乐胡号 地主 聪明地歌唱:与解决问题能力和大脑大小有关的声乐学习

聪明地歌唱:与解决问题能力和大脑大小有关的声乐学习

欧洲椋鸟以其多样化的发声能力而闻名,在洛克菲勒大学的一项研究中,它被认为是一个特殊的问题解决者。

一项研究表明,欧洲椋鸟不仅是高级的声乐学习者,而且是熟练的问题解决者,这表明声乐学习、认知能力和相对的大脑大小是共同进化的。

聪明地歌唱:与解决问题能力和大脑大小有关的声乐学习

欧洲椋鸟有一系列令人印象深刻的技能。欧椋鸟以其终生学习各种鸣叫、哨声和歌曲的适应性而闻名,被认为是顶级的鸟类声乐学习者之一。最近发表在《科学》杂志上的一项研究表明,椋鸟和其他复杂的声乐学习者也是出色的问题解决者。

洛克菲勒大学埃里希·贾维斯实验室的助理研究员让-尼古拉斯·奥德说:“有一个长期存在的假设是,只有最聪明的动物才有能力学习复杂的声音。”“如果这是真的,那么复杂的声音学习者也应该在认知任务中表现得更好,但之前没有人证明过这一点。”

定义声乐学习者

少数动物群体表现出复杂的声音学习能力——本质上,是熟练地学习和回忆各种各样的声音。这个名单包括人类、大象、鲸鱼、海豹和哺乳动物中的蝙蝠,鸣禽、鹦鹉和蜂鸟代表鸟类类别。贾维斯实验室主要研究鸣禽,用三个标准来评估它们的声音学习能力:鸟类的歌曲和叫声的多样性,鸟类在其一生中继续学习新声音的能力,以及模仿其他物种的技能。

欧洲椋鸟,以及其他复杂的声音学习者,是卓越的问题解决者。来源:洛克菲勒大学语言神经遗传学实验室

研究方法

为了探索鸣禽的声音学习和认知能力之间的潜在联系,Audet和他的团队在洛克菲勒大学野外研究中心用雾网捕获了21个物种的数百只野生鸟类,该研究中心位于纽约哈德逊河谷,占地1200英亩,拥有各种生态系统。

“这是一个受保护的地区,这意味着动物与人类的接触有限,”参与这项研究的研究助理msamlanie Couture说。“这是研究野生鸟类行为的理想选择——它们能做什么,以及它们对认知任务的反应。”

当研究小组评估捕获的鸟类的声音学习技能时,有三种鸟类脱颖而出:椋鸟、蓝松鸦和灰猫鸟(反舌鸟的亲戚)。有趣的是,这些是唯一能够模仿其他物种的物种,奥迪认为这是“声乐学习的缩影”。

聪明地歌唱:与解决问题能力和大脑大小有关的声乐学习

鸟类认知测试

然后,研究小组对来自23个物种的214只鸟进行了一系列认知测试(包括两种实验室饲养的鸟类,它们被添加到野生捕获的鸟类中)。他们通过挑战鸟儿打开盖子、刺穿锡箔纸或拉一根棍子来取回食物,来测试它们解决问题的能力。通过在每只鸟和零食之间放置一个透明的屏障来评估自我控制能力,并记录鸟类停止撞到屏障并绕过屏障所需的时间。其他测试分析了鸟类是否能学会将某种颜色与食物奖励联系起来,以及当相关颜色发生变化时,鸟类适应的速度有多快。

统计分析显示,解决问题的能力和声乐学习能力之间存在很强的相关性。椋鸟、冠蓝鸦和猫鸟不仅是最先进的声音学习者,而且是最擅长解决谜题的,一只鸟越擅长绕过障碍物获取食物,它的声音学习能力就越复杂。其他认知测试与声乐学习复杂性之间没有关联。

大脑大小和声乐学习

研究人员还发现,高级声乐学习者和问题解决者的大脑相对于他们的身体尺寸更大——这是观察结果的潜在生物学基础。“我们的下一步是研究最复杂物种的大脑,并试图理解为什么它们更擅长解决问题和声音学习,”Audet说。“我们很清楚声音学习发生在大脑的哪个部位,但还不清楚解决问题的过程发生在哪里。”

总之,这项研究提出了声音学习、解决问题的能力和大脑大小的共同进化,这可能是一种提高生物适应性的方式。在此基础上,以及之前对声乐学习者随着有节奏的节拍跳舞能力的研究,贾维斯引入了“声乐学习认知复合体”这个术语来描述这一系列特征。

贾维斯说:“我们的发现有助于支持一个以前未经证实的观点:像口语这样依赖于声音学习的复杂行为的进化与其他复杂行为的共同进化有关。”

参考文献:“表现出更复杂的声音学习能力的鸣禽物种是更好的问题解决者,并且拥有更大的大脑”,作者:Jean-Nicolas Audet, m lanie Couture和Erich D. Jarvis, 2023年9月14日,《科学》。DOI: 10.1126 / science.adh3428

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作者: admin

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