Od faraona do neurobiologa, czyli jak badać ewolucję języka?

Od faraona do neurobiologa, czyli jak badać ewolucję języka?

Jak podaje Herodot w swoich „Dziejach”, faraon Psametyk I chciał się kiedyś przekonać, który z języków jest najbardziej pierwotny. Aby to sprawdzić, przeprowadził osobliwy eksperyment – rozkazał trzymać dwójkę dzieci w zupełnej izolacji. Ich pierwsze słowa miały być słowami najstarszego, przynależnego wszystkim ludziom z natury języka. Ku jego rozczarowaniu, pierwsze słowo owych nieszczęsnych dzieci brzmiało „bekos”, co po frygijsku znaczy chleb. Faraon był ponoć skonfliktowany z Frygijczykami, dlatego też zaniechał dalszych eksperymentów.

            Od tamtego czasu nikt ich oczywiście nie wznowił – choć być może wielu rzeczy o genezie języka i jego stopniowego wyłaniania się dowiedzielibyśmy się, trzymając grupę dzieci w zupełnej izolacji. Badanie takie byłoby jednak zupełnie nieetyczne i, prawdopodobnie, zupełnie niedorzeczne. Jeśli chcemy badać, jak zmienia się język w czasie i jak z nieporadnych, pierwotnych form komunikacji przeszliśmy do niezwykle skomplikowanych struktur współczesnych języków, jesteśmy skazani na analizowanie dawnych tekstów i porównywanie ich z obecnymi; zmiany języka są bowiem zbyt powolne, by móc obserwować je „na żywo”. To podejście ma jednak wiele ograniczeń – piśmiennictwo utrwala tylko niewielką część tego, jak mówiło się w dawnych czasach, a z dawniejszych epok nie mamy żadnych źródeł. Choć za pierwsze źródło pisane, w którym znajdują się polskie słowa uważana jest Księga Henrykowska z XIII wieku, to język polski istniał już dużo wcześniej.

            Czy jednak rzeczywiście nie istnieją żadne metody, pozwalające nam w kontrolowany sposób z zastosowaniem dokładnego pomiaru zbadać, jak ewoluuje język? Odpowiedź na to, rzecz jasna retoryczne, pytanie brzmi - nie. Okazuje się, że podjęto próby dokładniejszego przyjrzenia się ewolucji języka. Co szczególnie dla nas istotne, jedna z nich pozwoli być może na prześledzenie tego zjawiska na nieco głębszym poziomie – poziomie mózgu. Ale po kolei.

       
     Głuchoniemi z Nikaragui i kości

            Jak się okazuje, nowe języki powstają czasami dużo szybciej, niż można by się tego spodziewać. Tak było w latach 80 – tych w Nikaragui, kiedy powstały pierwsze szkoły dla niesłyszących dzieci. Dzieci te stanęły przed nietypowym problemem – nie istniał tam wspólny dla wszystkich język migowy. Okazało się jednak, że uczniowie poradzili sobie z tym kłopotem. W przeciągu kilku szkolnych pokoleń stworzyli system komunikacji, który początkowo był jedynie zestawem znaków, z czasem ewoluował jednak, nabierając cech "prawdziwego" języka. Został on nazwany Nikaraguańskim Językiem Migowym (z ang. Nicaraguan Sign Language, NSL)
Jedną z typowych dla języka cech, które wyłoniły się z czasem w NSL jest segmentacja. Proces ten został opisany przez Ann Senghas i współpracowników [1]. Jak pokazują ich badania, w początkowych stadiach w NSL do wyrażenia złożonych rzeczy – np opowieści o kocie turlającym się ze zbocza – używano złożonych gestów obrazujących całość zjawiska (turlający się w dół kot był opisywany falującym, opadającym ruchem ręki). Z czasem doszło do podzielenia tych znaków – najpierw wykonywano gest obracania ręką, sygnalizujący ruch turlający, a następnie – ruch ręki z góry w dół, oznaczający spadanie. Badania nad NSL trwają; język ten zmienia się szybko, z każdym kolejnym pokoleniem uczniów i stanowi doskonałe źródło informacji o spontanicznym wyłonieniu się systemu komunikacji między ludźmi.
            Mimo swojej atrakcyjności, język ten jest raczej wyjątkiem i badania nad nim nie są dostępne dla większości badaczy. Istnieje jednak cała dziedzina psychologii, zwana eksperymentalną ewolucją języka [2].

