為什么只有人類會說話？

2019-12-02 16:25

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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

在理解人類語言的起源上，動物研究能提供很多啟示。

TOM SIEGFRIED

封面：Owen Davey

LINGUISTICS 語言學

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

認知科學家特庫姆塞奇·費奇（Tecumseh Fitch）認為，理解言語起源的第一步在于，意識到口語產(chǎn)生的關(guān)鍵因素并不局限于人類。也就是說，真實世界里的動物能幫助我們了解，言語這種人類所獨有的能力是如何產(chǎn)生的。

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

因此費奇認為，即使只有人類擁有完整的語言能力，語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)代人類完備的語言能力。”

動物和人的相似之處

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

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

在解剖學層面，語言學家曾試圖解釋人類特殊的語言能力。正如大拇指和其他四指相對，我們才能靈活運用工具；一些專家認為，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。此外還有人認為，人類的聽覺系統(tǒng)（包含聽毛細胞、鼓膜和三個軟骨）能賦予耳朵辨識力，以解釋各種發(fā)聲的微小不同。

在審視這些文獻的過程中，費奇發(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。

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

—

Claus Lunau / Science Source

耳朵里的聽毛細胞能將聲音的振動轉(zhuǎn)換成神經(jīng)沖動，這一特征甚至也存在于水母身上。基因?qū)τ诼犆毎男纬芍陵P(guān)重要，這一共同點可在昆蟲和人類中找到。

在某些情況下，一個特殊性狀能在不同譜系中獨立演化。然而，大多數(shù)性狀在演化一次后就被傳遞給子孫后代。費奇指出，這種“同源的“性狀”如同一臺時光機，讓我們能夠重塑某個古老性狀的演化歷程”。而獨立出現(xiàn)的性狀則提供了驗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立相似的性狀，都為我們洞悉言語演化的起源提供了深刻又新穎的角度。

— Fanny Achache

在四足動物中，哺乳動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微的發(fā)聲差別。人類的靈長類祖先就已經(jīng)擁有成熟的聽力。

費奇寫道：“人耳與其他靈長類動物的耳朵并無顯著區(qū)別，早在人類演化出語言之前，我們的靈長類祖先就已經(jīng)發(fā)展出了外周聽覺。”

也許語言感知需要“聲帶長度歸一化”（vocal tract normalization），一種能識別由不同聲音發(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，這種識別能力并不獨屬于人類。經(jīng)過訓練的珍珠鳥，在聽語音時能夠識別其中的元音，無論這段語音來自男性或女性。

語言背后的神經(jīng)聯(lián)結(jié)

也許人類獨有的技能是分清哪些復雜聲音是用于交流的。人腦中與聲音對應(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類動物甚至犬類中。費奇寫道：“這些數(shù)據(jù)表明，早在人類語言演化完成之前，靈長類動物的聽覺系統(tǒng)就已經(jīng)演化出‘準語言’層面的精密度”。

如果人類語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，非人靈長類動物只能發(fā)出雜音而非有細微差別的語音。但原因并不顯而易見，因為人類聲帶已經(jīng)存在了七千萬年，且和大多數(shù)哺乳動物的聲帶大抵相同。即使位置偏低的喉部也并非人類獨有。并且，這種解剖學上的適應(yīng)調(diào)節(jié)也并不完全為復雜發(fā)聲而設(shè)計。實驗發(fā)現(xiàn)，一些靈長類動物也有能夠靈活移動的聲帶。

通過研究演化樹——一群具有相同譜系的物種，科學家們整理出了語言演化的線索。人類語言和聽力層面的許多特征，都曾在所有四足動物，包括哺乳類動物、爬行動物和兩棲動物中發(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)在不同的譜系中獨立演化，但都對語言的產(chǎn)生非常重要。

—

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，人類語言的獨特性并不僅僅在于發(fā)聲能力。考慮到這些證據(jù)，各種動物的發(fā)聲和聽覺能力是人類成功演化出語言的前奏。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，從而對發(fā)聲器官下達指令。同時，一位聽眾的大腦也必須能夠解碼它收到的聽覺信號，然后下達命令對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。正如費奇所言，在靈長類動物中，“只有人類能夠發(fā)出新的、習得的聲音，這些聲音的數(shù)量遠遠超過我們的本能”。

當今最主流的假說認為，這項本領(lǐng)與口語和聽力相關(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物身上，本能叫聲源于腦干內(nèi)的直接信號，它的自發(fā)性抑制和產(chǎn)生由皮層（大腦最發(fā)達的外層皮質(zhì)）內(nèi)的間接信息調(diào)控。區(qū)別于其他動物，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)連接聽覺皮層和運動皮層的神經(jīng)回路也發(fā)達得多）。

還有一種觀點認為，這種直接的神經(jīng)聯(lián)結(jié)解釋了其他會“說話”的物種為什么能發(fā)出人類語言，比如鸚鵡以及其他能學習新語音的鳴禽。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)，而不會學習新語音的鳥類則不具有這種聯(lián)結(jié)。

在靈長類動物中，似乎只有人類大腦中控制運動的腦區(qū)和腦干中控制喉部肌肉的神經(jīng)元（黑點）之間有直接連結(jié)（左圖）。其他靈長類動物以及人類的大腦中（右圖），與語言相關(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)達的通路聯(lián)結(jié)（藍線和紅線），研究人員認為這些聯(lián)結(jié)在產(chǎn)生和感知言語上扮演了重要角色。

—

W.T.Fitch / AR Linguistics 2018

費奇寫道：“控制人類語言神經(jīng)聯(lián)結(jié)的遺傳學基礎(chǔ)，仍然是個謎團。”而分析和檢測化石中的遠古DNA還是新興領(lǐng)域。“因此，在言語的起源和生物基礎(chǔ)的未來研究方面，基因數(shù)據(jù)也許能提供最有前景和最令人振奮的實證證據(jù)。”

正如費奇所言，言語并不是人類語言的全部。語言學家和神經(jīng)心理學家Angela Friederici也指出，言語是語言的一個主要特征，但人類語言的范疇遠不止這些。

語言是如何把信息塞進大腦里的？