Một nghiên cứu mới từ các nhà nghiên cứu cho thấy, chó trích xuất các từ từ lời nói liên tục bằng cách sử dụng các phép tính và vùng não tương tự như ở con người.
Một nghiên cứu mới kết hợp EEG và fMRI của các nhà nghiên cứu từ Khoa Thần thoại, Đại học Eötvös Loránd (Hungary) cho thấy, chó trích xuất các từ từ lời nói liên tục bằng cách sử dụng các phép tính và vùng não tương tự như con người. Đây là minh chứng đầu tiên về khả năng sử dụng số liệu thống kê phức tạp để tìm hiểu về ranh giới giữa các từ ở động vật có vú không phải là người. Công trình này đã được xuất bản trên tạp chí Current Biology.
EEG là từ viết tắt của Electroencephalogram, hay còn gọi là phương pháp đo điện não đồ. Theo Wikipedia, EEG là một phương pháp nhằm ghi lại những xung điện từ các neuron trong não.
Phương pháp fMRI là từ viết tắt của Functional magnetic resonance imaging, hay còn gọi là chụp cộng hưởng từ chức năng. fMRI đo hoạt động của não bằng cách phát hiện những thay đổi liên quan đến lưu lượng máu.
Trẻ sơ sinh có thể phát hiện ra các từ mới trong một luồng giọng nói (a speech stream) trước khi chúng học được ý nghĩa của những từ đó. Để biết một từ kết thúc và một từ khác bắt đầu từ đâu, trẻ sơ sinh thực hiện các phép tính phức tạp để theo dõi mô hình âm tiết: các âm tiết thường xuất hiện cùng nhau có thể là từ và những âm tiết không thường xuất hiện cùng nhau có lẽ không phải là từ.
Một nghiên cứu mới về hình ảnh của đại não của các nhà nghiên cứu Hungary đã phát hiện ra rằng loài chó cũng có thể nhận ra những quy luật phức tạp như vậy trong giọng nói.
Marianna Boros, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Thần kinh học Truyền thông, Khoa Thần thoại, Đại học Eötvös Loránd, giải thích, "Theo dõi các mẫu (pattern) không phải là chỉ có ở con người: nhiều loài động vật cũng học từ những quy luật như vậy trong thế giới xung quanh chúng ta, đây được gọi là học theo thống kê (statistical learning)".
"Điều làm cho giọng nói trở nên đặc biệt là quá trình xử lý của nó đòi hỏi nhiều phép tính phức tạp. Để học các từ mới từ lời nói liên tục, là không đủ nếu chúng ta chỉ đếm tần suất các âm tiết nhất định xuất hiện cùng nhau. Sẽ hiệu quả hơn nhiều nếu chúng ta tính toán xem các âm tiết đó có thể xuất hiện cùng nhau như thế nào. Đây chính xác là cách con người làm, cả với trẻ sơ sinh 8 tháng tuổi; công việc có vẻ khó khăn nhất là phân đoạn từ: chúng ta cần tính toán các thống kê phức tạp về xác suất của một âm tiết theo sau một âm tiết khác”.
"Cho đến nay, chúng ta vẫn chưa biết liệu có loài động vật có vú nào khác cũng có thể sử dụng các phép tính phức tạp như vậy để trích xuất các từ khỏi giọng nói hay không. Chúng tôi quyết định kiểm tra năng lực não bộ của chó gia đình về việc học thống kê từ lời nói. Chó là loài động vật được thuần hóa sớm nhất và có thể là loài chúng ta nói chuyện thường xuyên nhất. Tuy nhiên, chúng ta biết rất ít về các quá trình xử lý cơ bản trong não của chó về năng lực học từ của chúng”.
-
- Hình ảnh mô tả chú chó đang được các nhà nghiên cứu thực hiện thí nghiệm. (Ảnh: Grzegorz Eliasiewicz)
Lilla Magyari, một tác giả chính khác, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong cùng nhóm nghiên cứu, người đã đặt nền tảng phương pháp luận để thực hiện điện sinh lý không xâm lấn trên những con chó hợp tác, chưa qua đào tạo, và tỉnh táo, cho biết: “Để tìm hiểu loại số liệu thống kê mà chó tính toán khi chúng nghe lời nói, trước tiên, chúng tôi đo hoạt động điện não của chúng bằng cách sử dụng EEG”.
