capacités mentales des singes et des enfants

[canardos]

combien de temps faut-il aux singes pour reconnaitre des objets et comment font-ils?

[center]Aussitôt vu, aussitôt reconnu[/center]

L es primates reconnaissent les objets en 200 millisecondes. Un processus rapide et simple a priori, qui cache pourtant des mécanismes très complexes. Car pour reconnaître un objet, le cerveau doit assembler ses différentes dimensions : sa couleur, sa forme, sa taille, etc. Plusieurs structures cérébrales participent à l’intégration de ces informations. Parmi elles, la partie inférieure du lobe temporal (le cortex inféro-temporal), chargée notamment de recueillir l’information concernant la forme de l’objet. C’est l’un des premiers rouages de la reconnaissance des objets. Il s’effectuerait en un temps record : 12.5 millisecondes ! C’est ce que rapporte une équipe américaine dont l’étude est publiée dans Science cette semaine.

Autre résultat spectaculaire de l’étude : cette étape préalable à l’intégration a été réalisée par un groupe de neurones composé d’environ 100 cellules seulement ! Ce qui représente un faible pourcentage du nombre total de cellules nerveuses présentes dans le cortex inféro-temporal. Celui-ci en contient en effet environ 80 millions !

La reconnaissance des objets s’effectue au niveau de structures ciblées par le cortex inféro-temporal.
C’est vers ces structures que converge l’ensemble des informations contenant les dimensions de l’objet. Le temps record obtenu au niveau du premier rouage pourrait faciliter une reconnaissance rapide des objets. Pour le Dr. Chou Hung, qui a mené l’étude, «les régions cérébrales « cibles », situées en aval, n’ont pas à intégrer des fenêtres temporelles très longues pour recevoir l’information détaillée sur l’objet présenté». Le cortex préfrontal – situé dans le lobe frontal (partie antérieure du cerveau) – est l’une de ces cibles.

Pour obtenir ces résultats, l’équipe du Dr. Chou Hung a utilisé deux méthodes complémentaires, l’une théorique, l’autre pratique : la modélisation informatique, qui reproduit fidèlement le fonctionnement des neurones, et l’expérimentation animale, en enregistrant l’activité des neurones chez deux singes macaques. Grâce à ces deux techniques, les scientifiques ont pu déterminer comment plusieurs régions du cortex inféro-temporal chez les singes travaillent pour fournir de l’information permettant la reconnaissance des objets.
Les singes regardaient de manière passive des photographies de 77 objets appartenant à huit catégories, comme les jouets, l’alimentation, les visages d’autres singes, etc.

La prochaine étape pour les auteurs est de s’attaquer aux mécanismes cérébraux régissant la reconnaissance d’objets visuels plus complexes. Il s’agira de « décoder l’activité d’un ensemble de neurones en temps réel sur des scènes naturelles contenant des objets multiples, des arrière-plans, etc. » assure Dr. Hung.

Valérie Buron  Science et Avenir
(07/11/05)

[canardos]

[center]Le chimpanzé transmet fidèlement son savoir à ses proches[/center]


LE MONDE | 29.08.06 |


Les primatologues en sont persuadés : nos cousins les grands singes possèdent des embryons de "culture" - entendue comme une capacité à transmettre d'une génération à l'autre des innovations. Tel groupe de chimpanzés sait piéger les termites avec une paille, quand tel autre ignore cette technique. Certains orangs-outans usent de baguettes pour extraire les graines de neesia de leur bogue acérée, alors que d'autres se contentent de casser le fruit.


Les exemples de ces comportements spécifiques se sont multipliés au fil des études de terrain. Mais ces observations n'apportent qu'une preuve circonstancielle d'une transmission culturelle. C'est pourquoi des chercheurs de l'université de Saint Andrews (Royaume-Uni) et du centre de primatologie Yerkes d'Atlanta (Etats-Unis) ont imaginé un dispositif reproduisant en captivité le passage, entre plusieurs générations, d'un comportement inédit. Frans de Waal et ses collègues ont utilisé une boîte renfermant de la nourriture, à laquelle on pouvait accéder soit en soulevant une porte, soit en la faisant glisser.

