جایگزین هارد پیدا شد؛ از این به بعد قراره اطلاعات رو تو پرنده‌ ها ذخیره کنیم!

بن جردن(یوتیوبر مطالب علمی و موسیقی)، تصویری از یک پرنده‌ را درون آواز یک پرنده ذخیره کرد و سپس آن پرنده توانست تصویر را با سرعت تقریبی ۲ مگابایت بر ثانیه بازتولید کند!

گرچه طوطی‌ها معمولاً به خاطر توانایی‌شان در تقلید صدای انسان شهرت دارند، اما آن‌ها تنها پرندگانی نیستند که چنین تقلید خارق‌العاده‌ای را انجام می‌دهند.

راد سیلر، بوم‌شناس حیات‌وحش از دانشگاه ایالتی واشنگتن، درباره سارها توضیح می‌دهد:

«سارها تقلیدکننده‌های بسیار ماهری هستند. آن‌ها صداهایی را از سایر سارها، پرندگان آوازخوان، و حتی انسان‌ها و اشیای بی‌جان یاد می‌گیرند. آن‌ها می‌توانند سوت بزنند، صداهای تق‌تق، ترکیدن، و حتی پارس سگ یا بوق ماشین را تقلید کنند.»

او می‌افزاید:

«این‌که چرا و چگونه سارها چنین مجموعه پیچیده‌ای از صداها را وارد رفتار صوتی‌شان می‌کنند، سال‌هاست مورد تحقیق قرار گرفته، اما هنوز پاسخ قطعی برایش وجود ندارد.»

در جدیدترین ویدیوی خود، جردن تصمیم گرفت نشان دهد سارها تا چه حد در تقلید صدا توانمندند و برای این کار، روشی خلاقانه و منحصربه‌فرد انتخاب کرد.

پرندگان صداهای خود را از طریق اندامی به نام سیرینکس (Syrinx) تولید می‌کنند.

🔬 به گفته‌ی سازمان Finger Lakes Land Trust:

«سیرینکس شبیه حنجره در انسان است، اما برخلاف حنجره که یک مسیر هوایی دارد، سیرینکس به دو لوله منشعب می‌شود (مثل Y برعکس). جریان هوا روی غشاهای لرزان و غضروف‌ها در نقطه‌ی اتصال این دو لوله، باعث تولید صدا می‌شود.»

«پرندگان می‌توانند جریان هوا را به‌طور جداگانه در هر شاخه‌ی سیرینکس کنترل کنند، بنابراین می‌توانند دو صدا را هم‌زمان تولید کنند، برخی گونه‌ها مثل توکا ها حتی می‌توانند نت‌های بالا و پایین را هم‌زمان بخوانند. آن‌ها همچنین می‌توانند بدون نیاز به توقف برای تنفس، بین دو شاخه سیرینکس جابه‌جا شوند.»

🎵 پرندگان آوازخوان عضلات بیشتری در ناحیه سیرینکس دارند، که به آن‌ها امکان می‌دهد ارتفاع صدا (Pitch) را با دقت بسیار بالا کنترل کنند تا حدی که می‌توانند نت‌ها را صدها یا حتی هزاران بار در ثانیه تغییر دهند!

جردن توضیح می‌دهد:

«وقتی سرعت تغییرات صوتی در آواز پرنده به‌اندازه‌ی کافی بالا می‌ره، ما شاهد پدیده‌هایی مثل مدولاسیون دامنه (AM) و مدولاسیون فرکانس (FM) هستیم. یعنی دقیقاً همون اصولی که در رادیوها برای انتقال صدا استفاده می‌شن. در واقع، پرنده از هر دو بخش سیرینکس خودش به‌طور هم‌زمان هوا خارج می‌کنه و این باعث می‌شه دو جریان صوتی مختلف با فرکانس‌های جداگانه ایجاد بشن، که مثل سیگنال‌های AM و FM با هم ترکیب می‌شن.»

🎨 جردن یک تصویر از پرنده را داخل یک سنتزگر طیفی (Spectral Synthesizer) کشید و آن تصویر را به صدایی تبدیل کرد که برای شنونده معمولی، کاملاً نامفهوم است.

سپس آن صدا را برای یک سار اروپایی پخش کرد، به این امید که پرنده آن صدا را یاد بگیرد و بازتولید کند. همان‌طور که این گونه‌ها اغلب چنین می‌کنند و در نهایت بررسی کند که آیا تصویر اولیه از طریق صدای بازتولیدشده قابل بازیابی هست یا نه.

اگر تصویر قابل بازیابی بود، جردن می‌گوید:
«در واقع، من می‌توانستم تصویر دیجیتال را در صدا ذخیره و سپس منتقل کنم.»

در ابتدا، جردن فکر کرد آزمایش نتیجه نداده است.
اما وقتی ضبط صدا را دوباره بررسی کرد، متوجه شد تصویری کوچک از یک پرنده، در Spectrogram دیده می‌شود!

