科学家让3000年前的木乃伊开口说话

最近发表在《科学报告》上的一项研究终于从一件人类遗物中制造出了一点噪音:噪音的主人是有着3000多年历史的木乃伊——奈斯亚蒙。

资料来源:利兹博物馆和美术馆

恐龙听起来像什么？尼安德特人发声的特点是什么？长期以来，科学家们一直试图利用化石证据、基因分析和计算机建模来寻找答案。在3D打印和人体扫描技术的帮助下，最近发表在《科学报告》上的一项研究终于从一件人类遗物中发出了一点声音:声音的主人是有着3000多年历史的木乃伊——奈斯亚蒙。

作者索菲·布什维克

翻译，罗广珍

编辑杨新洲

几个世纪以来，研究人员一直在研究人类声道的形状。从喉咙(声带)到口腔和鼻腔，这项研究的目的是了解这些部分如何影响声音。近几十年来，随着核磁共振成像和计算机断层扫描等医学成像技术的出现，科学家们可以在人们说话、唱歌甚至表演披头士的时候探测到声道的工作状态。

此外，研究人员可以利用扫描结果来建立各部分的数据模型，并打印出3D副本，这有助于更好地理解声音产生的生理基础。“长期以来，科学家们一直试图通过物理模型来理解语言，”阿尔伯塔大学传播科学和障碍研究员丹尼尔·阿尔托说。

现在在伦敦大学皇家霍洛韦学院工作的大卫·大卫·霍华德在2013年向外界展示了一个自制的“声道器官”模型。这个模型是用3D打印技术制作的喉咙的复制品，可以发出一些元音音节。这个模型引起了约克大学考古学家约翰·施菲尔德的注意，他后来提到，“我坐在那里思考，如果口腔的重要软组织完好无损，古代人体是否可以利用这项技术恢复古人的声音。”

当然，大多数身体的软组织在死后会迅速腐烂。然而，如果尸体被制成木乃伊，这些结构可以完整保存几千年。拉姆西斯·Xi·Xi领导下的卡纳克神庙的抄写员兼牧师内阿纳埃蒙就是一例，他于3000多年前去世，享年55岁。研究人员从1824年开始研究木乃伊，当时他周围的布带首次解开。

它目前存放在英国利兹市博物馆，霍华德和斯科菲尔德在那里组织了一个小组，用CT扫描检查奈西蒙的喉咙。研究人员发现其中有足够的软组织来测量从喉咙到嘴唇的气道大小。计算机断层扫描检查还可以让研究人员在电脑上重建尼森的声道模型，这样以后就可以通过3D打印进行复制。

研究人员正在对木乃伊的喉咙进行CT扫描。资料来源:利兹博物馆和美术馆

在打印之前，研究小组还需要给数据模型添加一些细节，以确保打印出来的副本听起来流畅。例如，霍华德说，“在喉的末端增加一个连接到扬声器的耦合圆柱体可以输出喉的声音”，这在今天的语音合成系统中是常见的做法。

一般来说，当一个人呼气时，通过气管的气流将导致声带或褶皱振动产生声音，然后声音将在声道中被改变。在霍华德的装置中，扬声器既是人的肺，又是人的声带，最后发出类似于典型成年男性的音调。当爆破音通过3D打印音轨时，它听起来像一个落在“床”的“E”和“坏”的“A”之间的元音。

那么，人工恢复的声音与尼克森的真实声音有多接近呢？奥尔托认为，“总的来说，我认为这是一个非常聪明的设计研究”。但他也补充道，“为什么人类的声音是可识别的，每个人的声音都是独一无二的，这不仅是因为声道的形状不同，还因为每个人使用自己的声音都不一样。”

因为这项研究使用的是机械的而不是真实的声带作为声源，所以它只能反映尼西蒙的声道形状，但不能完全再现他的声音。印刷的声音轨迹和原始的声音轨迹之间也有差距:研究人员指出，内西莫恩的舌头显示出萎缩的迹象，他的软腭也找不到。“因为数据不完整，许多地方只能由研究者自己来推断，”南加州大学的工程和音韵学科学家施里坎思·纳拉亚南说。

“在这方面，木乃伊的声音只有一部分是基于真实数据。”此外，人们可以通过调节声道来模仿任何声音。所以当尼西蒙压下他的喉咙时，他的声音应该和我们现在听到的相似。

研究人员认为，尽管不可能完美地模拟已故者的声音，但这种方法可以帮助博物馆让历史更容易被公众接受。斯科菲尔德说:“游客只有在遇到历史时才能直观地感受到它。”。"有了声音，我们可以改变现状，让这次相遇更加立体."

R2也同意这一说法。他提到尼西亚蒙的喉音让我们从另一个角度来观察他的遗体。“这大大改善了这次访问的体验，”他说。他还认为，声道的3D印刷复制品除了能够更清楚地观察其形状之外，还有其他用途，例如帮助医生和患者避免在治疗期间可能导致永久性喉损伤的一些风险。

纳拉亚南认为，那些对人类发声感兴趣的人可以将木乃伊的声音与现代研究对象的声音进行比较——“现在来感受我们惊人的能力，”他说，“这是我们参与的最复杂的自愿行动之一。”

原始链接:

http://www . scientific American . com/article/3-d-printing-gives-voice-to-a-3-000-old-mum/

你想听3000年前木乃伊的声音吗？科学家们真的重建了它