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现代理论认为人类与猿类在语音控制上的差异影响了语言进化，但相关研究多间接且缺乏对猿类语音控制的直接测试。研究人员分析圈养黑猩猩的非典型元音类叫声，发现其具备高维度的声音控制能力，这表明语音和歌曲进化可能基于祖先猿类已有的语音控制能力。
在探索人类语言独特性的征程中，科学家们一直好奇：既然与人类亲缘关系极近的非人灵长类动物，如黑猩猩，能发出类似元音和辅音的声音，为何只有人类发展出了复杂的语言呢？传统的 “Kuypers 和 Jürgens 假说” 认为，黑猩猩缺乏控制发声学习的神经回路，使得它们无法自如地控制声音的激活和调制，进而难以拓展发声的种类和变化。然而，这一假说存在诸多疑点，比如 Jürgens 从未对黑猩猩进行研究，而 Kuypers 描述的所谓黑猩猩缺失的神经回路，实际在其大脑中是存在的。而且，以往通过与鸟类、哺乳动物等远缘物种的发声学习能力进行类比来研究人类语言进化，这种方法并不准确，因为不同物种控制发声的方式和器官差异巨大 。同时，语音作为人类的普遍特征，其单个语音（元音或辅音）却并非全球通用，而是具有地域和个体特异性。所以，准确比较人类与猿类的语音能力，应聚焦于猿类的 “非典型” 叫声。
为了深入探究这一谜团，来自英国华威大学（University of Warwick）、圣安德鲁斯大学（University of St Andrews）等机构的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光投向德国莱比锡动物园（Wolfgang K?hler Primate Research Center, Leipzig Zoo）的两只圈养黑猩猩 Riet 和 Alex。这两只黑猩猩会发出非典型的元音类叫声，用于吸引人类饲养员的注意并索要食物。研究人员在严格控制的实验条件下，对它们的叫声进行了全面分析，最终发现黑猩猩具备令人惊讶的语音控制能力，这一发现对理解人类语言进化意义重大。该研究成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展此项研究。在数据收集方面，利用 H4n Zoom Handy 录音机，通过封闭网格在距离黑猩猩约 0.5 米处录制其叫声，确保实验条件恒定。之后，借助 Raven 交互式声音分析软件，从录制的叫声中精确提取最大频率（maxfreq）、持续时间、平均熵和平均音高轮廓斜率（freqslope）这四个声学参数。在数据分析阶段，运用高斯混合模型聚类、序列分析以及移动熵分析和预测模型等方法，深入探究黑猩猩叫声的变化规律和语音控制能力。
研究结果
- 声学空间中的方向和距离变化：研究人员分析了黑猩猩非典型元音类叫声在声学空间中的变化情况。结果显示，在不同个体间（across subjects）以及同一个体不同时段（between sessions within subjects），声音激活和调制呈现出极大的差异。例如，声音激活在 maxfreq 上的变化范围超过 1000Hz，持续时间变化超过 1.5 秒；声音调制在 freqslope 上的变化范围约为 12Hz，熵变化超过 2 比特。这表明黑猩猩的声音变化并非刻板固定，而是具有丰富的多样性，有力地反驳了传统假说中认为猿类在恒定环境下声音行为刻板受限的观点。同时，个体在声学空间中能够自由探索，进行多方向、不同距离的声音变化，进一步证明了其声音控制的灵活性。
- 声学空间中的绝对和百分比变化：通过绘制声音激活和调制的相对变化图，研究发现黑猩猩的声音变化是径向且多维的。它们能够在保持某个参数不变的情况下改变另一个参数，或者同时改变多个参数，且变化方向多样。从百分比变化图中可以看出，声音激活和调制的变化幅度常常超过 100%，甚至多次达到 400% 和 10000%。这充分说明黑猩猩对声音的控制程度明显，这种变化通常会被视为编码不同的生物学情境或意义，且在统计上具有显著差异。
- 声学空间中新状态的出现：为了直接测试黑猩猩的语音生成能力，研究人员计算了每个声学参数的移动香农熵涌现（moving Shannon entropic emergence）。结果发现，黑猩猩语音参数的新状态出现速率不断变化，每个参数的涌现值总体高于 0.5，表明实验过程中持续有新的语音状态产生。而且，不同参数的涌现相互独立，体现了不同的传出神经运动控制机制。此外，通过 ARFIMA 预测模型发现，即使实验时间延长 50%，黑猩猩仍能持续产生新的语音变体，其语音库似乎取之不尽。
研究结论与讨论
综合上述研究结果，该研究明确表明黑猩猩对喉部以及非典型元音类叫声的产生具有自主控制能力，能够在声音空间中灵活变化，不断创造新的语音状态，且语音库不会枯竭。这一发现有力地反驳了 Kuypers 和 Jürgens 假说，证明黑猩猩的语音控制并非基于自动、唤醒或其他反射机制。
此研究成果具有多方面的重要意义。在学术层面，它颠覆了过去认为猿类语音控制与人类存在本质差异的观点，为人类语言进化研究开辟了新的方向，表明语音和歌曲的进化可能源于类似猿类祖先丰富的语音控制能力及其神经运动基础。在动物行为研究领域，它揭示了圈养黑猩猩可能存在叫声文化，呼吁科研人员不应忽视这一现象，应深入研究动物园中不同黑猩猩群体的发声曲目，探索促进新叫声传播的条件和因素。同时，该研究也为人类与圈养黑猩猩的互动提供了新的思路，避免过去经典猿类语言项目中的伦理问题，有助于丰富黑猩猩的交流生活 。总之，这项研究为生命科学和语言学的交叉领域带来了全新的认知和启示，推动了相关领域的进一步发展。
