Har fuglesang og menneskelig tale biologiske rødder?

Har sangfugle og mennesker fælles biologiske ledninger, der former, hvordan de producerer og opfatter lyde?

Forskere, der studerer fuglesang, har i nogen tid været fascineret af muligheden for, at menneskelig tale og musik kan være forankret i biologiske processer, der deles på tværs af en række forskellige dyr. Nu, forskning fra McGill Universitys biologer giver nye beviser til støtte for denne idé.

I en række eksperimenter, forskerne fandt ud af, at unge zebrafinker - en art, der ofte bruges til at studere fuglesang - i sig selv er forudindtaget for at lære at producere bestemte slags lydmønstre i forhold til andre. "Ud over, disse lydmønstre lignede mønstre, der ofte observeres på tværs af menneskelige sprog og i musik, " siger Jon Sakata, Lektor i biologi ved McGill og seniorforfatter til et papir offentliggjort online i Aktuel biologi den 22. nov.

På skuldrene af Chomsky

Idéen til eksperimenterne var inspireret af aktuelle hypoteser om menneskeligt sprog og musik. Lingvister har længe fundet ud af, at verdens sprog deler mange fællestræk, kaldet "universaler". Disse funktioner omfatter den syntaktiske struktur af sprog (f.eks. ordrækkefølge) såvel som finere akustiske talemønstre, såsom timingen, tonehøjde, og stress af ytringer. Nogle teoretikere, herunder Noam Chomsky, har postuleret, at disse mønstre afspejler en "universel grammatik" bygget på medfødte hjernemekanismer, der fremmer og skævvrider sprogindlæring. Forskere fortsætter med at diskutere omfanget af disse medfødte hjernemekanismer, dels på grund af potentialet for kulturel udbredelse til at tage højde for universaler.

På samme tid, store undersøgelser af zebrafinksange har dokumenteret en række akustiske mønstre, der findes universelt på tværs af populationer. "Fordi disse universals natur ligner dem hos mennesker, og fordi sangfugle lærer deres vokalisering meget på samme måde, som mennesker tilegner sig tale og sprog, vi var motiverede til at teste biologisk disposition i stemmeindlæring hos sangfugle, " siger Logan James, en ph.d.-studerende i Sakatas laboratorium og medforfatter til det nye studie.

En buffet med fuglesang

For at isolere biologiske dispositioner, James og Sakata underviste individuelt unge zebrafinker med sange bestående af fem akustiske elementer arrangeret i enhver mulig rækkefølge. Fuglene blev udsat for hver sekvenspermutation i lige store forhold og i en tilfældig rækkefølge. Hver finke skulle derfor individuelt "vælge", hvilke sekvenser der skulle produceres fra denne buffet af fuglesang.

Til sidst, de mønstre, som de laboratorieopdrættede fugle foretrak at producere, svarede meget til dem, der blev observeret i naturlige fuglepopulationer. For eksempel, som vilde zebrafinker, fugle undervist med randomiserede sekvenser placerede ofte et "distancekald" - et langt, lavmælt vokalisering - i slutningen af ​​deres sang.

Andre lyde var meget mere tilbøjelige til at dukke op i begyndelsen eller midten af ​​sangen; for eksempel, korte og høje vokaliseringer var mere tilbøjelige til at blive produceret i midten af ​​sangen end i begyndelsen eller slutningen af ​​sangen. Dette matcher mønstre observeret på tværs af forskellige sprog og i musik, hvor lyde i slutningen af ​​sætninger har en tendens til at være længere og lavere i tonehøjde end lyde i midten.

Fremtidige forskningsmuligheder

"Disse resultater har vigtige bidrag til vores forståelse af menneskelig tale og musik, " siger Caroline Palmer, en professor i psykologi ved McGill, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Forskningen, som styrer fuglenes læringsmiljø på måder, der ikke er mulige med små børn, tyder på, at statistisk læring alene – i hvilken grad man er udsat for specifikke akustiske mønstre – ikke kan redegøre for sang (eller tale) præferencer. Andre principper, såsom universel grammatik og perceptuel organisation, er mere tilbøjelige til at forklare, hvorfor menneskelige spædbørn såvel som unge fugle er disponerede for at foretrække nogle auditive mønstre."

Sakata, som også er medlem af Center for Hjerneforskning, Sprog og musik (CRBLM), siger, at undersøgelsen åbner mange muligheder for fremtidigt arbejde for hans team med tale, Sprog, og musikforskere. "I den nærmeste fremtid, " han siger, "Vi ønsker at afsløre, hvordan auditive behandlingsmekanismer i hjernen, samt aspekter af motorisk læring og kontrol, ligger til grund for disse læringsfordomme."

Denise Klein, Direktør for CRBLM og neuroforsker ved Montreal Neurological Institute, siger James' og Sakatas undersøgelse "giver indsigt i universalerne af vokal kommunikation, hjælper med at fremme vores forståelse af de neurobiologiske grundlag for tale og musik."