研究人員追蹤了一隻鳥的聲道肌肉收縮，重建了它在睡夢中默默唱出的歌聲。由此獲得的音頻是一種非常特殊的叫聲，這讓研究團隊得以弄清楚這隻鳥的夢境。當鳥類在睡眠時，其大腦中專門用於白天歌唱的部分仍然處於活躍狀態，並顯示出與清醒時相似的模式。布宜諾斯艾利斯大學（UBA）的研究人員此前曾證實，這些大腦模式可以激活鳥類的發聲肌肉，使它們能夠在睡眠中無聲地”重播”一首歌曲。

但是，直到現在，人們還無法繪製出這種夜間活動是如何被處理的。在他們的新研究中，巴西利亞大學的研究人員將鳥類做夢時的發聲肌肉運動變成了合成歌曲。

研究鳥鳴背後物理機制的專家、該研究的通訊作者加布里埃爾-明德林（Gabriel Mindlin）說：”夢是我們生存中最親密、最難以捉摸的部分之一。知道我們與如此遙遠的物種分享這一點非常令人感動。

鳥類的聲音是由一個只有它們才擁有的獨特器官–耳咽管發出的。耳咽管位於氣管的底部，空氣通過時會引起部分或全部管壁振動，而周圍的氣囊就像一個共鳴腔。聲音的高低取決於周圍肌肉對耳咽管和氣道施加的張力。

研究人員選擇了大基斯卡迪鳥進行研究，因為這是他們以前研究中使用過的物種。大基斯卡迪鳥常見於中美洲和南美洲，這種喧鬧、好鬥的鳥以其三音節的叫聲而聞名–事實上，它的”kis-ka-dee”聲就是它名字的由來。在捍衛自己的領地時，大基斯卡迪會發出獨特的發聲模式–由短音節組成的”顫音”，並伴有豎起頭頂羽毛的動作。

睡眠時所記錄的顫音肌電圖活動和動態模型產生的合成聲音

研究人員在鳥體內植入客製化的肌電圖（EMG）電極，以測量腹側斜肌的肌肉反應和電活動，腹側斜肌是產生基斯卡迪鳥鳴聲的最主要肌肉。當鳥兒清醒和睡眠時，同時記錄肌電圖和鳥鳴音頻。我們利用現有的基斯卡迪鳥聲音產生機制的動力系統模型，將訊息轉化為合成歌曲。基本而言，動態系統模型將聲音在耳咽管中產生時的情況分解為一系列數學公式。

「在過去的20 年裡，我一直在研究鳥鳴的物理學原理以及如何將肌肉訊息轉化為歌聲，」米德林說。 “透過這種方式，我們可以將肌肉活動模式作為鳥鳴產生模型的隨時間變化的參數，並合成相應的歌聲”。

透過分析睡眠時的肌肉活動，發現了與基斯卡德鴉白天爭奪領地時發出的顫音相對應的活動模式。有趣的是，”夢中顫音”與頭部羽毛的揚起有關，這與白天的情況相同。研究人員根據收集到的數據合成了其中一種顫音。

鳥的夢聽起來是什麼樣子？米德林說：”想像那隻孤獨的鳥兒在夢中重現領土爭端，我感到非常同情。我們與其他物種的共同點比我們通常認識到的要多得多。”

研究人員說，他們的研究為”觀察鳥類大腦提供了一個獨特的窗口”，利用動態生物力學模型將信號轉化為行為的方法可以推廣到其他物種。換句話說，在這項工作中，我們展示瞭如何利用物理模型來傾聽鳥兒在做什麼夢。

這項研究發表在《混沌》雜誌。