🕒 اگر می‌خواهید آن را ببینید، به حدود دقیقه ۱۷ ویدیو مراجعه کنید:

https://www.youtube.com/watch?v=hCQCP-5g5bo

جردن می‌گوید:

«این پرنده‌ کوچک توانست با موفقیت آن صدا را یاد بگیرد و با همان فرکانس آن را تقلید کند. به‌نوعی حدود ۱۷۶ کیلوبایت داده‌ی فشرده‌نشده را منتقل کرد!»

او ادامه می‌دهد:

«اگر این سیستم، مثل پروتکل‌های صوتی دیجیتال، نسبت فشرده‌سازی ۱۰ به ۱ داشت، می‌توان گفت که پرنده تقریباً ۲ مگابایت در ثانیه داده منتقل کرده! البته محدودیت‌ها و اما و اگرهای زیادی وجود دارد، ولی تصور اینکه با یه بلندگو تو حیاط، بشه هر حجم داده‌ای رو تو ذهن پرنده‌ها ذخیره کرد، دیوونه‌کننده‌ست!»

نگاهی به منطقه مغزی پرندگان :

منطقه مغزی پرندگان یا اچ‌وی‌سی (HVC) (که در گذشته hyperstriatum ventrale, pars caudalis (HVc) و مرکز آوایی بالا نامیده می‌شد)، هسته‌ای در مغز پرندگان آوازخوان (راسته گنجشک‌سانان) است که هم برای یادگیری و هم برای تولید آواز پرندگان ضروری است. این در نیدوپالیوم دمی کناری قرار دارد و دارای برجستگی‌هایی به مسیر مستقیم و جلویی پیش‌مغز است.

قابل توجه است که هر دو راستهٔ دیگر پرندگانی که آواز را یادمی‌گیرند، مرغ‌های مگس و طوطی‌ها، نیز ساختارهایی شبیه به HVC دارند. از آنجایی که اعتقاد بر این است که هر سه این گروه به‌طور مستقل توانایی یادگیری آهنگ را به دست آورده‌اند، باور بر این است که دیگر ساختارهای HVC مانند نمونه‌هایی از هموپلاسی هستند.

تفاوت حافظه انسان و پرنده در پردازش صدا:

۱. 🧠 ساختار مغز

پرنده‌:

بخش پردازش صوتی در مغز پرندگان به نام HVC (high vocal center) و RA (robust nucleus of the arcopallium) شناخته می‌شه.

ساختار مغز پرنده کاملاً متفاوت از پستانداران است ولی عملکرد مشابهی داره.

مغز پرنده بسیار بهینه‌سازی‌شده برای پردازش سریع الگوهای صوتی پیچیده و یادگیری تقلیدی صدا (مخصوصاً در گونه‌هایی مثل ساران و طوطی‌ها) است.

انسان‌ :

انسان‌ها از نواحی قشر شنوایی اولیه (Primary Auditory Cortex) در لوب گیجگاهی استفاده می‌کنن.

حافظه صداها بیشتر در حافظه کاری و حافظه بلندمدت شنیداری ذخیره می‌شه و با زبان و مفهوم در هم آمیخته‌ست.

انسان‌ها صداها رو اغلب با کلمات، معانی، و احساسات ثبت می‌کنن نه صرفاً به‌صورت الگوی فرکانسی.

۲. 👂 نحوه‌ی ذخیره‌سازی صدا

پرندگان:

صداها رو به‌صورت دقیق و الگومحور در حافظه ذخیره می‌کنن.

تقلید پرنده‌ها مثل ضبط و پخش کردن دقیق یک «شکل صوتی» انجام می‌شه، حتی اگر معنی‌ای براش نداشته باشه.

حافظه صوتی‌شون بیشتر شبیه ماتریس تصویری از فرکانس و زمانه.

انسان‌ها:

ما صداها رو با کلمات، زبان، تجربه و تصویر ذهنی ترکیب می‌کنیم.

به‌ندرت می‌تونیم یک صدا یا آهنگ رو دقیقاً تقلید کنیم، مگر اینکه تمرین حرفه‌ای (مثل خوانندگی یا نوازندگی) داشته باشیم.

بیشتر از «معنا» و «مفهوم» کمک می‌گیریم تا از شکل دقیق صدا.

۳. 🧬 هدف حافظه صوتی

پرنده‌ ها صدا را دقیق و الگومدار، شبیه به نقشه تصویری فرکانس‌ها به ذهن می‌سپارند.
درحالی‌که انسان‌ها صدا را در قالب زبان، مفهوم و تجربه ذخیره می‌کنند.

درست مثل اینه که:

📷 پرنده‌ ها «از صدا عکس می‌گیرن»،

🧠 ولی انسان‌ها «از صدا داستان می‌سازن».

حالا به نظر شما میشه از این به بعد اطلاعات رو تو پرنده‌ ها ذخیره کنیم؟!