小鼠彬彬有礼地互相唱歌

编译 毛毛熊

会通过声音交流的阿尔斯通唱歌鼠将成为科学家研究人类语言交流机制的良好模型，甚至为人类自闭症研究带来可能。

在中美洲的高山地区生活着一种鲜为人知的物种——阿尔斯通唱歌鼠。这种啮齿类生物终年在云雾缭绕的森林中繁衍生息，看起来好像并没有太多信息传达给我们，但是这种老鼠却能够创作非同寻常的歌曲。研究人员发现唱歌鼠创作的歌曲与我们人类的对话有着很多相似之处，这些相似之处可能在进化上与人类语言的古老起源有着紧密的联系。

一个多世纪以来，科学家们一直在努力研究哺乳动物祖先的语言起源。德国图宾根大学的神经生物学家斯特芬·哈格（Steffen R.Hage）博士表示：“直到目前为止，仍然有科学家认为人类的语言和哺乳动物的发声完全没有联系。”

目前其他种类哺乳动物的大脑还无法做出人类大脑在语言活动中的一系列活动，包括从理解语法规则到协调快速、复杂的指令到口腔和喉咙的肌肉群。

早期的研究表明，哺乳动物使用更加简单的神经回路进行交流。如果一只猴子遇到另外一个猴群的猴子，那么猴子大脑的恐惧处理中心将会向脑干的神经元发出一组信号。接下来脑干会把这组信号发送到猴子嘴巴和喉咙附近的肌肉群，最终产生呼救声。但后来的研究显示，猴子可以通过早期研究人员无法识别的方式来控制它们的发声。举例来说，科学家们可以训练猴子只有在电脑屏幕上看到提示信号时才拨打电话。为了实现这一过程，猴子激活了位于大脑外层的被称为大脑皮层的神经元细胞簇。

人类大脑也有类似的神经回路，这些神经回路对于语言功能至关重要。人类与猴子之间的这种相似之处意味着语言的基石是我们遥远的灵长类祖先在长期进化过程中形成的。

当科学家们以小鼠作为对象来研究这个机制时（小鼠与猴子相比，在基因水平上显然与人类相去甚远）他们当然无法发现这种类似的研究机制。家鼠这种科学家们推崇备至的实验动物只能够发出简单类似超声波的吱吱声。

直到2011年，纽约大学医学院的神经科学家迈克尔·朗（Michael A.Long）博士第一次听到了阿尔斯通鼠的唱歌声时，他意识到，在研究发声机制方面，阿尔斯通鼠比实验室小鼠更加具有优势。唱歌鼠可以发出嘈杂的唧唧声，时间最长可以达到16秒，而且每只小鼠都会唱出自己独特的歌声。

朗博士评价说：“这些独特的歌声就好比标识唱歌鼠身份的条形码，上面写着‘这就是我’。”

当这些阿尔斯通鼠单个行动时，它们通常会自编自演。但种群的其他小鼠出现时，它们会唱出另外特别的声音。雄性鼠通常是以唱歌发声作为与其他同性争夺地盘的方式，当然雄鼠和雌鼠在求爱期间也会互唱情歌。

朗博士与德克萨斯大学奥斯汀分校的生物学家史蒂文·菲尔普斯（Steven M.Phelps）展开合作，他在史蒂文的实验室中给阿尔斯通鼠安设了一个窝，以用来研究这种小鼠的脑结构。

“某种程度上，它们才是这里的女主角，”朗博士评价道，“它们需要在笼子中使用健身器材并且吃专门提供的食物。它们在这里茁壮成长。”

有一天，朗博士的一位研究生安德鲁·马西森（Andrew M.Matheson）注意到临近笼子两只雄性小鼠之间的奇怪行为：它们发出的声音听起来像是在谈话，而不是在互相唱歌。

朗博士和他的同事们最终确认马西森的预感是正确的。唱歌的老鼠们彼此之间发出的声音永远也不会重叠：每只老鼠都会等待对方发声结束之后在几分之一秒内重新发出声音。朗博士实验室的博士后阿尔卡普·班纳吉（Arkarup Banerjee）说：“他们似乎在彬彬有礼地谈话。”

对于朗博士来说，小鼠的这种对话方式与人类非常相似。他说：“这就像是两个人在击打网球，网球越过球网，在网的两端来回穿梭。”迄今为止，神经科学家们还没有搞清楚大脑是如何做到这一点的。

因此，研究人员开始关注小鼠的大脑结构，试图寻找那些使得他们成为“彬彬有礼”的演讲者的神经元细胞。

在一项实验中，研究人员降低膜片钳的温度，使得小鼠神经元的活动减慢。科学家们发现，位于小鼠脑皮层中的某个膜片钳对于控制其唱歌的功能至关重要。如果将这个膜片钳降温，小鼠就会唱出更长的歌，还唱出歌之外的音符。研究人员在上述这个脑区注射了神经阻滞药物，然后播放一首雄性小鼠的歌声。通常情况下，注射药物后的小鼠不再会唱歌。即使能唱歌，他们启动通常很慢，花费数秒才能开始演唱歌曲。

朗博士认为小鼠脑皮层的这个区域对于小鼠之间的这种特殊交流方式至关重要。“我们认为这个区域的地位就相当于乐队的指挥，”他说道，“这个区域能够使得小鼠们以交替的方式唱歌。”

这项研究成果近期发表在《科学》杂志上。未参与这项研究的哈格博士表示，这项研究的结果令人耳目一新，且相当具有说服力。

这项研究工作首次表明灵长类以外的哺乳动物也可以通过大脑皮层来控制它们的发声。此外，哈格博士评价道，这些研究结果表明生活在大约1亿年前的人类和啮齿类动物的共同祖先可能已经具备这种能力。

这些研究工作提示朗博士，在研究工作中过分关注一种类型的小鼠而忽视生物的多样性会给工作带来巨大风险。他说：“这充分暴露了孤注一掷地在某一个物种上开展研究工作所带来的盲点。”

在大脑对发声的控制上，阿尔斯通唱歌鼠和人类高度相似，有推测认为两类是受到相同基因的控制。这使得小鼠成为科学家们研究自闭症的良好动物模型，例如，通过它们研究人们在说话方面出现的问题。

朗博士目前正在尝试通过基因工程的方法改造阿尔斯通唱歌鼠的基因，使其自身能够发生一些与自闭症相关的基因突变。他说：“我们将尝试了解这些基因是如何影响简单系统中的交流方式，以便我们能够了解人类说话的机制。