作者:宗华 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/9 15:40:25
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科学家利用物理学解释鸟鸣声

图片来源:yahoo.com

约40%的鸟类在接受训练后学会了发声。这一行为引发了众多神经病学专家和神经生物学家的兴趣。同时,另外60%的鸟类可以本能地发声。不同物种之间的多样性以及神经系统和生物力学之间的关系,使得鸟鸣声的产生成为一个很难理解的复杂过程。阿根廷布宜诺斯艾利斯大学物理学家Gabriel Mindlin从鸟类发音器官的动态物理学这一视角探究了该现象。

Mindlin在日前发表于美国物理联合会所属《混沌》杂志的深度综述文章中,分析了基本物理特性在鸟鸣声复杂性中所起的作用以及同产生它们的神经指令之间的关系。

“我探究的主要问题是:这种复杂行为的哪个部分归结于涉及其中的物理学和生物学机制以及有多少是由控制它的特定神经结构导致的。”Mindlin介绍说,“鸣禽在产生叫声的方式上拥有很多共同之处,因此你可以建造统一的模型。”

他和同事构建了模型,以描述控制鸟鸣声产生这一过程的精确非线性动力学特性。考虑到可能的来自生物学界的质疑,Mindlin还重现了鸟鸣声并利用它们以类似方式研究鸟类对此前研究(利用真实的鸟鸣声录音)的反应,从而对该模型进行了测试。

通过利用合成鸟鸣声,Mindlin和合作者重现了斑胸草雀的大部分神经反应。而这此前通过利用真实鸟鸣声的录音得以测量。这些神经特征以及它们同声音产生存在何种关联,为语言产生的神经生物学以及更加纯粹的基础物理学提供了视角。(宗华)

 

 
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