人類語言能力從何而來？這一問題長期困擾著神經(jīng)科學(xué)家。近日，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所團(tuán)隊(duì)在狨猴大腦中鑒定出與人類高度同源的神經(jīng)纖維束——弓狀束，其腦連接特征相較于獼猴更接近人類。該成果揭示，語言相關(guān)神經(jīng)架構(gòu)并非僅由物種親緣關(guān)系決定，而是受社會生態(tài)與復(fù)雜發(fā)聲交流需求驅(qū)動(dòng)的趨同演化，為追溯人類語言能力的神經(jīng)起源提供了重要線索。相關(guān)論文發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》。

語言是人類獨(dú)有的高級認(rèn)知功能，其神經(jīng)機(jī)制的探索一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的核心難題。過去，黑猩猩、獼猴等靈長類動(dòng)物常被用作研究人類大腦演化的主要模型，但這類動(dòng)物缺乏人類嬰兒般的社會引導(dǎo)性發(fā)聲學(xué)習(xí)能力。體型小巧的狨猴則不同，作為新世界猴的代表，它們不僅能通過父母的社會反饋學(xué)習(xí)發(fā)聲，其復(fù)雜的叫聲系統(tǒng)也與人類語言的早期形式存在深度相似性。例如，狨猴可進(jìn)行類似人類對話的“發(fā)聲交替”，能根據(jù)交流對象的身份和距離調(diào)整叫聲的振幅與時(shí)長，更具備通過社會引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)發(fā)聲學(xué)習(xí)的能力——這與人類嬰兒的語言發(fā)育過程高度相似。

研究團(tuán)隊(duì)通過腦影像學(xué)與跨物種腦圖譜分析，對比了人類、狨猴、獼猴和黑猩猩的弓狀束連接模式。弓狀束是大腦中負(fù)責(zé)連接聽覺感知區(qū)與運(yùn)動(dòng)控制區(qū)的 “神經(jīng)高速公路”，是人類語言理解與表達(dá)的核心通路。研究揭示，靈長類共同祖先已演化出弓狀束原始雛形，人類與狨猴弓狀束的結(jié)構(gòu)相似性，實(shí)則是同源神經(jīng)結(jié)構(gòu)在不同演化分支中形成的精細(xì)化適應(yīng)性特征。這一結(jié)論契合演化生物學(xué)核心理論，揭示出腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)演化兼具遺傳保守性與演化靈活性。

作為語言神經(jīng)通路的核心，大腦背側(cè)通路如同“神經(jīng)翻譯官”，負(fù)責(zé)將聽覺接收的聲音信息精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)指令，支撐人類說話、狨猴發(fā)聲等復(fù)雜的聽覺運(yùn)動(dòng)整合過程。研究發(fā)現(xiàn)，狨猴的弓狀束與人類一樣，廣泛終止于腹外側(cè)額葉皮層，形成了高效的聽覺-運(yùn)動(dòng)調(diào)控回路，而獼猴的弓狀束在該區(qū)域的連接則顯著稀疏，這解釋了為何狨猴在發(fā)聲控制靈活性上更接近人類。

該發(fā)現(xiàn)還與最新解剖學(xué)證據(jù)形成呼應(yīng)。研究證實(shí)，狨猴和獼猴的喉運(yùn)動(dòng)皮層同時(shí)存在于初級運(yùn)動(dòng)皮層和腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層，這一布局與人類高度一致。其中，狨猴的腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層與人類的布洛卡區(qū)在連接圖譜上呈現(xiàn)高度同源性，為“靈長類動(dòng)物在發(fā)聲控制架構(gòu)上存在深層共性”提供了直接證據(jù)，進(jìn)一步支撐了“功能需求驅(qū)動(dòng)神經(jīng)結(jié)構(gòu)演化”的核心假說。

為何會形成這種神經(jīng)相似性的演化機(jī)制？研究團(tuán)隊(duì)推測，人類與狨猴共享的“神經(jīng)晚成性”可能是關(guān)鍵因素。與獼猴相比，人類和狨猴的幼崽出生時(shí)大腦尚未發(fā)育成熟，這種“發(fā)育延遲”賦予了大腦極高的可塑性。結(jié)合狨猴獨(dú)特的合作育幼模式，幼崽在社會互動(dòng)中獲得的發(fā)聲反饋會持續(xù)塑造弓狀束的連接模式，最終形成與人類相似的神經(jīng)通路。

值得注意的是，盡管狨猴與人類的弓狀束在額葉連接上高度相似，人類弓狀束向中顳葉和下顳葉的延伸卻是獨(dú)有的。這一結(jié)構(gòu)差異可能支撐了人類語言特有的語義和詞匯檢索功能，既凸顯了演化的連續(xù)性，也明確了人類語言神經(jīng)機(jī)制的獨(dú)特創(chuàng)新。

未來，借助狨猴模型，科學(xué)家有望進(jìn)一步解析語言發(fā)育障礙、失語癥等疾病的神經(jīng)機(jī)制，為相關(guān)疾病的診斷與治療提供新思路。人類語言的演化是一個(gè)漫長而復(fù)雜的過程，狨猴就像一把鑰匙，幫我們打開了理解這一過程的新大門。