@ 2014.09.18 , 16:17

人类语言基因真的很强,小鼠可以证明

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在过去二十多年间,科学家们一直都认为Foxp2基因和人类的语言能力发展相关。本周发表在《美国科学院院刊》(PNAS)杂志上的一项研究显示,将这一基因引入小鼠会加快它们的学习速度。这一结果可以帮助解释我们产生和理解语言能力的演化过程,而原因可能就在于50万年前产生的一个基因突变。

Foxp2被称为语言基因,最初是在一个具有严重语言困难的家庭中被发现的。由于人类从与黑猩猩的共同祖先中分支出来,在Foxp2基因上只产生了两个关键性突变,让人不禁思考,如果大猩猩拥有了我们的Foxp2基因会怎么样?

首先,科学家们从小鼠下手开始探究这一问题。由来自麻省理工大学的Ann Graybiel和来自马克斯·普朗克进化人类学研究所的Svante Pääbo将两个氨基酸突变引入了小鼠,让它的Foxp2变成了人类版本的基因。而这个改变影响了小鼠脑部的纹状体,这一区域在人脑中对运动和认知行为十分重要。纹状体的不同区域负责两种模式的学习,一种是有意识的称为陈述性学习,而另一种为无意识的称为程序性学习,两种学习分别产生陈述性记忆和程序记忆。

研究团队让小鼠进行一系列迷宫实验。在只需要一种记忆的情况下,带有人类Foxp2基因的小鼠与普通小鼠的表现差不多,但当需要使用两种学习方式时,带有人类Foxp2基因的小鼠对刺激反应联系的学习要比一般小鼠快得多。例如,根据T形路口两个方向迷宫底部质地和实验室内摆设的不同,选择向左还是向右走,从而找到好吃的。

结果发现,人类版本的Foxp2基因让小鼠更容易将新的学习经历转化成程序性的行为过程。带有人类Foxp2基因的小鼠记住这一路线仅用了不到一周时间,而普通小鼠则花了11周。

Graybiel说:“这一发现为我们的语言基因可能与某种特殊形式的学习相关提供了证据,这种学习形式让我们不必再有意识地建立联系,而是使用近乎自动式的方法来根据周围环境中的刺激信号做出反应。”

Foxp2基因通过开启或关闭其它基因来帮助协调大脑活动,使之能进行语言的学习。Graybiel解释道,语言通常被认为是有意识的思想处理能力的一个跳跃,但它也要依靠唇部和舌部的复杂运动才能成为自动化的动作。当婴儿开始学说话时,Foxp2可能给我们提供了一个对嘴唇和舌头无意识的控制。研究团队认为,也许这一基因也在早期人类语言的出现中也起了一定作用。

本文译自 IFLScience,由译者 Ivy 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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