据美国趣味科学网站近日报道,实验室鼠具有像人类一样的想象能力吗?一项新的研究认为,有。
霍华德·休斯医学研究所的研究显示,老鼠或许具备那种对于路线规划至关重要的想象力。
尽管我们想到想象力时脑海里涌现的是艺术创作,但是这种能力在日常任务方面也起着作用,比如确定我们在所处环境中的位置与方向。
人们不停地想象他们要到达的地方的路线,不论是日常上班通勤,还是前往一个陌生的地址。
这种想象力是受大脑中涉及学习与记忆的海马体控制的。弗吉尼亚州霍华德·休斯医学研究所珍妮莉娅研究园区的研究专家、论文并列第一作者赖崇希(音)告诉趣味科学网站:海马体受损的人难以进行情景想象,包括未来路径想象。直到现在,科学家无法确定其他动物是否具备这种想象力,比如老鼠。
在11月2日发表在《自然》杂志上的这篇论文中,研究人员利用虚拟现实和脑机接口展示了老鼠具备这种能力。
未参与这项研究的哥伦比亚大学朱克曼研究所神经科学家肯尼思·凯认为,研究结果会引起争议,因为它挑战了长期以来的假设:老鼠的思考能力仅限于眼前环境。
研究团队将电极植入实验室鼠大脑,监测它们的海马体活动;然后将它们置于一个周围是展示虚拟环境的360度的全屏区域,让它们处于虚拟现实世界。这些实验室鼠被放在一个转动的球形踏车上,这样它们就可以自由旋转,看到全景。
研究人员随后训练这些老鼠跑向一个虚拟门柱。球形踏车的运动更新着老鼠在虚拟环境中的位置。几轮之后,每只老鼠都会跑到随机位置的同一个门柱,老鼠探索了整个环境。
在虚拟环境的每一组坐标中,电极都探测到了海马体的具体活动模式。研究团队假设:如果老鼠想象它们沿着那些坐标的一条路线走,那么它们会重建那些模式,而不是运行这条路线。
因此,他们设置了一个游戏,老鼠只能思考朝着一个门柱移动;虚拟环境根据电极读数而不是球形踏车的运动跃入坐标。用2008年一部关于心灵传输的电影命名,这个“心灵传输者”游戏表明:老鼠规划了通往门柱的高效路线,没有绕道,而且不论它们的身体如何移动。
最后,研究人员测试了老鼠是否能够想象一个物体朝着门柱移动,而不是它们自己移动。
这个绰号“绝地武士”的游戏需要老鼠“使用外力”把一个虚拟盒子移向门柱。这些啮齿动物的成功表明:它们能够在自己不移动的情况下,利用心理地图思考导航一个物体穿过它们的环境。
赖崇希指出,科学家已经知道了对应人类和实验室鼠环境位置的海马体活动模式。“但是,(直到现在)才证明动物可以控制它。”
与人相似,实验室鼠只需数秒就能规划好路线,说明这种想象力在这些物种之间可能是相似的。凯说:“我在人类受试者身上能看到相同的实验,并产生类似的结果,它本身就具有潜在的相似性。”
资深学者阿尔伯特·李说,他希望探究实验室鼠是否能够想象在没有线索的情况下在一个环境中找到位置与方向,并探索大脑其他区域在想象(获得这种非常高级的认知功能的基本流程图像)期间如何与海马体交流。
(责编:赵珊)