“Thật thú vị, chúng tôi đã thấy sự khác biệt về sóng não của chó đối với những từ thường xuyên so với những từ hiếm".
"Nhưng ngạc nhiên hơn nữa, chúng tôi cũng thấy sự khác biệt về sóng não đối với những âm tiết luôn xảy ra cùng nhau so với những âm tiết chỉ thỉnh thoảng xảy ra, ngay cả khi tổng tần số là như nhau. Vì vậy, hóa ra chó không chỉ theo dõi các số liệu thống kê đơn giản (số lần một từ xuất hiện) mà còn cả các số liệu thống kê phức tạp (xác suất mà các âm tiết của một từ xảy ra cùng nhau). Điều này chưa từng thấy ở các loài động vật có vú không phải con người khác trước đây. Nó chính xác là loại thống kê phức tạp mà trẻ sơ sinh sử dụng để trích xuất các từ từ lời nói liên tục”.
-
- Hình ảnh mô tả chú chó đang được các nhà nghiên cứu thực hiện thí nghiệm. (Ảnh: Grzegorz Eliasiewicz)
Để khám phá các vùng não chịu trách nhiệm đằng sau khả năng tính toán phức tạp này ở chó tương tự như thế nào so với ở người, các nhà nghiên cứu cũng đã kiểm tra chó bằng cách sử dụng chức năng MRI. Thử nghiệm này cũng được thực hiện trên những con chó tỉnh táo, hợp tác, và không bị kiềm chế. Đối với fMRI, những con chó đã được huấn luyện trước đây nằm bất động trong thời gian thực hiện các phép đo.
Boros giải thích: “Chúng tôi biết rằng ở người, cả hai vùng não liên quan đến học tập kiến thức chung (general learning) và ngôn ngữ đều tham gia vào quá trình này. Và chúng tôi đã tìm thấy hai vùng não tương tự ở chó”.
“Cả vùng não chung và vùng não chuyên môn dường như đều tham gia vào việc học thống kê từ lời nói, nhưng các kiểu kích hoạt ở cả hai vùng thì khác nhau".
"Vùng não chung, cái gọi là hạch nền (basal ganglia), phản ứng mạnh hơn với một luồng giọng nói ngẫu nhiên (nơi không có các từ có thể được phát hiện bằng cách sử dụng số liệu thống kê âm tiết) hơn là dòng lời nói có cấu trúc (trong đó các từ có thể dễ dàng phát hiện chỉ bằng cách tính toán số liệu thống kê âm tiết)".
"Vùng não chuyên biệt, cái gọi là vỏ não thính giác (auditory cortex), ở con người, đóng vai trò quan trọng trong việc học thống kê từ lời nói, cho thấy một mô hình khác: ở đây, chúng tôi đã thấy hoạt động của não tăng lên theo thời gian đối với dòng lời nói có cấu trúc nhưng hoạt động của não không tăng lên đối với dòng lời nói ngẫu nhiên. Chúng tôi tin rằng sự gia tăng hoạt động này là dấu vết học từ để lại trên vỏ não thính giác”.
Attila Andics, điều tra viên chính của Neuroethology of Communication Lab cho biết: “Bây giờ chúng tôi bắt đầu hiểu rằng một số quá trình tính toán trong não được coi là công cụ để thu nhận ngôn ngữ của con người có thể không phải là chỉ có duy nhất ở con người”.
“Nhưng chúng tôi vẫn chưa biết cơ chế não người tương tự như thế nào so với loài chó trong quá trình học các từ. Chúng tôi thấy rằng bằng cách nghiên cứu khả năng xử lý giọng nói ở chó, thậm chí những giống chó tốt hơn với khả năng giao tiếp khác nhau và các loài khác sống gần con người, chúng ta có thể truy ngược nguồn gốc của các chuyên ngành nhận thức giọng nói của con người”.
Theo Phys.org