L'expérience consistait à apprendre à un chimpanzé une des deux techniques, puis à le faire observer par un de ses congénères naïf, lequel était ensuite appelé à tester le dispositif et à devenir à son tour modèle pour un troisième individu. Avant qu'un quatrième entre dans la chaîne, et ainsi de suite.

Comme ils l'expliquent dans la revue PNAS du 29 août, les chercheurs ont constaté une grande "fidélité" dans la transmission de l'une ou l'autre technique : le comportement initial pouvait être "canalisé" sur l'équivalent de cinq ou six générations. "Nos résultats montrent que les chimpanzés ont la capacité de maintenir des traditions locales sur plusieurs générations simulées", écrivent-ils. Des résultats équivalents ont été obtenus avec des petits d'homme de trois ans.



Hervé Morin

[canardos]

dans science et avenir:

[center]Les dons d’imitateur du singe nouveau-né[/center]


 
Un bébé singe macaque tire la langue, imitant le geste du chercheur. (Ferrari et al)
 
Imiter les expressions du visage de ses parents est un élément d’apprentissage capital pour le nouveau-né qui n’est pas encore capable de voir sa propre image dans un miroir. Cette capacité d’imitation, liée à une volonté d’apprentissage, a été mise en évidence chez les grands singes, comme les chimpanzés. Elle existe aussi chez les macaques rhésus, montre une étude publiée aujourd’hui par la revue PloS Biology.

L’équipe de Pier Ferrari (Université de Parme, Italie) a testé 21 bébés macaques : face au petit animal, le chercheur tirait la langue, ouvrait la bouche ou faisait claquer ses lèvres. Le nouveau-né âgé d’un jour ne montrait aucun signe d’imitation. En revanche à partir du troisième jour le petit singe commençait à reproduire les grimaces des chercheurs. Cette période d’imitation s’arrête au bout de deux semaines, soit plus tôt que pour les humains ou les grands singes –il est possible qu’elle soit plus longue lorsque le petit est avec ses congénères.

Dans les années 90 des chercheurs ont découvert l’existence de neurones miroir chez les macaques, ce qui suggérait qu’ils possédaient une capacité d’imitation volontaire. Ces neurones s’allument lorsque le singe réalise une action mais aussi lorsqu’il voit un autre singe ou un humain réaliser la même action.

Les travaux de l’équipe italienne suggèrent que la capacité d’imitation néonatale est apparue il y a longtemps au cours de l’évolution, sachant que la branche des singes macaques s’est séparée il y a environ 25 millions d’années de celle des hommes contre seulement 6 à 7 millions d’années pour le chimpanzé.

Cécile Dumas
(05/09/06)

[canardos]

sur le site du CNRS:

Paris, 6 septembre 2006

[center]L'organisation du cerveau du nourrisson pourrait-elle expliquer l'acquisition rapide de la langue maternelle ?[/center]


Pourquoi seuls les humains sont-ils capables de maitriser un langage sophistiqué ? Comment se fait-il que les nourrissons dominent si rapidement leur langue maternelle, quand on songe aux difficultés de l'adulte pour apprendre une deuxième langue? Les réponses à ces questions se trouvent peut-être dans l'organisation particulière du cerveau humain et dans la collaboration étroite entre les régions qui ont des fonctionnalités différentes mais complémentaires. Telles sont les hypothèses émises par des équipes de l'Inserm, du CEA, de l'AP-HP et du CNRS. Leurs travaux complètent les conclusions apportées en 2002 par ces mêmes chercheurs qui démontraient alors que les nourrissons activaient les mêmes aires cérébrales que l'adulte lorsqu'ils écoutaient de la parole. Leurs résultats montrent aujourd'hui que l'organisation adulte, qui implique une coopération étroite entre les aires de compréhension (la région temporale dont l'aire de Wernicke) et celles de production verbale (l'aire de Broca dans la région frontale inférieure gauche), est déjà présente chez le nourrisson alors qu'il ne parle pas encore.
Ces nouvelles données paraissent cette semaine dans l'édition en ligne des PNAS (Proceedings of the National Academy of Science).


L'étude a été conduite par Ghislaine Dehaene et son équipe (unité Inserm 562 « Neuroimagerie cognitive ») au CEA, au sein du service hospitalier Joliot Curie. Elle a consisté à visualiser l'organisation des régions cérébrales activées par l'écoute de courtes phrases (de seulement 2 s) grâce à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)(1). Ce travail a été mené chez 10 nourrissons âgés de 3 mois (4 filles et 6 garçons) à l'hôpital Necker Enfants-malades (AP-HP).

