原創(chuàng)： Siegfried 神經(jīng)現(xiàn)實(shí)

在理解人類語(yǔ)言的起源上，動(dòng)物研究能提供很多啟示。

TOM SIEGFRIED

封面：Owen Davey

LINGUISTICS 語(yǔ)言學(xué)

說話并不是表達(dá)語(yǔ)言的唯一途徑。畢竟，語(yǔ)言信息也可通過手勢(shì)、書寫或打字傳達(dá)。但言語(yǔ)（Speech）是人類最原始和最基本的溝通方式。因此，理解言語(yǔ)的起源能引發(fā)對(duì)語(yǔ)言更深刻的認(rèn)識(shí)。

認(rèn)知科學(xué)家特庫(kù)姆塞奇·費(fèi)奇（Tecumseh Fitch）認(rèn)為，理解言語(yǔ)起源的第一步在于，意識(shí)到口語(yǔ)產(chǎn)生的關(guān)鍵因素并不局限于人類。也就是說，真實(shí)世界里的動(dòng)物能幫助我們了解，言語(yǔ)這種人類所獨(dú)有的能力是如何產(chǎn)生的。

的確，只有人類擁有一整套復(fù)雜的能力，包括發(fā)聲、聽力和能夠激活豐富口語(yǔ)溝通的大腦處理能力。然而，動(dòng)物也能發(fā)出復(fù)雜的聲音，比如鸚鵡善于模仿人類語(yǔ)言，貓能清晰表達(dá)何時(shí)想飽餐一頓。還有許多動(dòng)物擁有敏銳的聽覺，這使它們能區(qū)分雜音和溝通意圖。

因此費(fèi)奇認(rèn)為，即使只有人類擁有完整的語(yǔ)言能力，語(yǔ)言的方方面面都擁有“非常深的演化根源”。“人類祖先在溝通本領(lǐng)上的些微改變，造就了現(xiàn)代人類完備的語(yǔ)言能力?！?/p>

動(dòng)物和人的相似之處

許多陸棲脊椎動(dòng)物， 即四足動(dòng)物（哺乳動(dòng)物、鳥類，兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物），也擁有聽力和口語(yǔ)的生理構(gòu)造。生命樹上的眾多生命體，在解剖學(xué)上都擁有表達(dá)和感知口語(yǔ)的機(jī)制。

但費(fèi)奇表示，人類超越遠(yuǎn)祖的地方在于，大腦為適應(yīng)特有的語(yǔ)言表達(dá)而演化出的神經(jīng)回路。

在解剖學(xué)層面，語(yǔ)言學(xué)家曾試圖解釋人類特殊的語(yǔ)言能力。正如大拇指和其他四指相對(duì)，我們才能靈活運(yùn)用工具；一些專家認(rèn)為，由于喉部位于聲道偏低的位置，我們才能發(fā)出有意義的聲音。此外還有人認(rèn)為，人類的聽覺系統(tǒng)（包含聽毛細(xì)胞、鼓膜和三個(gè)軟骨）能賦予耳朵辨識(shí)力，以解釋各種發(fā)聲的微小不同。

在審視這些文獻(xiàn)的過程中，費(fèi)奇發(fā)現(xiàn)，人類用于發(fā)聲和分辨聲音模式的一些結(jié)構(gòu)子功能，也曾出現(xiàn)在演化歷程中的許多生物體上。

靈長(zhǎng)目動(dòng)物中，只有人類能學(xué)會(huì)如何發(fā)出新聲音，但這種特征并沒有解剖學(xué)證據(jù)——人類聲道和喉腔的基本結(jié)構(gòu)與其他哺乳動(dòng)物相似。喉部的軟骨和肌肉，使哺乳動(dòng)物比其他脊椎動(dòng)物能更好地控制發(fā)聲。此外，柔軟的舌頭和嘴唇也有裨益。

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Claus Lunau / Science Source

耳朵里的聽毛細(xì)胞能將聲音的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成神經(jīng)沖動(dòng)，這一特征甚至也存在于水母身上。基因?qū)τ诼犆?xì)胞的形成至關(guān)重要，這一共同點(diǎn)可在昆蟲和人類中找到。

在某些情況下，一個(gè)特殊性狀能在不同譜系中獨(dú)立演化。然而，大多數(shù)性狀在演化一次后就被傳遞給子孫后代。費(fèi)奇指出，這種“同源的“性狀”如同一臺(tái)時(shí)光機(jī)，讓我們能夠重塑某個(gè)古老性狀的演化歷程”。而獨(dú)立出現(xiàn)的性狀則提供了驗(yàn)證演化假說的有力數(shù)據(jù)。這兩種情況——同源遺傳的性狀和獨(dú)立相似的性狀，都為我們洞悉言語(yǔ)演化的起源提供了深刻又新穎的角度。

