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        犬類腦研究的新發(fā)現(xiàn)

        2017-11-10 05:39:02編譯
        世界科學(xué) 2017年11期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)研究

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        犬類腦研究的新發(fā)現(xiàn)

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        53歲的格雷戈瑞·伯恩斯(Gregory Berns)是亞特蘭大埃默里大學(xué)的一位神經(jīng)科學(xué)家,他每天掃描狗的大腦,試圖弄明白它們?cè)谙胄┦裁?。伯恩斯的新書《生而為狗》(What It’s Like to Be a Dog)詳細(xì)描述了這項(xiàng)研究。

        研究發(fā)現(xiàn)中有一點(diǎn)非常重要:你的狗可能真的是因?yàn)槟氵@個(gè)人而愛你,而不是因?yàn)槟愕氖澄铩?/p>

        為此,《紐約時(shí)報(bào)》記者在伯恩斯訪問紐約期間采訪了他,之后又和他通電話進(jìn)行了訪談。

        問:您的犬類相關(guān)研究是怎么開始的呢?

        答:真正讓我開始這項(xiàng)研究的是那次擊斃本·拉登的行動(dòng)。我在新聞里看到了行動(dòng)中的一瞬間,一條名叫開羅(Cairo)的狗同海豹突擊隊(duì)隊(duì)員一同跳出了直升機(jī)。

        這一新聞報(bào)道給了我靈感。直升機(jī)的噪音相當(dāng)大,而狗又有極其靈敏的聽覺。我想,如果軍隊(duì)能訓(xùn)練狗登上吵鬧的直升機(jī),那么就有可能讓它們待在同樣吵鬧的核磁共振(MRI)機(jī)器中。

        問:為什么您會(huì)有這樣的想法呢?

        答:我是為了弄清狗是如何思考、感受的。一年前,我最愛的哈巴狗牛頓(Newton)死了。我經(jīng)常想念它,我想它是不是愛我,它對(duì)我的感情又是否僅僅因?yàn)槲姨峁┑氖澄锬兀?/p>

        作為一名神經(jīng)科學(xué)家,我明白MRI研究可以幫助我們理解人類大腦的哪一部分與處理情緒過程相關(guān)。也許MRI測試對(duì)狗也有類似的作用。狗腦是否和人腦一樣有相似的功能呢?

        這類測試的巨大困難在于要讓狗在MRI機(jī)器中保持靜止并待上足夠的時(shí)間,才能獲得有用的圖像。

        問:那您是如何解決這個(gè)問題的呢?

        答:我和一位亞特蘭大的馴犬師馬克·斯皮瓦克(Mark Spivak)合作,試著想出讓狗進(jìn)入MRI機(jī)器的方法。

        我在地下室中建造了一個(gè)MRI模擬裝置。我們讓家庭小獵犬考利(Callie)代替牛頓進(jìn)入MRI機(jī)器,讓她習(xí)慣噪音,教她爬上機(jī)器的階梯,讓她靠著頭枕并保持越來越長的時(shí)間。

        我們之后把她掌握了的技能結(jié)合起來,為她進(jìn)入真正的MRI做好準(zhǔn)備。這些一共花了她大約3個(gè)月時(shí)間,每天練習(xí)。在完善了這一訓(xùn)練體系后,我們就向當(dāng)?shù)仞B(yǎng)狗的人募集研究的志愿者。

        從2012年起,我們訓(xùn)練并掃描了總計(jì)約90條狗。我們遵守對(duì)狗不強(qiáng)行控制或使用藥物麻醉的規(guī)則。如果實(shí)驗(yàn)中狗起身想離開MRI機(jī)器,它也是完全自由的。研究中不存在任何一點(diǎn)強(qiáng)迫性質(zhì)。

        問:那么這項(xiàng)測試實(shí)際上是怎樣的呢?

        答:總的來說,這項(xiàng)測試同神經(jīng)科學(xué)家對(duì)人做的那些實(shí)驗(yàn)很相似。比如說,我們訓(xùn)練狗進(jìn)行“go/no go”測試。這項(xiàng)測試與著名的測試人延遲享樂能力的“棉花糖實(shí)驗(yàn)”很像。

        那么怎么對(duì)狗做這個(gè)測試呢,我們訓(xùn)練它們:當(dāng)聽到哨聲時(shí),就用鼻尖戳目標(biāo),這是“go”的狀態(tài)。接著我們教它們:看到用雙臂交叉的姿勢(shì)意味著不動(dòng),是“no go”的狀態(tài)。當(dāng)它們看到雙臂交叉并聽到哨音時(shí),還是意味著“no go”。

        我們?cè)趻呙柚邪l(fā)現(xiàn),“no go”狀態(tài)下狗的一部分前額葉變得活躍起來。活躍程度越高的狗,更能夠遵守指令。這與人類的棉花糖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是相同的。

        我覺得這一點(diǎn)之前從未在非靈長類動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。這說明狗與人在處理類似任務(wù)時(shí),會(huì)運(yùn)用相同部分的腦。

        問:與食物相比,狗更愛我們,對(duì)這一點(diǎn)您又是如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的呢?

