蜂鸟。在三类具有学习声音能力的鸟中(燕雀、鹦鹉和蜂鸟),用来唱歌和学习唱歌的大脑结构均位于控制运动的区域
尽管鸟类家族相距甚远,但它们利用相似的大脑区域学习鸣叫来一展歌喉。美国杜克大学医学中心的生物学家现在对这一异常的相似有了一个解释。
研究人员发现,在三类具有学习声音能力的鸟中(燕雀、鹦鹉和蜂鸟),用来唱歌和学习唱歌的大脑结构均位于控制运动的区域。另外,研究人员还发现负责运动的区域还承担着许多与大脑唱歌区域相似的功能。这说明大脑的声音学习通路是从大脑控制运的通路中进化来的。
这些驱动肢体和身体运动的远古通路制约着学习和模仿声音这一结构的位置和通路,文章作者、神经生物学副教授埃里克.贾维斯推断说。这一发现可以解释为什么我们人类用声音和手势来交谈,而黑猩猩只用手势就可以交谈。“从一定意义上来说,语言是一种控制咽喉运动的能力。” 贾维斯说。“人类语言通路的进化很可能也与这些鸟相似。或许鸟类和人类学习声音的大脑区域的进化是鸟类和哺乳动物共同祖先过早分离的动力。
美国全国卫生研究院院长埃利阿斯A. 泽鲁尼博士说:“用来学习声音的大脑通路位于控制躯体运动的大脑区域这一发现使我们意外地了解了语言的起源,有助于我们通过新的方法了解人类的语言障碍。
贾维斯和同事对具有声音学习能力和不具备声音学习能力鸟类进行了研究。他们通过观察和操纵鸟的行为,记录哪个基因在鸟活动和鸣叫时是活动的。“我们通过行为分子绘图法可以获得像磁共振一样的基因表达图。” 贾维斯说。研究首次描绘出了鸟类前脑负责控制运动的区域。前脑是大脑最大的一部分,包括思维、学习和知觉通路。
尽管所有的鸟都可以发声,对于大多数鸟来说这些声音是生硬的。只有燕雀、鹦鹉和蜂鸟才具有学习唱歌的能力。这种形式的发生学习类似于我们人类学习说话,贾维斯说。
“根据这些数据我们认为,大脑早先存在一个前脑动力通路,它导致了三种不同鸟类的声音学习通路的进化。”贾维斯说。
运动和声音学习通路的这种关系也适合于人类,贾维斯认为。人类大脑的语言中枢也临近、甚至位于控制运动的大脑中枢里。“我们可以假设人类语言中枢也是从先前存在的动力通路进化来的。”他说。他认为这些通路可追溯到三亿年前古老的、称作脊椎动物的爬行类、鸟类和哺乳类。
鸟类研究的结果与声音语言要早于手势语言这一假设是一致的。人类和黑猩猩在交谈中均使用手势,甚至幼儿在学说话前也是使用手势。“手势是随着语言自然产生的。大脑支配手势的中枢是对语言的一个补偿。”贾维斯说。