L'IRMf a permis aux chercheurs de constater que ces phrases provoquent l'activation en cascade de régions temporales et frontales. Les régions les plus proches du cortex auditif, s'activent dès le début de la phrase alors que d'autres, plus distantes comme l'aire de Broca, répondent plus lentement (cf.schéma). Cette progression de la réponse pourrait correspondre à une intégration du signal sonore dans des unités de plus en plus longues, permettant ainsi au nourrisson d'accéder à la structure emboîtées des phrases.

L'équipe a également observé que la réponse dans l'aire de Broca augmentait lorsque la phrase était répétée. Or, on sait que chez l'adulte cette région est cruciale pour la mémoire verbale à court-terme (quand on retient un numéro de téléphone par exemple). Ce processus de mémorisation semble reposer sur une répétition silencieuse des éléments à mémoriser.

Chez le nouveau-né l'activation de cette aire de Broca est surprenante. Elle permet d'assurer des fonctions qui sont encore très immatures (production verbale) ou bien inexistantes (intégration grammaticale) à 3 mois. Ces travaux conduits par l'équipe dirigée par Ghislaine Dehaene montrent que le nourrisson de 3 mois, bien qu'incapable de répéter des phrases entières, possède déjà le circuit neuronal qui lui permet de repérer certains éléments répétés de la phrase.

Par ailleurs, des travaux récents ont montré que dans l'équivalent de cette région chez les singes macaques existaient des neurones particuliers, appelés neurones "miroirs", qui sont activés non seulement lors de la réalisation d'une action, mais aussi dès que le macaque voit ou entend un congénère effectuer cette même action. Cette région pourrait donc être cruciale pour unifier les différentes représentations motrices (je parle), visuelles (je vois parler) et auditives (j'entends parler) de la parole et permettre au nourrisson de tirer le meilleur parti de son environnement sonore et visuel.

Reste maintenant à découvrir si d'autres stimuli font aussi appel à ce type de procédé et pourquoi seuls les bébés de l'espèce humaine apprennent à parler, deux points sur lesquels l'imagerie cérébrale devrait continuer d'apporter des réponses.





Le lobe temporal supérieur, crucial pour la compréhension du langage, comprend notamment le cortex auditif primaire (C Aud) qui reçoit les informations de l'oreille, et l'aire de Wernicke dans sa partie postérieure. La région frontale inférieure (aire de Broca) est impliquée chez l'adulte dans la production verbale, la mémoire à court-terme et l'intégration grammaticale. Les régions motrices commandant l'articulation sont situées juste derrière elle. Faisceau arqué : faisceau principal reliant les régions de production et de compréhension du langage. Sa maturation continue jusqu'à la puberté. Faisceau unciné : connecte les lobes frontal et temporal
© Inserm



Notes :
1) L'imagerie par résonance magnétique est une technique tout à fait inoffensive basée sur les propriétés magnétiques des tissus, utilisée depuis plus de vingt ans en neurologie pédiatrique. L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), plus récente, permet de visualiser les zones cérébrales actives en réponse à un stimulus (un son, une image…)

Références :
“Functional organization of perisylvian activation during presentation of sentences in preverbal infants”
Ghislaine Dehaene-Lambertz(1,2,7), Lucie Hertz-Pannier(3,5,7), Jessica Dubois(4,7), Sebastian Mériaux(4,7), Alexis Roche(4,7), Mariano Sigman(1,7), Stanislas Dehaene(1,6,7)

1) Unité Inserm 562, CEA - SHFJ, 4 place du général Leclerc, 91400 Orsay
2) Neurologie Pédiatrique, CHU Kremlin Bicêtre, AP-HP, Paris
3) Radiologie Pédiatrique, CHU Necker-Enfants Malades, AP-HP, Paris
4) CEA, UNAF, 4 place du général Leclerc, 91400 Orsay
5) INSERM, U663, Université Paris 5, Paris
6) Collège de France, Paris
7) IFR49, Orsay
PNAS, online publication dans la semaine du 4 septembre 2006

[canardos]

Le lundi 20 novembre 2006

[center]Les bébés macaques imitent les humains[/center]

Agence Science-Presse


On dit souvent que les bébés apprennent d’abord à communiquer en observant les visages des parents, puis en les imitant. Voilà qu’on vient de vérifier cette théorie chez des... macaques!

