人類言語是一種復(fù)雜的交流形式，需要精準(zhǔn)控制發(fā)聲器官來說出詞匯。實際上，人類并不是唯一能夠發(fā)聲的生物，鳥類也能以這種形式交流，但它們的方式于人類不同。其中，虎皮鸚鵡能夠發(fā)出許多種聲音，甚至能夠模仿人類說話，因此，研究人員推測，這種鳥類與人類發(fā)聲背后的神經(jīng)過程可能是類似的。
近日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊?Nature?發(fā)表的一項研究顯示，鸚鵡學(xué)舌不只是簡單的模仿——它們的腦中藏著人類語言進化的關(guān)鍵密碼。
該研究以：Convergent vocal representations in parrot and human forebrain motor networks?為題，于 2025 年3月19日發(fā)表在了?Nature?期刊，通訊作者為紐約大學(xué)?Michael Long?教授，第一作者為博士后楊澤天。
該研究表明，虎皮鸚鵡大腦中控制發(fā)聲的區(qū)域竟與人類語言皮層有著驚人的相似工作機制，這為語言進化提供了新線索，也為語言研究及語言障礙治療打開了新思路，還為腦機接口技術(shù)提供了靈感。
會說話的鳥 vs 只會唱歌的鳥：誰更接近人類？
在動物世界中，虎皮鸚鵡堪稱“語言大師”。這種身長不到 20 厘米的小鸚鵡不僅能模仿人類語言（能夠模仿人類數(shù)百個詞匯），還能即興組合出千變?nèi)f化的鳴叫。相比之下，斑胸草雀這種鳴禽雖然歌聲動聽，但其終生只會重復(fù)固定曲目。
這種差異背后，暗藏著一個困擾科學(xué)界多年的謎題：為何只有人類和少數(shù)動物具備靈活發(fā)聲能力？
在這項最新研究中，研究團隊研究了虎皮鸚鵡和斑胸草雀的神經(jīng)記錄，以揭示大腦如何編碼發(fā)聲。他們通過對比實驗發(fā)現(xiàn)，答案可能藏在鳥類的前腦運動區(qū)。借助高密度硅電極技術(shù)，他們首次繪制出虎皮鸚鵡發(fā)聲中樞——前弓狀皮質(zhì)（AAC）的中央核的神經(jīng)圖譜，發(fā)現(xiàn)這里就像一個“聲音調(diào)音臺”：不同神經(jīng)元分工明確，有的專管高頻諧波，有的控制低頻噪音，還能實時微調(diào)音高。相比之下，斑胸草雀的對應(yīng)腦區(qū)，卻像老式磁帶般只能按固定順序播放。
斑胸草雀（左）和虎皮鸚鵡（右）發(fā)聲時的神經(jīng)記錄
鸚鵡大腦里的“語音地圖”
該研究中最驚人的發(fā)現(xiàn)是：當(dāng)虎皮鸚鵡發(fā)出不同音高的聲音時，其前弓狀皮質(zhì)的中央核會呈現(xiàn)規(guī)律性的神經(jīng)活動梯，這幾乎完美復(fù)刻了人類語言皮層的音高編碼機制——就像鋼琴鍵盤在腦中的投影，低音區(qū)到高音區(qū)井然有序。
更精妙的是，其單個神經(jīng)元也展現(xiàn)出專業(yè)“調(diào)音師”的特質(zhì)。約 51% 的 AAC 神經(jīng)元對特定音高有選擇性響應(yīng)，當(dāng)虎皮鸚鵡發(fā)出滑音時，不同神經(jīng)元接力激活，如同交響樂團各聲部的默契配合。這種群體編碼方式，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅需 5 個最優(yōu)神經(jīng)元就能精準(zhǔn)預(yù)測發(fā)聲頻率。
破解語言進化之謎的鑰匙
這項研究顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知：1、靈活發(fā)聲的神經(jīng)基礎(chǔ)：虎皮鸚鵡的前弓狀皮質(zhì)的中央核通過“功能圖譜”動態(tài)組合聲音元素，而斑胸草雀對應(yīng)腦區(qū)只能線性編碼固定音節(jié)；2、跨物種的進化趨同：鸚鵡與人類在完全不同的演化路線上，但發(fā)展出了相似的語音控制策略；3、臨床轉(zhuǎn)化潛力：虎皮鸚鵡可作為失語癥、帕金森病等語言障礙疾病的新的動物模型。
論文第一作者楊澤天博士表示，虎皮鸚鵡的大腦就像保存完好的語言進化“活化石”，而我們正在破譯其中通用的神經(jīng)編碼規(guī)律。
從鸚鵡學(xué)舌到人類語言，這項研究揭示了智慧的聲音永遠(yuǎn)在進化之路上共鳴。當(dāng)我們聽懂鳥語中的神經(jīng)密碼，或許就離破解語言之謎更近了一步?；蛟S在不久的將來，通過模仿鸚鵡大腦的“調(diào)音”機制，我們能修復(fù)人類受損的語言網(wǎng)絡(luò)，讓失語的患者重新“唱響”人生。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08695-8
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