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为探究家犬(Canis familiaris)能否在无韵律提示的单调语音流中识别有意义的音位内容,以及说话者性别和阅读韵律对其表现的影响,研究人员开展相关研究。结果发现家犬能识别中性阅读韵律的有意义短语,该研究为理解动物语音识别能力提供新视角。
在人与动物的交流中,家犬一直占据着独特的地位。经过超过 14000 年的驯化,家犬与人类建立起了紧密的关系,成为探索人类 - 动物交流的绝佳模型。以往研究表明,家犬能够对人类的语音做出反应,可识别基本的音位信息并对命令做出回应,但它们在提取人类语音特有的分段信息方面的能力仍未被充分了解。同时,语音韵律在犬类感知语音信号中所起的具体作用也尚不明确,例如犬导向言语(Dog - Directed Speech,DDS)的韵律对于命令识别是否必不可少。此外,说话者的性别是否会影响犬类对单词的识别也有待研究。基于这些问题,来自英国和法国多个研究机构的研究人员开展了一系列实验研究,并将成果发表在《Animal Cognition》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在刺激材料准备方面,70 位主人在隔音室中录制阅读短文的音频,短文包含有意义短语 “[狗的名字],come on then!” 和无意义(对照)短语 “[Alfie / Bertie],pass me a coffee!” ,且分别用正常阅读语音韵律(Neutral Reading Prosody,NRP)和犬导向言语韵律(DDS)录制。在实验对象选择上,通过 Facebook 广告、传单和个人联系招募了 53 只私人拥有的狗参与实验。实验过程中,利用摄像机记录狗的反应,通过对狗注视主人的行为进行编码分析(包括注视的有无和持续时间)来判断其对语音的响应。数据分析则运用了二项式广义线性混合效应模型(Binomial generalized linear mixed effect models,GLMMs)和线性混合效应模型(Linear mixed effect models,LMMs) 。
研究结果如下:
- Pilot 实验:意义对狗对 DDS 韵律内容反应的影响:在该实验中,仅呈现 DDS 短语,狗在 87.5% 的试验中对短语做出反应。但语音内容对二元注视反应变量(狗是否注视主人)和注视持续时间均无显著影响。这表明狗能对 DDS 做出反应,但不受语音内容影响,需进一步测试其对语音的响应。
- Experiment 1 韵律:韵律和内容对反应的影响:此实验中,狗在 57.6% 的试验中对主人表现出积极的注视反应。GLMM 分析显示,语音对二元注视反应有显著影响,狗对 DDS - 有意义条件的注视可能性最高,对 NRP - 无意义条件的注视可能性最低。LMM 分析表明,当狗选择注视主人时,注视持续时间因短语而异,DDS - 有意义短语与其他短语的注视持续时间差异显著。
- Experiment 2 性别:说话者性别对狗对韵律和有意义内容反应的影响:在这个实验里,狗在 60.4% 的试验中对主人表现出积极的注视反应。GLMM 分析表明,短语对二元注视反应有显著影响,但主人性别、狗的年龄和性别对其无显著影响。LMM 分析显示,狗注视主人的持续时间在各固定效应之间无显著差异。
研究结论和讨论部分指出,家犬能够自发识别在假定非显著语音流中呈现的有意义音位内容。虽然 DDS 韵律有助于狗检测有意义内容,但狗在中性阅读韵律(NRP)中也能检测到有意义短语,且比检测无意义的对照短语更频繁。这表明狗识别熟悉短语的能力并非系统地依赖于特定的夸张韵律引导,它们能够将语音信号分离为音位和韵律元素,并分别做出反应。同时,研究发现性别并未影响狗对语音内容的反应,尽管男性和女性对狗说话的方式存在差异,但狗对不同性别说话者的语音韵律关注度相似。此外,研究还存在一定局限性,如录制主人语音时狗不在场,可能影响 DDS 的某些特征;实验中自然停顿可能对狗识别短语有帮助,但具体影响程度需进一步研究。该研究为非人类动物能够分割人类语音提供了行为学证据,支持了非人类动物具备语音分割能力的观点,表明解析复杂语音的能力并非人类所特有,这对于理解动物的交流和认知能力具有重要意义,也为后续研究如探索语音熟悉度对狗语音感知的影响等提供了方向。