        答:我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中某個(gè)時(shí)刻給了狗一個(gè)漢堡,另一個(gè)時(shí)刻表揚(yáng)了它。我們比較這兩個(gè)時(shí)刻的反應(yīng),通過觀察腦中受激勵(lì)部分的活躍程度,我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)狗對(duì)表揚(yáng)和食物的反應(yīng)是一樣的。

        實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到現(xiàn)在,大約有20%的狗對(duì)表揚(yáng)有更強(qiáng)的反應(yīng)。從中我們總結(jié),大多數(shù)的狗對(duì)我們的愛至少與對(duì)食物的愛是程度相同的。

        同時(shí),我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中給狗看物體和人的圖片,發(fā)現(xiàn)它們的腦中有專門處理人臉的部分,因此可以說,狗在生理基礎(chǔ)上有處理人臉的能力的。

        這意味著狗并不是為了同我們生活在一起而學(xué)會(huì)識(shí)別人臉,它們是生來就有辨別人臉的能力的,這一點(diǎn)之前是不為人知的。

        問:您的研究是否有實(shí)用價(jià)值呢?

        答:這項(xiàng)研究對(duì)訓(xùn)練服務(wù)犬有用。

        我們和“忠犬相伴,獨(dú)立生活”(CCI)組織進(jìn)行了兩年的合作,研究那些將成為服務(wù)犬的小狗。由于服務(wù)犬需要強(qiáng)度極大的訓(xùn)練才能勝任未來的工作,它們大多需要花費(fèi)20 000~60 000美元。

        盡管這些小狗是為了成為服務(wù)犬而繁殖養(yǎng)育的,還是會(huì)有很大一部分最終并不能勝任這項(xiàng)工作而被淘汰。CCI希望我們可以鑒別哪些小狗有勝任的可能。

        我們對(duì)小狗進(jìn)行了掃描,并對(duì)它們進(jìn)行追蹤調(diào)查。我們發(fā)現(xiàn):未來最有可能成為服務(wù)犬的那些小狗的腦部尾狀核更活躍,腦中大部分的多巴胺受體位于這一區(qū)域。同時(shí),它們?cè)谛尤屎藚^(qū)域的活躍程度更低,這一部分與恐懼和焦慮有關(guān)。

        問:您還對(duì)海獅進(jìn)行過腦部掃描,這對(duì)您有什么啟發(fā)?

        伯恩斯博士幫助混種獵犬禪(Zen)進(jìn)入機(jī)器中進(jìn)行掃描

        答:近幾年,空前數(shù)量的海獅被沖上加利福尼亞海灘,它們有癲癇發(fā)作,并且不能正常行動(dòng)。

        同其他研究者一起,我們掃描了這些擱淺動(dòng)物的腦部,希望查明受損的部分,結(jié)果顯示是海馬體受損。若海馬體受損發(fā)生在人類身上,就會(huì)導(dǎo)致顳葉性癲癇。

        海獅的研究告訴我,動(dòng)物中意識(shí)障礙的發(fā)作情況看起來與人類的意識(shí)障礙非常相似。事實(shí)上,這么多的研究都在讓我相信:我們和動(dòng)物多么相似。

        當(dāng)然,要想知道動(dòng)物們?cè)谙胧裁催€是很困難的,畢竟他們不會(huì)說我們的語言。但當(dāng)你研究它們的腦,你會(huì)發(fā)現(xiàn)人腦與動(dòng)物腦對(duì)問題的處理有多像。你會(huì)發(fā)現(xiàn):動(dòng)物絕不僅僅是個(gè)物體。

        問:那么這些發(fā)現(xiàn)有什么治理上的意義呢?

        答:可能對(duì)于動(dòng)物收容所中的動(dòng)物有用。我們也許能用研究結(jié)論幫助解決收容所中有攻擊性行為的狗帶來的問題。如果我們能明白它們腦中發(fā)生了什么,就不用再對(duì)它們執(zhí)行安樂死,而是可以找到更好的方法。

        這項(xiàng)研究對(duì)我個(gè)人而言的重點(diǎn)是“我們應(yīng)該如何對(duì)待動(dòng)物”這一嚴(yán)肅的問題。想想我們?nèi)绾卧诖笮凸I(yè)中心中放牧動(dòng)物,它們一生都被限制其中,最終死于宰殺。

        如果動(dòng)物明白它們正遭受厄運(yùn)——我想它們一定明白——我們就應(yīng)該重新考慮如何對(duì)待它們。

        就我個(gè)人而言,從上大學(xué)以來就是一個(gè)不太嚴(yán)格的素食主義者。這項(xiàng)研究相當(dāng)清楚地告訴我們:動(dòng)物很大程度上和我們?nèi)祟愐粯樱怯星楦械?。這讓我決心做一個(gè)更嚴(yán)格的素食主義者。希望能夠做到。

        這只澳大利亞牧羊犬威爾(Wil)即將在核磁共振機(jī)器中接受大腦掃描,這是伯恩斯博士實(shí)驗(yàn)研究的一部分。威爾的頭部被醫(yī)用紗布包裹,以固定消除噪音的耳塞

        [資料來源:The New York Times][責(zé)任編輯:彥 隱]

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