Aujourd’hui, grâce à l’apprentissage automatique, nous sommes un peu plus près de comprendre ces gentils géants. Des chercheurs du Laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du MIT (CSAIL) et du projet CETI (Cetacean Translation Initiative) ont récemment utilisé des algorithmes pour décoder « l'alphabet phonétique des cachalots », révélant des structures sophistiquées dans la communication des cachalots, semblables à la phonétique humaine et aux systèmes de communication d'autres espèces animales.

Dans une nouvelle étude en libre accès publiée dans Nature Communications , la recherche montre que les codas des cachalots, ou les brefs clics qu'ils utilisent pour communiquer, varient considérablement en structure en fonction du contexte conversationnel, révélant un système de communication bien plus complexe qu'on ne le pensait auparavant.

Neuf mille codas, collectées auprès de familles de cachalots des Caraïbes orientales observées par le Dominica Sperm Whale Project, se sont avérées un point de départ déterminant pour découvrir le système de communication complexe de ces créatures. Parallèlement à la mine d’or des données, l’équipe a utilisé un mélange d’algorithmes de reconnaissance et de classification des formes, ainsi que des équipements d’enregistrement sur le corps. Il s'est avéré que les communications entre cachalots n'étaient en effet pas aléatoires ou simplistes, mais plutôt structurées de manière complexe et combinatoire.

Les chercheurs ont identifié une sorte d'alphabet phonétique de cachalot, où divers éléments que les chercheurs appellent « rythme », « tempo », « rubato » et « ornementation » interagissent pour former une vaste gamme de codas distinctes. Par exemple, les baleines moduleraient systématiquement certains aspects de leurs codas en fonction du contexte conversationnel, comme par exemple varier en douceur la durée des appels – rubato – ou ajouter des clics ornementaux supplémentaires. Mais plus remarquable encore, ils ont découvert que les éléments de base de ces codas pouvaient être combinés de manière combinatoire, permettant aux baleines de construire un vaste répertoire de vocalisations distinctes.

Les expériences ont été menées à l'aide de balises acoustiques de biologging (plus précisément appelées « balises D ») déployées sur des baleines du clan des Caraïbes orientales. Ces balises capturaient les détails complexes des schémas vocaux des baleines. En développant de nouvelles techniques de visualisation et d'analyse de données, les chercheurs du CSAIL ont découvert que les cachalots individuels pouvaient émettre divers modèles de coda lors de longs échanges, et pas seulement des répétitions de la même coda. Ces modèles, disent-ils, sont nuancés et incluent des variations fines que d'autres baleines produisent et reconnaissent également.

"Nous nous aventurons dans l'inconnu pour déchiffrer les mystères de la communication entre les cachalots sans aucune donnée de vérité terrain préexistante", déclare Daniela Rus, directrice du CSAIL et professeur de génie électrique et d'informatique (EECS) au MIT.

"L'apprentissage automatique est important pour identifier les caractéristiques de leurs communications et prédire ce qu'ils diront ensuite. Nos résultats indiquent la présence d'un contenu d'information structuré et remettent également en question la croyance dominante parmi de nombreux linguistes selon laquelle la communication complexe est propre aux humains."

"C'est une étape vers la démonstration que d'autres espèces ont des niveaux de complexité de communication qui n'ont pas été identifiés jusqu'à présent, profondément liés au comportement. Nos prochaines étapes visent à déchiffrer le sens de ces communications et à explorer les corrélations au niveau sociétal entre ce qui est en cours. dit et actions de groupe."

À la baleine

Les cachalots ont le plus gros cerveau parmi tous les animaux connus. Cela s'accompagne de comportements sociaux très complexes entre les familles et les groupes culturels, nécessitant une communication forte pour la coordination, en particulier dans des environnements sous pression comme la chasse en haute mer.

Les baleines doivent beaucoup à Roger Payne, ancien conseiller du projet CETI, biologiste des baleines, défenseur de l'environnement et MacArthur Fellow, qui a joué un rôle majeur dans l'élucidation de leur carrière musicale. Dans l'article scientifique de 1971 intitulé « Songs of Humpback Whales », Payne a documenté comment les baleines peuvent chanter. Son travail a ensuite catalysé le mouvement « Save the Whales », une initiative de conservation réussie et opportune.

"Les recherches de Roger mettent en évidence l'impact que la science peut avoir sur la société. Sa découverte selon laquelle les baleines chantent a conduit à la loi sur la protection des mammifères marins et a contribué à sauver plusieurs espèces de baleines de l'extinction. Cette recherche interdisciplinaire nous rapproche maintenant de ce que disent les cachalots :" déclare David Gruber, responsable et fondateur du projet CETI et professeur distingué de biologie à la City University de New York.

Aujourd'hui, les prochaines recherches du CETI visent à déterminer si des éléments tels que le rythme, le tempo, l'ornementation et le rubato véhiculent des intentions de communication spécifiques, offrant potentiellement un aperçu de la « dualité de la structuration » – un phénomène linguistique où des éléments simples se combinent pour transmettre des significations complexes que l'on pensait auparavant uniques à langage humain.

Des extraterrestres parmi nous

"L'un des aspects fascinants de notre recherche est qu'elle est parallèle au scénario hypothétique de contact avec des espèces exotiques. Il s'agit de comprendre une espèce avec un environnement et des protocoles de communication complètement différents, où leurs interactions sont nettement différentes des normes humaines", explique Pratyusha Sharma, un doctorat du MIT. étudiant à l'EECS, affilié au CSAIL et auteur principal de l'étude.

"Nous explorons comment interpréter les unités de base de signification dans leur communication. Il ne s'agit pas seulement d'enseigner aux animaux un sous-ensemble du langage humain, mais aussi de décoder un système de communication naturellement évolué au sein de leurs contraintes biologiques et environnementales uniques. Essentiellement, notre travail pourrait jeter les bases pour déchiffrer la manière dont une « civilisation extraterrestre » pourrait communiquer, en fournissant des informations sur la création d'algorithmes ou de systèmes permettant de comprendre des formes de communication totalement inconnues. "

"De nombreuses espèces animales ont des répertoires de plusieurs signaux distincts, mais nous commençons seulement à découvrir dans quelle mesure elles combinent ces signaux pour créer de nouveaux messages", explique Robert Seyfarth, professeur émérite de psychologie à l'Université de Pennsylvanie, qui n'a pas participé à l'étude. recherche.

"Les scientifiques s'intéressent particulièrement à savoir si les combinaisons de signaux varient en fonction du contexte social ou écologique dans lequel elles sont émises, et à savoir dans quelle mesure les combinaisons de signaux suivent des "règles" perceptibles et reconnues par les auditeurs. Le problème est particulièrement difficile dans le cas de mammifères marins, car les scientifiques ne peuvent généralement pas voir leurs sujets ni identifier de manière complète le contexte de la communication."

"Néanmoins, cet article offre de nouveaux détails alléchants sur les combinaisons de cris et les règles qui les sous-tendent chez les cachalots."