Pendant une brève période de temps, trois à sept jours après leur naissance, ceux-ci ont tiré la langue... exactement comme leur ami humain le faisait devant eux. Cette capacité d’imitation n’avait jusqu’ici été observée que chez des chimpanzés... et des humains, bien sûr, chez qui des bébés de deux à trois semaines peuvent commencer à effectuer ce type d’imitation.

Chez les macaques, cette capacité semble disparaître après le 14e jour (à moins qu'ils n'aient simplement envie de passer à autre chose!). Les biologistes de l’Université de Parme (Italie) prévoient suivre l’évolution de leurs macaques à l’âge adulte, afin de voir si les meilleurs imitateurs ne seront pas également ceux qui se montreront les plus «intelligents».

[canardos]

[center]Des différences culturelles observées chez les gorilles en captivité[/center]

Andrew Bridges

AP

Saint-Louis, Missouri


Les gorilles ne sont pas les plus primaires des primates. Des chercheurs américains ont observé des différences de comportement, qui ne s'expliquent ni par l'environnement ni la génétique, entre différents groupes en captivité. Une marque de culture qui montre que ces grands singes sont loin d'être moins évolués que les chimpanzés ou les orangs-outans.

Des études comportementales réalisées sur les quelque 370 gorilles en captivité dans des zoos américains montrent 48 variations de comportement des grands singes, notamment dans la façon dont ils se transmettent des signaux ou utilisent des outils par exemple, selon Tara Stoinski du zoo d'Atlanta membre de la Fondation internationale Dian Fossey pour les gorilles.

Ces différences laissent penser que les gorilles se transmettent certains comportements socialement, et pas génétiquement, une marque de culture.

«Ces animaux sont suffisamment intelligents pour observer des comportements et les imiter», explique Ingrid Porton, soigneuse de primates au zoo de Saint-Louis.

D'après Tara Stoinski, l'étude montre que même des gorilles enfermés dans le même zoo, mais au sein de groupes séparés, peuvent présenter des différences culturelles. Ainsi au zoo d'Atlanta, seuls certains groupes de gorilles utilisent des bâtons pour repousser les barrières électriques qui protègent les arbres dans leur enclos, ce qui leur permet de grignoter l'écorce sans recevoir de choc.

Les chercheurs avaient déjà remarqué des différences culturelles chez d'autres espèces de singes, comme les chimpanzés et les orangs-outans, dans la façon dont ils se font la cour, utilisent des instruments ou creusent des trous.

Pour Andrew Whiten, un professeur d'évolution et développement psychologique à l'université de Saint-Andrews, il n'y a rien d'étonnant à ce que les gorilles fassent la même chose et montrent qu'ils ne sont peut-être pas les «cousins un peu demeurés» de la famille des primates: «ce n'est surprenant qu'au regard de ce cliché qui veut que les gorilles ne soient pas aussi intelligents que le reste».

[canardos]

[center]Le jeune chimpanzé a meilleure mémoire que l'homme, selon une étude[/center]

AFP 04.12.07

Les jeunes chimpanzés sont doués d'une mémoire extraordinaire, nettement meilleure que celle des humains, selon une étude de chercheurs japonais publiée mardi dans le journal américain Current Biology.

L'expérience, imaginée par des scientifiques de l'Université de Kyoto, a été réalisée plusieurs années durant sur neuf chimpanzés (trois femelles et leurs petits nés en 2000), et sur neuf humains étudiants à l'université. Les singes avaient préalablement appris à compter de un à neuf, et à remettre ces chiffres dans l'ordre lorsqu'ils apparaissaient de façon aléatoire.

Le test a consisté à montrer, pendant quelques fractions de seconde et dans le désordre, les chiffres 1 à 9 sur un écran d'ordinateur. Les chimpanzés et les humains devaient ensuite reconstituer l'ordre dans lequel ces chiffres étaient apparus.

Les performances jeunes chimpanzés, à la fois en termes d'exactitude et de vitesse, ont été nettement meilleures que celles des étudiants, même lorsque l'expérience était interrompue par des bruits stridents, affirme l'étude.

