, sentem ou suas intenções. Simon Baron-Cohen (1999) defende que a teoria da mente deve ter dado a base de sustentação para o uso da linguagem, com base em evidências da utilização de diversas características, especialmente nos últimos 40 mil anos. Por exemplo: uma comunicação intencional, ensino, persuasão intencional, engano intencional, construção de planos e objetivos compartilhados, compartilhamento intencional de foco ou tópico e até mesmo fingimento. Muitos primatas mostram algumas, mas não todas, estas habilidades. De Call e Tomasello que pesquisam chimpanzés defendem isto, que os indivíduos como os chimpanzés parecem compreender que outros chimpanzés têm conhecimento e intenção. Muitos primatas mostram algumas tendências para uma teoria da mente, mas não tão complexa quanto a que seres humanos têm.

Outro elemento biológico envolvido na origem da fala são os neurônios-espelho, que tem potencial de fornecer um mecanismo de ação-compreensão, a imitação-aprendizado e a simulação do comportamento de outras pessoas (Skoyles et al, 2000). Isto é apoiado por algumas homologias citoarquitetônicos entre a área macaco pré-motora F5 e a área de Broca humana (Petrides et al, 2005). As taxas de ligação de expansão do vocabulário em crianças para adquirir as novas pronúncias de palavras.

Nem todos os linguistas concordam com todos os argumentos. Noam Chomsky argumenta contra a possibilidade de que o sistema de neurônios-espelho possa desempenhar qualquer papel nas estruturas hierárquicas essenciais para sintaxe (Moro, 2008).

Chomsky (1996) defende a hipótese da descontinuidade, e argumenta que uma única mutação teve a oportunidade ocorrer em um indivíduo na ordem de 100 mil anos, e instalou a faculdade da linguagem (um componente da mente-cérebro) conferindo uma “perfeita” (ou quase) forma para comunicar-se. Por este ponto de vista, a linguagem apareceu subitamente na história da evolução humana. A maioria dos estudiosos linguístas a partir de 2015 defendem hipóteses baseadas em continuidade, mas eles variam na forma como eles encaram o desenvolvimento da linguagem. Entre aqueles que vêem a linguagem como na maior parte inata, esta Steven Pinker (1990) defendendo precursores específicos em primatas não-humanos, salientando simplesmente que a faculdade da linguagem devem ter evoluído de forma gradual e habitual (Pinker, 1994). Outros neste campo (Ulbæk, 1998) defendem que a linguagem evoluiu não da comunicação primata, mas de inteligência em primatas, que é significativamente mais complexa.

Há também aqueles que vêem a linguagem como uma ferramenta socialmente aprendida de comunicação, tais como Michael Tomasello, que vê a origem da linguagem a partir de aspectos cognitivamente controlados na comunicação primata, sendo estes principalmente gestual em oposição ao vocal (Tomasello, 1996). Esquecendo a divisão continuidade versus descontinuidade, alguns pesquisadores veem o surgimento da linguagem como consequência de algum tipo de transformação social (Knight et al, 2012) que, através da geração de níveis libertou um potencial genético para a criatividade linguística adormecida (Knight, 2008 & 2010). Um exemplo é a hipótese da co-evolução entre discurso/ritual que destacam que chimpanzés e bonobos têm capacidades simbólicas latentes que raramente ocorre em estado selvagem (Savage-Rumbaugh et al, 1988) e contestam a ideia de súbita mutação.
Outra abordagem sobre a origem da linguagem usa fósseis humanos, procurando vestígios de adaptação física para o uso da linguagem (Lieberman, & Crelin, 1971). Em casos onde o DNA dos seres humanos extintos pode ser recuperado, a presença ou ausência da linguagem pode ser estabelecida pelo estudo do gene FOXP2, por exemplo (Diller et al, 2009). Uma outra abordagem, desta vez arqueológica, envolve invocando comportamento simbólico (como atividade ritual repetido) que podem deixar um rastreamento arqueológico como ocres e permite desenvolver argumentos teóricos para justificar inferências a partir de simbolismo em geral e a língua em particular (Henshilwood et al, 2009; Knight, 2009).

O intervalo de tempo para a evolução da linguagem ou seus pré-requisitos anatômicos se estende, pelo menos em princípio a partir da divergência filogenética de Homo (2,3 a 2,4 milhões de anos atrás) a partir de Pan (8 milhões de anos atrás) para o surgimento da modernidade comportamental, a cerca de 150 mil ou 50 mil anos. Alguns estudiosos assumem o desenvolvimento de sistemas de linguagem primitivas (ou proto-linguagem) tão cedo quanto Homo habilis, enquanto outros colocam o desenvolvimento da comunicação simbólica apenas com Homo erectus (1,8 milhões de anos atrás) ou com o Homo heidelbergensis (600 mil anos atrás) e o desenvolvimento de linguagem adequada com o Homo sapiens, estimado em menos de 200 mil anos.