— Fanny Achache

在四足動(dòng)物中，哺乳動(dòng)物演化出了更敏銳的聽力，能夠分辨更大范圍的聲音頻率，也因此更善于處理細(xì)微的發(fā)聲差別。人類的靈長(zhǎng)類祖先就已經(jīng)擁有成熟的聽力。

費(fèi)奇寫道：“人耳與其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的耳朵并無(wú)顯著區(qū)別，早在人類演化出語(yǔ)言之前，我們的靈長(zhǎng)類祖先就已經(jīng)發(fā)展出了外周聽覺?！?/p>

也許語(yǔ)言感知需要“聲帶長(zhǎng)度歸一化”（vocal tract normalization）， 一種能識(shí)別由不同聲音發(fā)出的同一單詞的能力（例如用小孩的聲音和用老人的聲音說同一句話）。然而，這種識(shí)別能力并不獨(dú)屬于人類。經(jīng)過訓(xùn)練的珍珠鳥，在聽語(yǔ)音時(shí)能夠識(shí)別其中的元音，無(wú)論這段語(yǔ)音來(lái)自男性或女性。

語(yǔ)言背后的神經(jīng)聯(lián)結(jié)

也許人類獨(dú)有的技能是分清哪些復(fù)雜聲音是用于交流的。人腦中與聲音對(duì)應(yīng)的部位是位于顳葉的聽覺皮層，其中的一些神經(jīng)回路能專門對(duì)人聲而非其他聲音作出反應(yīng)。然而這類回路也存在于非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物甚至犬類中。費(fèi)奇寫道：“這些數(shù)據(jù)表明，早在人類語(yǔ)言演化完成之前，靈長(zhǎng)類動(dòng)物的聽覺系統(tǒng)就已經(jīng)演化出‘準(zhǔn)語(yǔ)言’層面的精密度”。

如果人類語(yǔ)言能力并不源于聽力，那么或許源于發(fā)聲。與《人猿星球》里描繪的不同，非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物只能發(fā)出雜音而非有細(xì)微差別的語(yǔ)音。但原因并不顯而易見，因?yàn)槿祟惵晭б呀?jīng)存在了七千萬(wàn)年，且和大多數(shù)哺乳動(dòng)物的聲帶大抵相同。即使位置偏低的喉部也并非人類獨(dú)有。并且，這種解剖學(xué)上的適應(yīng)調(diào)節(jié)也并不完全為復(fù)雜發(fā)聲而設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一些靈長(zhǎng)類動(dòng)物也有能夠靈活移動(dòng)的聲帶。

通過研究演化樹——一群具有相同譜系的物種，科學(xué)家們整理出了語(yǔ)言演化的線索。人類語(yǔ)言和聽力層面的許多特征，都曾在所有四足動(dòng)物，包括哺乳類動(dòng)物、爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)。其中尤其值得注意的是同源和相似性狀。所有哺乳類物種的中耳內(nèi)都有三塊軟骨，這是繼承自同一祖先的同源性狀。一些鳴禽大腦內(nèi)對(duì)于發(fā)聲尤其重要的神經(jīng)聯(lián)結(jié)，也許與人類大腦與語(yǔ)言相關(guān)的神經(jīng)聯(lián)結(jié)相似。這些神經(jīng)聯(lián)結(jié)在不同的譜系中獨(dú)立演化，但都對(duì)語(yǔ)言的產(chǎn)生非常重要。

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W.T.Fitch / AR Linguistics 2018

除此之外，鸚鵡及許多其他鳥類，某些蝙蝠，甚至大象都能模仿發(fā)聲。因此，人類語(yǔ)言的獨(dú)特性并不僅僅在于發(fā)聲能力。考慮到這些證據(jù)，各種動(dòng)物的發(fā)聲和聽覺能力是人類成功演化出語(yǔ)言的前奏。它揭示了人類并非通過新的發(fā)聲和聽力結(jié)構(gòu)獲得言語(yǔ)能力，而是那些控制發(fā)聲器官的新的神經(jīng)聯(lián)結(jié)。

畢竟，語(yǔ)言不僅僅是發(fā)出聲音和感知聲音。一位說話者的大腦必須決定發(fā)出什么聲音，從而對(duì)發(fā)聲器官下達(dá)指令。同時(shí)，一位聽眾的大腦也必須能夠解碼它收到的聽覺信號(hào)，然后下達(dá)命令對(duì)所聽到的東西做出回應(yīng)。