Selon l'équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Tetsuro Matsuzawa de l'Institut de recherche sur les primates de l'Université de Kyoto, les résultats suggèrent que les humains avaient à l'origine les mêmes capacités de mémorisation que les chimpanzés, mais qu'ils ont perdu cette qualité au fil de l'évolution pour acquérir d'autres compétences.

"La capacité du cerveau est limitée. Peut-être que les humains ont renoncé à leurs anciennes compétences pour en acquérir de nouvelles, comme le langage", a expliqué le professeur Matsuzawa aux médias nippons.

"Cela se passera peut-être comme ça quand les petits deviendront adultes", a-t-il ajouté, indiquant que la mémoire des chimpanzés diminue avec l'âge.

[canardos]

une étude précédente des memes chercheurs avait démontré que les jeunes chimpanzees avaient certaines des capacités d'abstraction des enfants humains, notamment la capacité de catégorisation des objets et des etres vivants dans le cas d'espece en leur donnant des modeles en trois dimensions de mammiferes, de fournitures et de véhicules et en leur demandant de les classer.

voila quelques extraits de l'article et l'article entier à télécharger:

Developmental Science 8:3 (2005)

[center]Can chimpanzee infants  form categorical representations in the same manner as human infants[/center]

Chizuko Murai, Daisuke Kosugi, Masaki Tomonaga, Masayuki Tanaka, Tetsuro Matsuzawa and Shoji Itakura

Abstract

We directly compared chimpanzee infants and human infants for categorical representations of three global-like categories (mammals, furniture and vehicles), using the familiarization–novelty preference technique. Neither species received any training during the experiments. We used the time that participants spent looking at the stimulus object while touching it as a measure. During the familiarization phase, participants were presented with four familiarization objects from one of three categories (e.g. mammals). Then, they were tested with a pair of novel objects, one was a familiar-category object and another was a novel-category object (e.g. vehicle) in the test phase. The chimpanzee infants did not show significant habituation, whereas human infants did. However, most important, both species showed significant novelty-preference in the test phase. This indicates that not only human infants, but also chimpanzee infants formed categorical representations of a global-like level. Implications for the shared origins and species-specificity of categorization abilities, and the cognitive operations underlying categorization, are discussed.


....


General discussion

The main result of the present study was that both human infants and chimpanzee infants could form categorical representations of three global-like categories
(mammals, furniture and vehicles) that closely correspond to human adult global-level categories, without any training. This is the first report of global-like level
categorization in chimpanzee infants. These findings also provide further evidence of spontaneous categorization by non-human primates in early development.


In the current study, it was found that chimpanzee infants at the ages of 10 to 23 months and human infants at the ages of 10 to 24 months showed a similar
ability to form categorical representations. The performance by chimpanzee infants was found to be comparable to that of younger human infants (10–17 months), considering that younger human infants’ LWTs were relatively
shorter and their functional object manipulations were not frequent.

Can_chimpanzee_infants_form_categorical_representations_in_the_same_manner_as_human_infants_.pdf

[canardos]

un article interessant en aglais mais avec un résumé en français:

[center]QUI EST QUI: COMMENT LES CHIMPANZES (PAN TROGLODYTES) ET LES HUMAINS APPARIENT UNE VOIX A LA PHOTOGRAPHIE DU VOCALISATEUR DANS UNE TACHE DE RECONNAISSANCE IDENTITAIRE.[/center]

Laura Martinez and Tetsuro Matsuzawa

Language and Intelligence section- Primate Research Institute, Kyoto University.

Résumé:

