想象一只会说话的鸡，或是一只声音可与最动听的鸣禽相媲美的鸽子。
诚然，这个世界或许并不需要喜欢闲聊的鸡或突然开唱的鸽子。但为何某些鸟类能够创造丰富的鸣叫曲目，而其他鸟类却不能，这一直是神经生物学家埃里希·D·贾维斯博士长期研究的焦点。
"声音学习，如同口语本身一样，是一种罕见的特征，"贾维斯博士说。他负责纽约洛克菲勒大学的语言神经遗传学实验室。
他研究能够发声的少数物种，主要关注鸟类和小鼠，并一直希望通过对动物进行基因工程改造，使其能够以新的方式发声。将经过改造的基因引入不会发声的鸟类或小鼠大脑中，可能创造出这种能力，并为言语的起源提供新的线索。这也可能有一天帮助找到治疗言语问题或脑部疾病的方法。
60岁的贾维斯博士并未从神经工程学开始他的职业生涯。他曾经希望成为一名职业舞者，在曼哈顿著名的表演艺术高中表演芭蕾舞，随后在阿尔文·艾利舞蹈学校学习。当他开始思考大脑如何创造舞蹈动作时，他还是威彻斯特芭蕾舞团的成员。
他在洛克菲勒大学的导师是费尔南多·诺特博姆，这位研究人员在20世纪80年代初发现鸣禽大脑每年春天都会产生新的神经元，使它们能够鸣叫。这种对神经发生的革命性理解进一步揭示了所有大脑（包括人类大脑）终其一生都会生长新的神经元。在此之前，人们一直认为人出生时神经元数量是固定的，这是科学界的信条。
从2002年到2005年，贾维斯博士帮助领导了鸟类大脑命名联盟，这是一个重新命名鸟类大脑区域的项目，以展示其相当复杂的结构。这项研究削弱了"鸟脑"一词作为贬义词的使用。
同年，他获得了艾伦·T·沃特曼奖，三年后他又获得了美国国立卫生研究院主任先锋奖。
贾维斯博士理解鸟鸣的努力引导他参与了其他项目，包括与高质量基因组组装相关的工作——这些图谱使研究人员能够识别与不同特征相关的基因。因此，他被任命为脊椎动物基因组项目主席，这是一个对70,000种脊椎动物物种进行基因组测序的全球性努力。
该项目涉及建立基因组方舟，一个用于研究和保护的参考数据库，特别是针对濒危物种。该项目的第一阶段测序工作涉及260个物种，目前已接近完成。贾维斯博士还在努力对约10,500种鸟类物种的基因组进行测序。
解析声音学习的最小组成部分是这项工作的一部分。贾维斯博士和洛克菲勒大学的另一位研究人员罗伯特·B·达内尔在2025年2月宣布，他们发现单个基因中的一种氨基酸可能促成了复杂人类语言的进化。
达内尔博士说，将经过改造的基因植入小鼠"改变了小鼠彼此交流的方式"。"幼鼠以不同的方式呼唤母亲，而想要吸引雌性进行交配的雄鼠则尝试用改变的发声来吸引她的注意。"
哺乳动物和鸟类的大脑在3.2亿多年前发生分化之前，源自同一个大脑源头。从那时起，它们走上了不同的进化道路，现在看起来非常不同：人类大脑的结构被比作层蛋糕，而鸟类大脑则类似于水果蛋糕。但某些区域却惊人地相似，包括声音学习机制所在的区域。独立获得相似特征的过程被称为趋同进化。
贾维斯博士说："如果我们研究这种趋同并找到相似之处，就意味着我们可以通过研究这些鸟类来理解人类言语。"
贾维斯博士实验室的博士后研究员马特·比格勒列出了一些需要解答的问题："言语的起源是什么？它是如何进化的？为什么会进化？以及使其发生的机制是什么？"
为此，贾维斯博士及其同事还成功在小鼠中设计了一条新的声音通路，正如实验室发表的一篇论文所记录的那样。他说："我们已经能够改变小鼠大脑中该基因的表达模式，使其更像人类和鸣禽。这些小鼠发出更多样化的叫声变化。"
贾维斯博士实验室的博士后研究员马特·达文波特说："目标是能够将这种能力转移到原本不具备它的物种身上。这开启了一个勇敢的新世界，在这个世界里，高级特征是可以被工程化的。它为我们提供了关于交流障碍、自闭症和口吃的新见解。"
在人工饲养条件下，橙色和灰色的斑胸草雀是此类研究的首选鸟类物种，因为它们的神经网络与人类的惊人相似。但实验室也研究了野生鸟类的大脑。贾维斯博士过去常常用糖水将蜂鸟引诱到喂食器旁。他说："它们会找到食物来源，然后在清晨作为晨鸣的一部分，在喂食器旁歌唱"来宣示自己的领地。
歌声会激活一种信使分子。如果大脑被迅速取出并在半小时内进行检查，贾维斯博士就能追踪到产生歌声的化学物质。
他表示，更好地理解声音学习回路具有重要意义，并补充说牺牲一些鸟类是值得的。
贾维斯博士说："如果我们能在鸟类身上弄清楚这一点，我们就能弄清楚如何类似地修复人类中因中风和创伤而受损的回路。"或许有可能从这些发现中推断，帮助发现新的药物，帮助中风后的人恢复言语能力，或者说，可能导致口吃的治愈——口吃是一种也存在于某些鸟类中的脑部疾病。
他说："我可能无法在我有生之年完成这项工作，但我将尝试。"
在此过程中，贾维斯博士还做出了其他观察，可能是从他多年研究舞蹈中得出的。
他说："只有能够学习声音的物种才能学会随着音乐节拍跳舞。学习模仿声音和学习跳舞之间存在关系。"
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