Usando métodos estatísticos para estimar o tempo necessário para atingir a propagação atual e diversidade de línguas modernas, Johanna Nichols-linguista da Universidade da Califórnia, Berkeley, argumentou em 1998 que as línguas vocais deve ter começado a diversificação em nossa espécie, pelo menos, 100 mil anos atrás (Nichols, 1998). Já outro estudo, conduzido por Atkinson (2011) sugere que sucessivos efeitos de gargalo populacional fizeram com que nossos ancestrais africanos migrassem para outras áreas, o que leva a uma diminuição na diversidade genética e fenotípica. Atkinson afirma que gargalos também afetaram a cultura e a língua, sugerindo que quanto mais distante uma língua particular é da África, menos fonemas ela contém. Por meio de estudos, Atkinson afirma que as línguas africanas de hoje tendem a ter um número relativamente grande de fonemas, enquanto línguas da Oceania (o último lugar para o qual os seres humanos migraram), tem relativamente poucos. Estudos posteriores exploraram a taxa na qual os fonemas se desenvolvem naturalmente, comparando esta taxa para algumas das línguas mais antigas de África. Os resultados sugerem que a primeira linguagem evoluiu entre 350 e 150 mil anos atrás, que é justamente em torno do momento em que Homo sapiens surgiu (Perreault & Mathew, 2012). As estimativas não são universalmente aceitas, mas as evidências genética, arqueológica, paleontológico e de tantos outros campos levam a um consenso de que a linguagem surgiu provavelmente em algum lugar na África sub-saariana durante a Idade da pedra, mais ou menos contemporânea a especiação do Homo sapiens (Botha et al, 2009).

Retirado da PNAS.

Retirado da PNAS.

A vida social de primatas e mamíferos em geral é uma força motriz para a evolução da inteligência. Em aves, muitos grupos têm organizações sociais complexos (como araras, papagaios e periquitos) ou  agregações frouxas que são mais comuns. Os corvos, citados anteriormente, muitas vezes separam-se em pequenos grupos familiares para realizar a defesa territorial ou nidificação. As aves, se reúnem em bandos enormes feitos de várias espécies diferentes para fins migratórios. Alguns pássaros usam o trabalho em equipe, na caça ou na migração, quando voam em forma de triangulo. Aves predadoras (rapina) que caçam em pares têm sido observados usando técnicas complexas de caça.

O comportamento social requer a identificação individual, e a maioria das aves parecem ser capazes de reconhecer companheiros, irmãos e jovens. Outros comportamentos, ligados a criação cooperativa também são considerados indicadores de inteligência (Emery & Clayton, 2004).

Estudos têm demonstrado que canções territoriais intrincadas são construídas e que algumas aves aprender a vocalizar em uma idade bem adiantada. Algumas espécies de aves são capazes de se comunicar a partir de diversas variedades regionais de canções. Na Nova Zelândia aves Philesturnus sp aprendem canções diferentes, correspondente a “dialetos” de clãs de suas próprias espécies, tanto quanto os seres humanos pudessem adquirir diversos dialetos regionais. Quando um macho possui um território a outra espécie morre, um novo macho vai imediatamente tomar seu lugar, cantando para potenciais parceiros no dialeto apropriado para o território que se encontra.

Como vimos acima, e em outros estudos, algumas aves tem uma capacidade de memorizar padrões “sintáticas” de sons, e que eles podem ser ensinados a rejeitar determinados sons incorretos produzidos pelos treinadores humanos. Este experimentos foram realizados através da combinação de apitos, chocalhos, trinados, e motivos de alta frequência (Gentner et al, 2006).

Existe também a possibilidade de que aves possam formar conceitos abstratos como mesmo vs diferente. Algo constatado por Alex, o papagaio cinza Africano. Ele foi treinado para rotular vocalmente mais de 100 objetos de diferentes cores e formas e que são feitos de materiais diferentes (Pepperberg, 1999).

Ao que tudo indica, primatas e certos grupos de aves tem atributos cognitivos complexos que os torna excelentes ferramentas de estudo para a compreensão da natureza humana.

Por exemplo, estorninhos (Sturnus vulgaris) são capazes de reconhecer com precisão padrões acústicos e incorporar ao contexto gramático. Eles também são capazes de classificar novos padrões definidos pela gramática e excluir padrões agramaticais. Assim, a capacidade de classificar sequências de recursiva gramáticas e incorpora-las não é exclusivamente humana. Esta descoberta abre uma nova gama de complexos mecanismos de processamento sintático para investigação fisiológica.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Aves, Mamíferos, Primatas, Linguagem, Comunicação.

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