乌鸦比猴子更能掌握递归模式

在识别某些类型模式的认知测试中,乌鸦的表现优于猴子。

科学家最近发现,乌鸦能够掌握一种称为递归的复杂认知原理。 (图片来源:R.A.Chalmers Photography/Alamy Stock Photo)
科学家最近发现,乌鸦能够掌握一种称为递归的复杂认知原理。 (图片来源:R.A.Chalmers Photography/Alamy Stock Photo)

乌鸦是出了名的聪明——鸣禽可以使用工具,理解零的概念并遵循基本的类比。现在,一项新的研究表明,他们对一个复杂的认知原理的掌握尤其优于猴子,并且可以与小孩子相媲美。

研究人员发现,乌鸦可以区分埋藏在更大序列中的成对元素,这是一种称为递归的认知能力。考虑一下这句话:“狗追的猫喵喵叫。”尽管这句话无疑是一个语法噩梦,但大多数成年人很快就会明白猫在喵喵叫,狗在追猫。这种在句子或任何序列中将“猫”与“喵”、“狗”与“追逐”等元素配对的能力曾被认为是人类独有的特征。

然而,这项新研究表明,乌鸦也可以做到这一点。这项最新研究建立在先前的工作之上,该工作证明了猴子之间存在递归推理。 “人类交流认知最显着的特征之一可能并不是人类特有的,”主要作者、德国蒂宾根大学博士后候选人 Diana A. Liao 在一封电子邮件中说。

语法并不是唯一发生递归的地方。我们的耳朵可以区分较大片段中的乐句,我们的大脑可以抛开嵌入括号之间的数学表达式。事实上,2020 年发表在《科学进展》杂志上的一项研究表明,即使没有正式的阅读和数学背景,人们也可以遵循递归模式。在该研究中,来自孤立的亚马逊部落的人们确定了递归模式,以及生活在美国的成年人。非人类灵长类动物也表现出理解递归的能力。同一项研究发现,恒河猴 (Macaca mulatta) 在区分成对元素(如开括号和闭括号)与一大堆符号时,仅略逊于幼儿。

这项新研究于 11 月 2 日发表在《科学进展》上,以这项工作为基础,将研究结果扩展到灵长类动物之外。威斯康星大学麦迪逊分校心理学系助理教授、2020 年论文的主要作者斯蒂芬·费里尼奥(Stephen Ferrigno)说:“这项研究设计和执行都很好,结果清晰且令人信服。” . Ferrigno 没有参与这项新研究。

Liao 和她的同事首先教两只乌鸦(Corvus corone)识别符号 { }、[ ] 和 < >,只有当鸟儿按照中心嵌入递归序列的顺序啄食时,才会奖励它们,例如 { ( ) } 或者 ( { } )。鸟儿花了大约一周的时间学会按顺序啄符号,然后乌鸦参加期末考试:它们还没有见过的类似符号串,例如 { } [ ]。面对这样的测试的人类、幼儿和猴子通常会理解,如果 { ( ) } 是正确的,那么 { [ ] } 或 [ { } ] 也是正确的。

至于乌鸦,它们不仅在此类测试中的表现与学龄前儿童通常一样好,而且还优于猴子。在 2020 年的研究中,成年人在 60% 到 90% 的时间内选择了中心嵌入结构;儿童有 43% 的时间这样做;和猴子,26%的时间。在这项新研究中,乌鸦在大约 40% 的时间里选择了中心嵌入结构。

这一结果表明,识别递归序列的能力,通常被认为是语言的定义特征,可能最初是为了其他目的而进化的。 “非语言动物——猴子和乌鸦——可以代表这些复杂序列的发现表明,这种能力可能已经在语言领域之外进化了,”费里尼奥说。

递归逻辑也可能是通信的关键组成部分,即使对于乌鸦也是如此。 “如果鸦雀能够理解并产生递归结构,它们也可以用它来进行声音交流和管理它们错综复杂的社会关系,”廖说。

与此同时,从神经生物学的角度来看,这些发现为非哺乳动物大脑如何执行认知壮举的问题打开了大门,这些认知壮举曾经被认为超出了缺乏六层新皮层的动物的范围。 “我们的研究结果表明,某些大脑结构,例如灵长类动物的分层皮层,对于支持递归理解并不是必需的,”廖说。 “对这种能力背后的神经回路的进一步研究将是令人着迷的。”

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