            Powstanie i ewolucja systemu komunikacji odbywa się tutaj w laboratorium na przestrzeni godzin, co niezwykle ułatwia pomiar i manipulację. Eksperymenty mogą mieć różne formy – badani są dzieleni na grupy lub pary i muszą zakomunikować sobie różne informacje, nie używając języka, który znają. Mogą mieć do dyspozycji różne metody – rozmaite plansze, obrazki lub własne rysunki.
Ten ostatni wariant przypomina nieco kalambury. Badani mają w nim za zadanie przekazać sobie informację, rysując na kartce (nie wolno przy tym pisać!) – chcąc opisać np. muzeum, rysują budynek z przedmiotami na wystawach, np. kośćmi. Jeśli takie interakcje są wielokrotnie powtarzane, ludzie z czasem upraszczają swoje ilustracje, które z ikonicznych (przedstawiających oznaczany obiekt dokładnie i dosłownie), stają się symboliczne – po kilkunastu turach muzeum jest przedstawiane jako sama kość. Badania te pokazują, jak stworzone przez ludzi spontanicznie systemy komunikacji ulegają uproszczeniu i jak powoli pojawia się konwencja, czyli powszechna zgoda co do tego, co dany symbol przedstawia. Pozwoliły też wykazać, że w systemach komunikacji od łatwości odbioru informacji ważniejszym motorem zmian jest łatwość generowania przekazu (kość łatwo jest narysować, trudniej zrozumieć, że przedstawia ona muzeum) [3].

Ptasie móżdżki

Opisane powyżej badania, choć ważne i ciekawe, nie są jednak w stanie odpowiedzieć nam na wiele pytań. Przede wszystkim – trudno zajrzeć badanym do głowy i zobaczyć, jak proces wyłaniania się systemu komunikacyjnego wygląda na poziomie mózgu. Okazuje się jednak, że być może i tego będziemy mogli się dowiedzieć, a to dzięki zwierzętom modelowym.
Choć wyrażenie „zwierzę modelowe” brzmi dziwacznie w zestawieniu z językiem, już od dłuższego czasu w wielu laboratoriach na świecie prowadzi się eksperymenty na zwierzętach, których wokalizacje pod wieloma względami przypominają język – na ptakach z rzędu wróblowych. Śpiew ptasi nie jest rzecz jasna tak złożony jak nasza mowa i nie jest w stanie przekazywać złożonych znaczeń, jest jednak, podobnie jak język, wyuczony – małe ptaszki (przede wszystkim samce) uczą się od dorosłych osobników [4].
Proces ten, podobnie jak u ludzi, ograniczony jest tzw. okresami sensytywnymi, czyli wąskimi ramami czasowymi, w których zachodzi najskuteczniej. Ptaki mogą wyuczyć się śpiewu tylko przez kilkanaście tygodni po wykluciu – podobnie jest u ludzi. Jeśli dziecka nie nauczy się mowy w pierwszych latach życia, jego zdolności językowe będą dramatycznie upośledzone, jak w przypadku dzieci, które wychowały się w izolacji.  U ptaków piosenkę, która wykształca się w izolacji, nazywa się pieśnią izolacyjną.

Pieśń jest generowana przez zestaw tzw. jąder wokalnych, wyspecjalizowanych struktur, znajdujących się w ptasim przodomózgowiu. Tworzą one dwa tzw. szlaki – szlak tylny, który związany jest przede wszystkim z generowaniem sekwencji śpiewu, i szlak przedni, który odpowiada za uczenie się pieśni i nanoszenie poprawek na śpiewaną wokalizację tak, by była ona bliższa zapamiętanej piosence dorosłego osobnika. Choć mózgi ptaków są zorganizowane w sposób znacznie odbiegający od konstrukcji mózgów ssaków (w tym ludzi) – ich przodomózgowie nie ma budowy warstwowej, jak nasza kora, lecz budowę jądrową – uważa się, że połączenia między jądrami wokalnymi przypominają połączenia między obszarami odpowiedzialnymi za ludzką mowę. U ptaków istnieje np. bezpośrednie połączenie między jądrem ruchowym (nazywanym HVC) a krtanią dolną, ptasim aparatem głosowym; podobne połączenie – między korą ruchową a krtanią – występuje u ludzi. [5] Co ciekawe, nie stwierdzono go u zwierząt nie uczących się swoich wokalizacji, w tym np. u kur.

Choć badania nad ptakami stanowią bardzo różnorodną dziedzinę, dla nas szczególnie interesujący będzie jeden eksperyment, przeprowadzony przez Olgę Feher [6]. Chciała ona sprawdzić, czy ptaki trzymane w izolacji, które nie nauczyły się normalnego śpiewu, są w stanie – po kilku pokoleniach – „odzyskać mowę”, czyli odtworzyć na nowo piosenkę typową dla ich gatunku.
Użyła do tego celu zeberek, najbardziej popularnych ptaków modelowych. Małe ptaszki były po wykluciu hodowane z dala od samców, od których mogłyby nauczyć się wokalizacji. Gdy osiągnęły dorosłość i wykształciły jedynie bardzo upośledzoną, skrzekliwą piosenkę izolacyjną, umieszczano w ich klatce młodego osobnika, który nie miał jeszcze okazji nauczyć się śpiewu. Zeberka izolowana stawała się zatem nauczycielem dla drugiej; gdy młody nauczył się jej śpiewu, był zabierany z klatki i umieszczany razem z kolejnym pisklakiem. I tak przez kilka „pokoleń”.
Wynik badania był zadziwiający. Okazało się, piosenka trzeciego lub czwartego z kolei ptaka przypominała piosenkę zwykłej zeberki.