— Pete Reynolds

這種發(fā)聲控制不同于隨意發(fā)出噪音。大多數(shù)動(dòng)物的大腦中都擁有“本能叫聲”的神經(jīng)回路，比如狗汪汪，鳥啁啾，海鷗嘎嘎叫。連人類也有這種本能的發(fā)聲本領(lǐng)，例如哭聲、笑聲和尖叫聲。正如費(fèi)奇所言，在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中，“只有人類能夠發(fā)出新的、習(xí)得的聲音，這些聲音的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們的本能”。

當(dāng)今最主流的假說認(rèn)為，這項(xiàng)本領(lǐng)與口語(yǔ)和聽力相關(guān)腦區(qū)之間的特殊聯(lián)結(jié)有關(guān)。

在人類和其他哺乳動(dòng)物身上，本能叫聲源于腦干內(nèi)的直接信號(hào)，它的自發(fā)性抑制和產(chǎn)生由皮層（大腦最發(fā)達(dá)的外層皮質(zhì)）內(nèi)的間接信息調(diào)控。區(qū)別于其他動(dòng)物，人類皮層內(nèi)神經(jīng)元與控制喉部肌肉的神經(jīng)元直接相連。一些猿類和猴子大腦皮層內(nèi)的神經(jīng)元與控制嘴唇和舌頭的神經(jīng)元相連，但并不聯(lián)通喉部肌肉（人類大腦內(nèi)連接聽覺皮層和運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)回路也發(fā)達(dá)得多）。

還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這種直接的神經(jīng)聯(lián)結(jié)解釋了其他會(huì)“說話”的物種為什么能發(fā)出人類語(yǔ)言，比如鸚鵡以及其他能學(xué)習(xí)新語(yǔ)音的鳴禽。這些物種和其發(fā)聲器官也有類似的直接神經(jīng)聯(lián)結(jié)，而不會(huì)學(xué)習(xí)新語(yǔ)音的鳥類則不具有這種聯(lián)結(jié)。

在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中，似乎只有人類大腦中控制運(yùn)動(dòng)的腦區(qū)和腦干中控制喉部肌肉的神經(jīng)元（黑點(diǎn)）之間有直接連結(jié)（左圖）。其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物以及人類的大腦中（右圖），與語(yǔ)言相關(guān)的腦區(qū)（布洛卡區(qū)）和聽力（聽覺皮層）之間也有神經(jīng)連結(jié)（虛線）。但人類大腦有更加發(fā)達(dá)的通路聯(lián)結(jié)（藍(lán)線和紅線），研究人員認(rèn)為這些聯(lián)結(jié)在產(chǎn)生和感知言語(yǔ)上扮演了重要角色。

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W.T.Fitch / AR Linguistics 2018

費(fèi)奇寫道：“控制人類語(yǔ)言神經(jīng)聯(lián)結(jié)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，仍然是個(gè)謎團(tuán)。”而分析和檢測(cè)化石中的遠(yuǎn)古DNA還是新興領(lǐng)域。“因此，在言語(yǔ)的起源和生物基礎(chǔ)的未來(lái)研究方面，基因數(shù)據(jù)也許能提供最有前景和最令人振奮的實(shí)證證據(jù)?！?/p>

正如費(fèi)奇所言，言語(yǔ)并不是人類語(yǔ)言的全部。語(yǔ)言學(xué)家和神經(jīng)心理學(xué)家Angela Friederici也指出，言語(yǔ)是語(yǔ)言的一個(gè)主要特征，但人類語(yǔ)言的范疇遠(yuǎn)不止這些。

語(yǔ)言是如何把信息塞進(jìn)大腦里的？

通過研究行為而不僅僅是神經(jīng)元活動(dòng)，科學(xué)家們正在探索大腦是如何理解語(yǔ)言的。

“在言語(yǔ)中，相當(dāng)有限的元音和輔音就能組成單詞。然而，語(yǔ)言是一整套詞匯的系統(tǒng)，其中包括一系列用于組成詞組和句子的語(yǔ)法或句法?！?/p>

她還強(qiáng)調(diào)，非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物能學(xué)會(huì)單一單詞的意思，但無(wú)法將詞語(yǔ)組成任何長(zhǎng)度的有意義的句子。她們的最新研究表明，這種組成句子的能力，也基于不同腦區(qū)之間的神經(jīng)回路。

要理解這種神經(jīng)回路，必須比較人類大腦和其他語(yǔ)言能力低下的動(dòng)物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和神經(jīng)纖維束。由此，科學(xué)家也許能找到人類語(yǔ)言演化，乃至語(yǔ)言使用技巧等問題的答案。

編譯：子銘

校對(duì)：這世界也一樣，EON

編輯：語(yǔ)月

https://www.knowablemagazine.org/article/mind/2019/why-speech-human-innovation

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原標(biāo)題：《為什么只有人類會(huì)說話？》

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