Les recherches antérieures menées chez le chimpanzé font état d’un lien étroit entre leur comportement vocal et la complexité de leurs relations sociales. En effet, les groupes de chimpanzés sont caractérisés par la variabilité des associations entre individus au sein d’un même groupe ainsi que par une fréquente migration entre différentes communautés, impliquant ainsi un grand nombre d’individus. Cette dispersion spatiale requiert nécessairement une reconnaissance non visuelle efficace de nombreux vocalisateurs. La présente étude a pour but de comprendre comment sont reliées entre elles les informations visuelles et auditives impliquées dans une telle catégorisation de l’identité. Dans une première expérience, s’appuyant sur une tâche d’appariement intermodal, les sujets devaient apparier les retransmissions de vocalisations émises par trois chimpanzés familiers avec des photographies les représentant. Parmi un groupe de 14 chimpanzés vivants en captivité, une femelle adulte appelée Pan,
préalablement experte en tâches audio-visuelles, a obtenu 90% de bonnes réponses, tandis que deux autres femelles adultes, nommées Aï et Chloé, n’ayant eu aucune expérience préalable avec ce genre de tâche, ont obtenu 46 et 44% de bonnes réponses. Les sujets humains (n=11), tous très familiarisés avec
ces chimpanzés, ont été testés dans les mêmes conditions et ont obtenus un score intermédiaire de 74% en moyenne. Dans les expériences en cours, nous manipulons plusieurs paramètres de la procédure afin de faciliter le processus d’acquisition chez les individus inexpérimentés. En parallèle, nous testons les
trois enfants chimpanzés (âgés de 5 ans) pour identifier toute possible corrélation avec l’âge ou l’expérience individuelle. Dans de prochaines expériences, nous utiliserons des voix et visages d’humains comme stimuli afin d’évaluer de quelle façon la familiarité et « l’effet autre-espèce » peutinfluer sur la reconnaissance intermodale de l’identité.

isdm23_Martinez.pdf

[canardos]

Le lundi 17 décembre 2007

[center]Des singes aussi doués que des étudiants pour le calcul mental[/center]

Agence France-Presse
Washington

Des singes peuvent faire aussi bien que des étudiants lorsqu'il s'agit d'effectuer des additions, selon une étude publiée lundi aux États-Unis.

Des recherches précédentes avaient déjà démontré que les humains et les animaux partagent la capacité de représenter et comparer mentalement des nombres. Ainsi, des animaux, jeunes et adultes, peuvent faire la différence entre quatre et huit objets. Mais, il n'était pas prouvé que des animaux puissent effectuer du calcul mental, ont affirmé des chercheurs de la Duke University responsables de cette étude.

«Nous savions que des animaux pouvaient reconnaître des quantités mais il était moins évident de savoir s'ils étaient capables d'effectuer des opérations arithmétiques comme des additions. Notre étude montre qu'ils en sont capables», a affirmé Jessica Cantlon, une des auteurs de l'étude qui paraît dans le numéro de décembre de la revue mensuelle américaine PLoS Biology.

Elizabeth Brannon, co-auteur de la recherche et Mme Cantlon ont conduit leur étude avec des singes macaques placés devant un ordinateur à écran tactile présentant un différent nombre de points. À un moment donné, ces points disparaissaient de l'écran pour laisser place à un nouveau nombre de points.

Ce deuxième écran s'effaçait à son tour et un nouvel écran, divisé en deux parties, présentait d'un côté la somme exacte des points apparus sur les deux premiers écrans et, de l'autre un nombre de points n'ayant pas de rapport avec les deux premiers écrans. Les singes étaient récompensés s'ils touchaient la partie de l'écran donnant le résultat de l'addition des points apparus sur les deux premiers écrans. 76% des singes ont réussi le test.

Le même test a été effectué auprès d'étudiants qui devaient trouver la somme exacte des points par calcul mental. 94% des étudiants ont passé ce test avec succès. En moyenne, étudiants et singes ont répondu après environ une seconde de réflexion.

Étudiants et singes se trompaient le plus souvent quand les résultats affichés dans les deux moitiés du troisième écran étaient proches.

«Si la somme exacte était 11 et que la partie de l'écran avec la mauvaise réponse affichait 12 points, singes et étudiants prenaient plus de temps pour répondre et se trompaient plus souvent», a constaté Mme Cantlon.

Que des singes et des êtres humains puissent faire des additions simples pourrait être un signe de l'évolution commune des deux espèces.

La différence entre humains et animaux tient à l'acquisition du langage et de l'écriture pour les premiers. «Les performances mathématiques des adultes humains tiennent surtout à leur capacité de représenter des concepts numériques en utilisant des signes. Un singe est incapable de faire la différence entre 2000 et 2001 objets. Cependant, nos travaux ont montré que humains et singes peuvent manipuler mentalement des représentations de nombres pour générer des sommes approximatives de simples objets», a estimé Mme Brannon.