社会情境驱动下非洲条纹鼠(Rhabdomys pumilio)超声发声库的灵活运用机制解析

本研究通过实验揭示了非洲条纹鼠(Rhabdomys pumilio)在社会互动中灵活调控超声发声(USVs)的机制。研究人员利用深度学习技术(Deepsqueak?)分析66,137次发声事件，发现该物种具有7种发声类型构成的声学库，并能根据社会熟悉度和性别差异动态调整发声数量(最高达3000次/10分钟)和类型比例(如陌生异性间"颤音"占比6.6%)。特别值得注意的是，熟悉个体间会主动避免发声重叠(仅1%)，显示出类似"对话轮替"的精密时序调控能力。这项发表于《Behavioural Brain Research》的研究为理解啮齿类复杂社会交流提供了新视角，揭示了超声通讯在哺乳动物社会行为进化中的重要意义。

　　

在动物王国中，啮齿类动物构成了哺乳动物40%的物种多样性，然而它们的声学交流系统长期被低估。传统观点认为小鼠的超声发声(USVs)只是情绪状态的简单反映，但近年研究发现这些高频信号可能承载着个体身份、压力水平等复杂信息。非洲条纹鼠(Rhabdomys pumilio)作为典型的合作繁殖物种，其社会结构复杂程度令人惊叹——一个家族群可包含25个成员，成员间能精确识别亲缘关系并表现出差异化社交行为。这种社会复杂性是否反映在其声学通讯系统中？这正是国际研究团队试图解答的核心问题。

研究人员设计了一套精巧的实验系统：在隔音箱内设置双室装置，通过可控活板门实现45组不同社会组合(熟悉/陌生×同性/异性)的10分钟互动。采用Avisoft CM16麦克风(采样率300 kHz)记录声学信号，并创新性地运用深度学习软件Deepsqueak?进行自动检测，该软件通过预训练的神经网络(Rat Detector YOLO R1和Mouse Detector YOLO R2)实现了98%的检测准确率。通过k-means聚类分析9项声学参数(包括频率轮廓、时长等)，结合UMAP降维可视化技术，系统解析了发声特征与社会情境的关联。

研究首先量化了不同社会情境下的发声强度。数据显示，陌生同性个体间交流最不活跃(平均减少1157-1259次/10分钟)，而陌生异性相遇时呈现两极分化：要么几乎沉默(0-500次)，要么异常活跃(2000-3000次)。这种双峰分布可能反映雌性发情周期的影响——条纹鼠的动情周期为11天，约45%雌性在随机测试时处于发情期。

声学分类揭示了7种特征鲜明的发声类型："平调"(flat，占比65.5%)、"升调"(up)、"降调"(down)、"长降调"(longdown)、"调制波"(modulated)、"颤音"(trill)和"长降颤音"(longdown-trill)。其中颤音在陌生异性相遇时出现频率最高(6.6%)，其显著特征为74.3±8.4 kHz的主频和18.3±10.4 kHz的宽频调制，暗示这类声音可能在求偶中发挥特殊作用。值得注意的是，熟悉个体间会使用更丰富的声学库，特别是"调制波"在熟悉异性间占比达7.3%，其S型频率轮廓可能编码动态社交信息。

时序分析发现了精密的声学互动规则。熟悉个体间仅有0.7-1.2%的发声重叠，而陌生异性间重叠率达5%。这种差异可能反映社会关系的认知差异——熟悉个体更倾向于采取类似"对话轮替"的策略，避免信号干扰以提升信息传递效率。这种模式与灵长类(如倭黑猩猩Pan paniscus)的声学互动规律相似，提示哺乳动物可能共享某些基础通讯策略。

讨论部分着重强调了这项研究的突破性发现。非洲条纹鼠展现出迄今啮齿类中最复杂的声学调控能力：不仅能根据接收者身份(熟悉度/性别)选择发声类型，还能精确控制发声时序。这种灵活性支持"社会复杂性假说"(Social Complexity Hypothesis)——物种社会结构越复杂，其通讯系统也越精密。特别值得注意的是，研究中发现的声学连续体(从平调到调制波)可能反映动态心理状态，类似倭黑猩猩研究中发现的"情绪声学梯度"。

这项研究的技术创新同样值得关注。Deepsqueak?软件的应用突破了传统声学分析的局限，其无监督聚类算法成功解析了传统方法难以区分的渐变声学信号。未来结合新兴的个体发声追踪技术，将能进一步揭示声学序列的句法规则。从进化角度看，这项研究为理解人类语言能力的神经生物学基础提供了新线索——调控发声的神经机制可能在哺乳动物中具有深远的进化根源。

论文最后指出，野生鼠类(如条纹鼠)与实验室品系(如C57BL/6)的声学差异提示，传统实验室环境可能严重局限了对啮齿类通讯能力的认知。这呼吁学界在神经科学研究中更多采用自然主义范式，以全面揭示动物认知的真实潜力。随着技术发展，未来研究有望解码这些超声"对话"中隐藏的丰富社交信息，为理解动物社会智能开辟新途径。