Le perroquet maîtrise-t-il les probabilités ?

Keee-aa ! C’est le puissant cri du nestor kéa ou plus simplement kéa, une espèce de perroquet de montagne (le seul au monde) qui vit en Nouvelle-Zélande. Cet oiseau vient de surprendre les scientifiques en faisant preuve de compétences étonnantes dans le domaine des probabilités. En effet, après l’humain et les chimpanzés, deux chercheurs de l’Université d’Auckland (Nouvelle-Zélande) ont mis en lumière, les capacités du kéa à porter des jugements complexes fondés sur des informations statistiques, physiques et sociales.

La doctorante Amalia Bastos et le professeur Alex Taylor (les auteurs de l’étude) ont élaboré un protocole en trois parties pour démontrer que le perroquet était capable d’élaborer des inférences logiques à partir des différents types d’informations citées ci-dessus, pour détecter ce qu’on appelle en mathématique : la fréquence relative d’un objet. Prenons un exemple simple pour expliquer l’inférence qui repose sur la probabilité statistique. Vous adorez les olives noires. Admettons que j’en mette 10 dans le pot A et 10 dans le pot B. Dans le premier, j’ajoute 50 olives vertes (que vous appréciez nettement moins, surtout qu’elles ne sont pas dénoyautées !) et dans le second j’en met seulement 5. Allez, je secoue les deux pots et je vous demande de piocher une olive à l’aveugle dans l’un d’eux. Dans quel pot préférerez-vous vous aventurer ? Le A ou le B ? D’évidence le B, puisque vous avez « calculé » que c’est celui qui contient la plus grande proportion d’olives noires ou « fréquence relative » d’olives noires.

Pour tester cette même capacité de raisonnement chez Blofeld, Bruce, Loki, Néo, Plancton, Taz, des kéas d’une réserve près de Christchurch, les scientifiques les ont tout d’abord habitués à associer un jeton noir à une récompense culinaire ; à l’inverse d’un jeton orange. Une fois les animaux « conditionnés », la première expérience a pu débuter.

Celle-ci correspond à mon histoire d’olives. En effet, les expérimentateurs ont rempli deux bocaux avec des jetons de couleur noire ou orange ; l’un avec plus de jetons noirs et l’autre avec plus de jetons orange. Ils les ont montrés aux perroquets. Un des chercheurs a ensuite fouillé dans chaque bocal pour en sortir un jeton caché dans chaque poing pour que le kéa ne puisse évidemment pas voir leur couleur. Il s’agissait alors pour l’oiseau de prédire dans quelle main le précieux sésame (le jeton noir) avait plus de chance de se trouver. Au bout d’un certain nombre d’essais, selon les conditions de répartition des jetons noirs et orange, les kéas ont systématiquement pointé le bec vers le poing qui sortait du bocal contenant le plus de jetons noirs ; ils étaient donc capables d’utiliser la fréquence relative pour faire une prédiction.

Dans la deuxième expérience (pour tester si le kéa pouvait intégrer pour sa prédiction des informations avec une contrainte physique), les scientifiques ont complexifié la tâche. Ils ont présenté aux perroquets deux bocaux qui contenaient exactement la même proportion de jetons noirs et orange, mais avec une barrière placée à l’intérieur, ce qui avait pour conséquence que les proportions différaient au-dessus et au-dessous de la barrière. Une bande occultait la moitié inférieure de chaque bocal. Dans l’un des deux, au-dessus de cette bande, la proportion de jetons noirs était plus importante. Là encore, les oiseaux ont privilégié ce bocal lorsqu’il a fallu choisir une main, comme dans l’expérience 1.

Dans la dernière expérience, les perroquets ont été testés sur leur capacité à intégrer des informations sociales dans leurs prédictions. Deux expérimentateurs ont chacun pioché des jetons dans des pots distincts, mais l’un d’eux (l’expérimentateur « biaisé ») a pioché exprès des jetons noirs dans le pot où il y en avait le moins. Contrairement à celui-ci, l’autre expérimentateur (« non biaisé ») a pris des jetons sans regarder dans le pot qui contenait beaucoup plus de jetons noirs ; et il a donc obtenu lui-aussi des jetons noirs. Après avoir observé ces démonstrations d’échantillonnage biaisé et non biaisé, le kéa a ensuite vu les deux mêmes personnes prendre des jetons dans des bocaux avec des proportions identiques de jetons noirs. Mais vers quelle personne allait systématiquement leur préférence ? Vers l’expérimentateur « biaisée », laissant alors de côté les lois de la probabilité relative !

Le protocole de recherche démontre que les perroquets ont bien été capables de prendre en compte des informations statistiques, physiques et sociales pour leurs prédictions. Selon A. Bastos : « les résultats de l’étude sont surprenants car ils reflètent ceux des nourrissons et des chimpanzés dans des tests similaires. […] Il s’agit de la première preuve qu’un oiseau peut faire de véritables inférences statistiques et intégrer différents types d’informations dans ses prévisions d’événements incertains. »

Figurez-vous que cette étude pourrait influencer celles sur l’intelligence artificielle. Les auteurs suggèrent en effet, que mieux comprendre les processus du cerveau aviaire pourrait aider à créer une IA capable de porter des jugements de bon sens.
Source : Bastos, A.P.M., Taylor, A.H. « Kea show three signatures of domain-general statistical inference », in Nature Communication, mars 2020 // Site de l’Université d’Auckland : « Smarter than we thought: Kea reason about probability » - https://www.auckland.ac.nz/en/news/2020/03/04/smarter-than-we-thought--kea-reason-about-probability.html

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