Estudo revela como focas e leões-marinhos ajudam a explicar a fala humana

A fala humana está entre as capacidades mais complexas do reino animal. Nós conseguimos aprender palavras novas, modular a voz de forma intencional e criar uma grande variedade de sons.

A maioria dos animais não tem essa flexibilidade. Há décadas, cientistas tentam esclarecer o que explica essa diferença.

Um estudo recente acrescenta uma pista importante: pesquisadores identificaram que focas e leões-marinhos têm conexões cerebrais específicas que favorecem um controle mais refinado dos sons vocais.

Segundo a equipe, essas ligações no cérebro podem ter surgido inicialmente como uma adaptação para ajudar esses animais a controlar a respiração durante mergulhos.

A pesquisa - liderada pela Emory University e pela New College of Florida e publicada na revista Science - oferece novos indícios sobre como a fala pode ter evoluído.

Controle vocal em animais

Para investigar a flexibilidade vocal, os cientistas compararam cérebros de diferentes espécies. Foram analisados leões-marinhos, focas-comuns, focas-elefantes e coiotes.

Focas e leões-marinhos fazem parte de um grupo de mamíferos marinhos chamado pinnípedes, que também inclui as morsas. Esses animais compartilham raízes evolutivas distantes com cães e outros carnívoros.

O grupo aplicou um método de varredura chamado imagem por ressonância magnética de difusão, ou ressonância magnética de difusão (MRI de difusão).

Com essa técnica, é possível observar como diferentes regiões do cérebro se conectam. As imagens mostram trajetos (vias) que ligam áreas cerebrais entre si.

Os cérebros avaliados vieram de animais que morreram naturalmente ou que foram submetidos à eutanásia após ferimentos em centros de reabilitação.

Ao colocar essas amostras lado a lado, os pesquisadores conseguiram identificar como o controle vocal varia entre as espécies.

Uma via cerebral para sons vocais

Os resultados apontaram uma diferença central entre os mamíferos marinhos e os coiotes. Nos coiotes, os sons vocais dependem principalmente de sistemas cerebrais automáticos - os mesmos que coordenam comportamentos como respiração e deglutição.

Já em focas e leões-marinhos, os cientistas observaram outra organização: existe uma via direta ligando o córtex motor vocal a uma região do tronco encefálico chamada núcleo ambíguo, que comanda músculos da laringe responsáveis pela produção de som.

Por causa dessa conexão direta, focas e leões-marinhos tendem a ter mais controle voluntário sobre os músculos envolvidos na vocalização e, consequentemente, maior flexibilidade para produzir sons.

A hipótese dos pesquisadores é que essa via tenha evoluído para apoiar o controle respiratório durante os mergulhos dos mamíferos marinhos.

Algumas focas imitam sons vocais

Dentro dos pinnípedes, a foca-comum se destaca como a espécie com maior flexibilidade vocal. Algumas focas-comuns conseguem imitar sons que não fazem parte de suas vocalizações naturais. Em casos raros, inclusive, focas-comuns já copiaram a fala humana.

Os cientistas avaliam que conexões neurais especializadas tornam essa habilidade viável. Nas focas-comuns, há ligações particularmente fortes entre regiões ligadas à audição e áreas que controlam os movimentos vocais.

Essas conexões podem permitir que o cérebro faça a correspondência entre o som que o animal escuta e o som que ele mesmo produz.

As focas-comuns também exibem conexões robustas envolvendo o tálamo, uma região cerebral que ajuda a retransmitir sinais entre diferentes áreas. Humanos e papagaios apresentam conexões cerebrais semelhantes associadas ao aprendizado vocal.

Esse “cabeamento” neural coloca as focas-comuns no extremo mais flexível do espectro de aprendizado vocal entre os pinnípedes.

O papel do controle da respiração

Mamíferos marinhos precisam regular a respiração com cuidado ao mergulhar. Focas e leões-marinhos frequentemente permanecem debaixo d’água por períodos prolongados.

Um controle respiratório preciso é essencial para caçar e sobreviver no ambiente oceânico. Com o passar do tempo, os circuitos cerebrais que gerenciam a respiração podem ter se tornado mais maleáveis.

Quando os animais passaram a controlar melhor a musculatura respiratória, esses mesmos circuitos podem ter ampliado também o controle sobre os músculos usados na vocalização.

“Descobrimos uma receita ecológica de como um mamífero pode evoluir um cérebro vocalmente flexível”, diz Cook, que hoje é professor associado de ciência de mamíferos marinhos na New College of Florida.

O que as focas podem nos ensinar sobre a linguagem

Gregory Berns, professor de psicologia na Emory University, considera que esse estudo pode ajudar a explicar as origens da fala humana.

Ao comparar espécies com capacidades vocais diferentes, os cientistas conseguem rastrear como sistemas de comunicação foram se transformando ao longo da evolução.

“Ao ampliar o escopo e usar essas técnicas de neuroimagem para comparar mais espécies de mamíferos programadas para ter flexibilidade vocal com aquelas que não são, talvez possamos construir uma árvore evolutiva da linguagem”, disse Berns.

Peter Cook estuda focas e leões-marinhos há muitos anos. Segundo ele, esses animais são muito mais capazes do que boa parte das pessoas imagina.

“Muitas pessoas têm a impressão de que focas e leões-marinhos são apenas lesmas gordas e peludas, deitadas na praia e latindo”, disse Cook.

“Eu realmente gosto de ensiná-los tarefas de audição e memória. Eles têm uma enorme vontade de aprender coisas novas e pegam rapidamente novos comportamentos.”

O mistério do aprendizado vocal

Ainda existem muitas questões em aberto sobre aprendizado vocal. Muitos animais se comunicam por sons. Mesmo assim, só algumas poucas espécies conseguem aprender a controlar e modificar seus chamados.

Agora, os pesquisadores pretendem estudar baleias, golfinhos e botos. Esses animais também apresentam habilidades vocais complexas.

“Todos os animais podem aprender”, disse Cook. “E quase todas as aves e mamíferos se comunicam com a voz. O paradoxo de por que tão poucos animais conseguem aprender a controlar seus chamados é um mistério científico irresistível.”