本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
语言，即学习词汇并将它们组合成有意义句子的能力，是人类本质的核心。我们生命的开始就像我们伟大的猿类亲戚（例如黑猩猩）一样，只能做一些哭泣之类的事情。但是很快，我们就学会了模仿父母和同龄人的话语。这种模仿声音的能力，称为声音学习，出奇地罕见。其他大型猿类不会这样做。狗或猫也不会。事实上，唯一被证明可以学习发声的哺乳动物是鲸类动物（海豚和鲸鱼）、鳍足类动物（海豹和海狮）、大象和蝙蝠。
既然我们最亲近的亲戚都不能改变它们的声音，那么我们最后的共同祖先可能也不能。人类有什么不同，导致我们进化出语言能力？我们祖先的大脑发生了怎样的变化，使我们能够说话？
这些问题激发了我的研究，但很难回答。科学家们无法研究我们原始人类祖先（例如，古代智人）的发声，因为口语不像骨骼那样会变成化石（尽管我们数百万年后的后代在挖掘我们的 YouTube 视频和播客时会更容易）。大脑腐烂得非常快，因此我们无法观察能人或直立人的神经结构。
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那么，像我这样的研究人员可以在哪里寻找答案呢？一个词：鸟类。声音学习在鸣禽、鹦鹉和蜂鸟中很普遍，能力范围从只能学习一种歌曲的鸣禽（例如斑胸草雀）到可以模仿数百个人类单词的鹦鹉（例如非洲灰鹦鹉）。即使鸟类和人类在进化上相隔超过 3 亿年，鸟类大脑中控制声音学习的区域也与人类大脑中的语言区域惊人地相似。这意味着鸟类和人类在模仿声音方面趋同于相似的神经机制。
在我的工作中，我研究会声音学习的鸟类如何感知声音模式。模式可以被认为是基本单元的序列，无论是单词、鸟鸣还是几何形状。有了这个框架，我们可以将语言和鸟鸣放在同一个层面上看待。但由于我不懂鸟语，我请鸟类告诉我它们能听到什么模式。我训练它们进行相当于人类听力测试的行为：当它们听到声音时，不是举手，而是啄击一个按键。使用这种方法，我们的实验室（马里兰大学的鸟类行为神经科学实验室）已经证明，长尾小鹦鹉可以听到当它们漫长的、杂乱无章的歌曲中的单个元素被乱序播放时，这意味着它们知道关于它们的歌曲应该如何排列的类似语法的规则。
而我只是全球众多探索会声音学习的鸟类的认知能力的科学家之一。对这些长着羽毛的语言学家的激动人心的研究正在推动我们比以往任何时候都更接近理解没有语言的大脑是如何进化成拥有语言的大脑的。
德克萨斯大学西南医学中心和杜克大学的科学家最近通过使神经元发光，在鸣禽大脑中发现了一条新的通路。他们将一种病毒注射到将负责产生歌曲的区域与负责听到歌曲的区域连接起来的神经元中。该病毒导致荧光蛋白在脑细胞每次放电时表达，研究人员发现，每次鸟类唱歌时，神经元都会发光。这意味着神经元正在将关于如何唱歌的指令传递给听到正在唱什么的神经元。这种从运动系统到听觉系统的反馈使学习中的鸟类，比如您的宠物鸡尾鹦鹉，能够预测它们将听到从喙中发出的声音，从而更好地模仿您最喜欢的歌曲。人类大脑中类似的通路可能帮助我们学习和保持口语词汇。
莱顿大学的研究人员确定了鸣禽（即斑胸草雀）和鹦鹉（即长尾小鹦鹉）如何聆听声音模式的重要差异。他们训练鸟类在听到以特定模式 XXY 排列的声音序列时啄击按键，并在听到不同的模式 XYX 时停止啄击。一旦鸟类学会了这种差异，研究人员将新的声音插入到相同的模式中，长尾小鹦鹉仍然会为正确的 XXY 排列啄击，而斑胸草雀则不会。这意味着长尾小鹦鹉可以学习声音的抽象模式，这在动物中是一种非常罕见的能力，也是人类语言习得的基础。例如，我们使用抽象模式来理解主语-动词-宾语句子中单词之间的关系，无论将什么词插入到框架中。
斑胸草雀和长尾小鹦鹉如何聆听声音模式的这些差异可以用鸣禽和鹦鹉大脑中有趣的差异来解释。在比较了许多鹦鹉和鸣禽物种的大脑后，一个大型国际研究小组假设鹦鹉与鸣禽共享一个“核心”歌曲系统，但随后进化出一个独特的“外壳”歌曲系统，从而增强了声音学习能力。以类似的方式，人类大脑可能在祖先原始人类的回路之上开发出了新的语言相关回路。
经过数十年的研究，我们现在比以往任何时候都更了解鸟类的声音学习，这为我们智人如何获得语言能力提供了宝贵的线索。然而，我们还有很多尚未发现的东西，我认为鸟类是理解语言进化的关键。没有它们，树木和天空将不再那么色彩缤纷和悦耳动听，我们发现人类语言如何进化的机会也将渺茫。因此，当语言进化的故事最终完成时，请准备好感谢鸟类。