Proces ten przypomina zatem to, co zdarzyło się w Nikaragui: system komunikacji, który początkowo był chaotyczny, zyskał strukturę niejako typową dla gatunku na drodze międzypokoleniowej transmisji.
Nie wiemy na razie, czy podobieństwo między tymi zjawiskami jest wyłącznie powierzchowne, czy też stoją za nim wspólne (homologiczne) mechanizmy. Jeśli jednak mają ze sobą coś wspólnego, ptaki mogą powiedzieć nam coś o ich neuronalnych (lub, szerzej, fizjologicznych) podstawach. Na razie badania te nie są zaawansowane – autorka stawia jednak kilka hipotez dotyczących otrzymanego wyniku. Uważa, że mogły stać za tym pewne wrodzone mechanizmy, ukierunkowujące śpiew w stronę formy typowej dla danego gatunku. Słowo „wrodzony” jest jednak w tym przypadku tak naprawdę zamiennikiem dla słowa „nie mam pojęcia, jaki”. Przed badaczami otwiera się zatem całe pole do badań – można sprawdzić, jak funkcjonuje mózg (i krtań) ptaków w każdym „pokoleniu” w trakcie śpiewu i jego nauki; można też próbować różnych manipulacji eksperymentalnych – np. wyłączając tymczasowo różne obszary mózgu aby sprawdzić, czy zmieni to w jakiś sposób przebieg tego ciekawego procesu.

Day, ut ia pobrusa, a ty poczywaj       

Jak zatem widzimy, nie jesteśmy skazani wyłącznie na analizę starodawnych tekstów. Badania rozwijających się spontanicznie systemów komunikacji, eksperymenty na ludziach i ptakach są w stanie powiedzieć nam coś o ewolucji kulturowej języka bez konieczności trzymania dzieci w zupełnej izolacji i dokładnej ich obserwacji; nie da się jednak ukryć, że wszystkie te podejścia mają liczne wady. Po pierwsze, język migowy, mimo wielu podobieństw do języka mówionego, różni się od niego pod wieloma względami. Po drugie, opisywane eksperymenty są jednak sytuacjami dość sztucznymi, a udział w nich biorą osoby znające już jakiś język i wiedzące, jak taki system wygląda i wyglądać powinien. Trafniejsze pod tym względem są badania na ptakach, śpiew jednak jest wokalizacją o zupełnie odmiennej strukturze i funkcji.
Nie dowiemy się zapewne nigdy do końca, jak wyglądał najbardziej pierwotny język i jak zmieniał się, dając obecną niezwykłą różnorodność dialektów. Ale czy w nauce chodzi o to, żeby coś wiedzieć do końca?

Opracował: Mateusz Kostecki

Literatura:

  1. Senghas, A., Kita, S., & Ozyürek, A. (2004). Children creating core properties of language: evidence from an emerging sign language in Nicaragua. Science (New York, N.Y.), 305(5691), 1779–82. doi:10.1126/science.1100199
  2. Scott-Phillips, T. C., & Kirby, S. (2010). Language evolution in the laboratory. Trends in Cognitive Sciences, 14(9), 411–7. doi:10.1016/j.tics.2010.06.006
  3. Fay, N., & Ellison, T. M. (2013). The cultural evolution of human communication systems in different sized populations: usability trumps learnability. PloS One, 8(8), e71781. doi:10.1371/journal.pone.0071781
  4. Bolhuis, J. J., Okanoya, K., & Scharff, C. (2010). Twitter evolution: converging mechanisms in birdsong and human speech. Nature Reviews. Neuroscience, 11(11), 747–59. doi:10.1038/nrn2931
  5. Jarvis, E. D. (2007). Neural systems for vocal learning in birds and humans : a synopsis, Journal of ornithology, 148(1):35-44. 148. doi:10.1007/s10336-007-0243-0
  6. Fehér, O., Wang, H., Saar, S., Mitra, P. P., & Tchernichovski, O. (2009). De novo establishment of wild-type song culture in the zebra finch. Nature, 459(7246), 564–8. doi:10.1038/nature07994

 

Depresja młodzieńcza jest poważnym problemem zdrowotnym i społecznym, gdyż w pewnym momencie życia dotyka nawet 20% nastolatk... czytaj więcej
Komunikacja słowna składa się z dwóch nierozerwalnie ze sobą połączonych procesów – mówienia, czyli tworzenia komunikatu oraz... czytaj więcej
...czyli o efekcie ćwiczeń fizycznych na metabolizm mózgowy i objętość istoty szarej u starszych dorosłych  Liczne wnioski pł... czytaj więcej
Popularność różnego rodzaju treningów poznawczych stale wzrasta. Za ich powodzeniem stoi przekonanie, że ‘brain fitness’ real... czytaj więcej