鸽子也会认字了?

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要说我们人类和其他动物到底有什么区别,就不能不提文字。人类不仅发明了许多奇奇怪怪的符号系统,也格外擅长用这些符号传情达意。不过,“认字”可能并不是人类的专利,甚至可能也不是灵长类动物独有的技能。最近,就有研究者教鸽子学起了文字,结果发现,在经过一番训练之后,鸽子也能够成功地识别不少4字母英文单词,还能把它们和那些无意义的字母串区分开。

看起来,鸽子们又在实验室里点开了新的技能树。不过,这些鸽子离真正掌握人类的语言还差得很远,英文单词在它们的眼里也不过是一些形状稍微有点儿复杂的图形而已。因此,更严格地说,鸽子们学会的是“认字”的第一步:字形加工。借这个研究,论文作者们希望探寻的是大脑中“字形加工能力”的来源。

图片来源:123rf正版图片库

认字能力,先天还是后天?

从人类历史来看,先有口头语言,后来才发展出书面文字,这一点毋庸置疑。但是,人类究竟如何掌握文字能力,这依旧是一个争论不休的问题。

如果说全靠后天学习,那么人与人之间应该存在很大的差异。然而影像学研究表明,无论母语如何,所有识字的被试脑中都存在一个似乎专门负责加工文字的脑区——位于左侧颞枕叶中的 “视觉字形区”(visual word form area,简称VWFA)。就算是文盲的被试,只要突击背几天字母表,之前还功能模糊的VWFA就有如觉醒了超能力,立刻变得对文字信号敏感起来。

那么,这个脑区是人类独有的吗?考虑到最古老的文字——楔形文字诞生于5400年前,在这么短的时间之内,人类不可能进化出一套全新的文字加工机制。于是,一些学者提出了一个折中的理论,认为VWFA其实原本是用来处理其他视觉信号的脑区,而人类大脑经过一番“回收再利用”,为这些神经元赋予了新的职责。也就是说,大脑在进行字形加工时,利用的还是视觉加工的老一套规则,只不过对象变成了文字。

文字也是一种图形。大脑在阅读时,会先加工局部信息,再将这些笔画碎片组合成完整字母及单词。图片来源:Grainger et al., 2012

不会语言,也能认字

如果这一理论是正确的,就意味着至少在加工的早期阶段,“认字”是不需要其他语言能力辅助的,只要存在与VWFA功能类似的脑区,就算是别的动物也能学个一二。2012年,来自法国的科学家带来了第一个好消息。6只狒狒成功学会了分辨哪些4个字母的组合是真正的单词,哪些则是无意义的字符串,它们的平均“词汇量”达到了139个。

在英语单词当中,一些双字母组合出现的频率明显更高,例如“th”、“he”、“in”等等。研究人员推测,狒狒可能记住了这些高频率字母组合的形状和相对位置,并用这一规律来完成判断。的确,当无意义字符串中出现了高频字母组合时,狒狒会更容易将之识别为“真词”。

而这一回,新西兰奥塔哥大学的研究者们更进一步,决定让与人类亲缘关系远得多的鸽子也来挑战类似的任务。在参加训练的13只鸽子当中,有4只“天赋异禀”的鸽子被选拔出来完成了剩下的实验。它们掌握的平均词汇量为43个,数量上不如狒狒,但反应趋势却基本一致:和真词越相像的字符串,就越容易被认做“单词”。

实验鸽啄着屏幕进行单词识别任务。它们被训练在屏幕显示单词时啄单词,而在显示非单词时啄旁边的星型标记。原视频来自:Damian Scarf

有趣的是,如果将单词中的某一个字母替换掉,鸽子能较好地识别其中的变化;但若是将相邻的两个字母位置互换,譬如“very”变成“vrey”后,鸽子就犯起糊涂来,误判为“真词”的比例明显上升。这个毛病在狒狒身上表现不明显,在人类被试当中却很常见,而且比起文盲,识字的人反而更容易犯错。光就这一点看来,鸽子甚至比狒狒更像人。

研究者认为,鸽子和狒狒能根据字母组合频率对字符进行“词”与“非词”的分类,这可能是采用了“概念化”(conceptualization)的方法。也就是说,它们通过学习一组刺激(单词)的共有规律,形成对这一次级类别的概念,并能之推广应用,用于不同刺激(单词与非词)的比较。这是一种在视觉加工中普遍存在的机制,恰恰印证了“神经元回收再利用”的假说。

而在视觉概念化方面,鸽子一直是出了名的专家。它们会认鸟,会认人脸,甚至还会识别肿瘤切片!有了这次的实验,研究者提出,鸽子或许可以成为一个理想的动物模型,用来研究人类文字学习早期阶段。看来,这群鸽子的认字之路还很漫长。(编辑:窗敲雨)

题图来源:123rf正版图片库

参考资料:

  • Scarf, D., Boy, K., Reinert, A. U., Devine, J., Güntürkün, O., & Colombo, M. (2016). Orthographic processing in pigeons (Columba livia). Proceedings of the National Academy of Sciences, 201607870.
  • Grainger, J., Dufau, S., Montant, M., Ziegler, J. C., & Fagot, J. (2012). Orthographic processing in baboons (Papio papio). Science, 336(6078), 245-248.
  • http://www.guokr.com/article/147834/
  • http://www.guokr.com/article/440950/
  • http://www.guokr.com/article/622/
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