貓如何發出「呼嚕聲」？新研究指無需大腦神經訊號

當家貓感到舒適愉快時，就會發出低沉的呼嚕聲 (purr) ，但原來人類一直都不知道牠們如何製造這些聲音。最新刊於《當代生物學》的研究指，家貓的聲帶內嵌有一種「軟墊」，增加了一層額外的脂肪組織，使牠們能夠以低頻振動發出呼嚕聲。 更重要的是，家貓似乎不需要大腦的任何神經訊號，就可以在喉部產生這種咕嚕聲。

家貓體型較小，大多數重約 4.5 公斤，學界一直對家貓如何發出與低頻（通常在 20 至 30Hz 之間）的咕嚕聲感到困惑。因為這種頻率通常只在體型大得多的動物中觀察到，例如聲帶更長的大象。

另一方面，大多數哺乳類包括其他貓類動物要發出「喵喵」或「嘶嘶」等的聲音，都是以類似的方式產生的：即有來自大腦的神經訊號導致兩條聲帶擠壓在一起，再透過喉部的氣流導致聲帶每秒數百次互相碰撞產生聲音。這個過程是一種被動現象，因為一旦聲帶開始振動，就不需要進一步的神經訊號來維持其振動。

但在 1970 年代，有學者提出咕嚕聲與上述的被動現象不同，屬主動肌肉收縮。該假說認為，家貓為了發出咕嚕聲，每秒鐘大約主動收縮、放鬆喉部肌肉30次。這個假說是基於對貓發出呼嚕聲的喉部肌肉電活動的測量。這說法其後亦成為了貓發出呼嚕聲的主流常見解釋。

是次的研究則對此假說提出挑戰。為了進行研究，團隊切除了八隻因絕症而需安樂死家貓的喉部；研究亦在主人完全同意的情況下進行。團隊將聲帶貼在一起，並揼入溫暖、濕潤的空氣。 透過這種方式隔離喉部，團隊保證到產生的任何聲音，都是在無肌肉收縮或來自大腦的任何神經訊號下發生的。

該團隊能夠沒有任何主動神經控制的情況下，令所有喉部產生頻率在 25 至 30Hz 之間的咕嚕聲，換言之家貓不一定需要主動肌肉收縮才可發出該些聲音。

當團隊更仔細地觀察了解剖結構，發現聲帶中有一些異常纖維組織。過去，已有解剖學家注意到這些組織，但無人知道其實際功能。團隊相信這些「軟墊」可能會增加聲帶的密度，使聲帶振動更慢，從而發出低頻聲音。換言之，咕嚕聲就「喵喵」或「嘶嘶」等聲音一樣，是種被動現象，在貓的大腦提供咕嚕聲的初始訊號後會自動發生。

然而，曾做過相關研究的杜蘭大學生物力學工程師 David Rice 並不完全相信該研究的說法。他指出，不能保證活貓的聲帶與研究中經手術切除的聲帶表現相同。他形容，僅觀察切除的喉部類似於從管樂器上取下吹嘴，並單獨分析其聲音。

來源：

Science, How do cats purr? New finding challenges long-held assumptions

報告：
Herbet, C.T., Prigge, T., Garcia, M. & et al. (2023). Domestic cat larynges can produce purring frequencies without neural input. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2023.09.014

文／AC