对于啄木鸟来说，发出节拍可能和唱歌一样

啄木鸟钻入树中寻找食物或筑巢地点时发出的稳定敲击声以及吸引配偶时发出的敲击声是无可辩驳的声音。啄木鸟遍布世界各地，它们独特的叫声和某些种类的鲜红色羽毛使它们在其他飞行能力强的长有羽毛的生物中脱颖而出。

但这种独特的声音可能是由大脑的一个特殊区域控制的。由布朗大学的马修·福克斯贾格和维克森林大学的埃里克·舒佩领导的研究小组发现，啄木鸟前脑中存在一些区域，此前人们认为这些区域只与动物的发声学习和人类的语言有关。他们的研究今天发表在《公共科学图书馆生物学》杂志上，表明啄木鸟大脑这一区域的活动与树敲击有关，而不是像其他动物那样发声。

生态学副教授福克斯贾格在接受《大众科学》采访时表示：“我对敲击的起源以及大脑如何控制敲击行为非常感兴趣，并且对啄木鸟大脑中有专门的区域来控制敲击行为感到震惊。”

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Fuxjager 对展示行为的进化很感兴趣，他研究动物的大脑、肌肉和激素系统如何进化，从而让动物做出新的展示或不寻常的行为。“从机制层面来看，很少有人探索过这些动物的生理和神经生物学系统是如何进化来支持这种行为的。所以，认为大脑中有这些特殊功能来支持这种行为的想法真的很疯狂，”他说。

人类语言和鸟鸣有许多共同点。它们都需要复杂的肌肉协调，在幼年时学会，并由大脑的特殊区域控制。鸣禽和人类也都在这些区域表达一种称为小白蛋白 (PV) 的标记基因，它有助于钙在细胞内移动。“它是一种在全身许多不同细胞中表达的蛋白质。我研究过小白蛋白和肌肉，它也是脑组织中的一种，”Fuxjager 解释道。

研究小组检查了鸭子、火烈鸟、企鹅和啄木鸟的 PV 基因表达情况。他们发现，啄木鸟的大脑中确实存在产生 PV 的特殊区域，而且这些区域的数量和位置与许多控制鸣禽鸣叫和学习的前脑核相似。

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在对啄木鸟进行野外测试时，研究小组发现，触发这些区域大脑活动的行为是它们标志性的快速敲击声，而不是它们的叫声（或歌声）。啄木鸟用敲击声来保卫领地，就像鸟鸣一样，它需要快速而复杂的运动，而且在鸟类相互竞争时必须具有适应性。

找到这种在神经学和机械学上与鸟鸣系统相似的非声音交流系统，可以帮助研究人员了解大脑如何变化以执行不同的功能。它还为更好地了解鸟类和动物的交流方式及其学习方式铺平了道路，让科学家更多地了解动物的内心世界及其进化。

“在此之后，我真正想做的有两件事，”Fuxjager 说。“我想测试啄木鸟是否学会了敲击声的任何组成部分，它们有这些大脑区域这一事实表明这是可能的。第二件事是，我想看看这些区域是否在形态学的任何组成部分中进化。所以，细胞是什么样子的，大脑区域是什么样子的，以及这是否与啄木鸟家族中敲击声的任何差异或变化有关。”