最近，研究人員在德國馬克斯·普朗克動(dòng)物行為研究所對(duì)一只名為拉庫斯的雄性紅毛猩猩進(jìn)行了觀察。他們發(fā)現(xiàn)，拉庫斯能咀嚼黃藤，并將其汁液涂抹在臉部的開放性傷口上進(jìn)行自我治療。經(jīng)過一個(gè)多月的時(shí)間，傷口成功愈合，這使得拉庫斯成為全球知名的“智慧猩猩”?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，紅毛猩猩不僅會(huì)自己療傷，還能將這種技能傳承給下一代。

在認(rèn)可動(dòng)物具有思維和智慧的同時(shí)，科學(xué)家也致力于探索動(dòng)物的思維和智慧與人類之間的相似之處及差異。解答這些問題對(duì)于揭示生命科學(xué)的奧秘、解決哲學(xué)和心理學(xué)等領(lǐng)域的問題具有重要意義。

現(xiàn)在，我們不僅能憑觀察動(dòng)物行為來理解它們，還能借助現(xiàn)代科技，如腦機(jī)接口技術(shù)，直接探究動(dòng)物思維的產(chǎn)生和傳遞過程。

美國霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)利用腦機(jī)接口技術(shù)，對(duì)小鼠的思維過程進(jìn)行了觀察。研究人員認(rèn)為，小鼠和人類以及其他具有大腦神經(jīng)元的動(dòng)物，在思維過程中可能存在相似性，并試圖了解：當(dāng)小鼠的海馬體（與學(xué)習(xí)、記憶空間相關(guān)的關(guān)鍵腦區(qū)）受到刺激時(shí)，是否會(huì)產(chǎn)生與人類相似的神經(jīng)活動(dòng)模式。

研究人員開發(fā)了一個(gè)融合了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和腦機(jī)接口技術(shù)的新系統(tǒng)，用以探測小鼠的思維活動(dòng)，特別是它們對(duì)過往經(jīng)歷的場景的回憶和想象力。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將小鼠置于一個(gè)特制的VR環(huán)境中，并讓它們?cè)谝粋€(gè)球形跑步機(jī)上跑動(dòng)。隨著小鼠的移動(dòng)，VR場景相應(yīng)變化，當(dāng)小鼠到達(dá)預(yù)設(shè)的特定場景時(shí)，它們會(huì)獲得獎(jiǎng)勵(lì)。實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員利用腦機(jī)接口持續(xù)監(jiān)測小鼠海馬體的活動(dòng)。他們能夠?qū)崟r(shí)觀察并解碼小鼠在VR環(huán)境中處于特定位置時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)，例如，哪些神經(jīng)元被激活。

實(shí)驗(yàn)的下一個(gè)環(huán)節(jié)包括兩項(xiàng)任務(wù)。第一項(xiàng)任務(wù)名為“時(shí)空駭客”，靈感來源于2008年的同名電影。在這項(xiàng)任務(wù)中，研究人員關(guān)閉了跑步機(jī)，通過腦機(jī)接口讓小鼠的大腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為VR屏幕上的移動(dòng)動(dòng)作。這意味著小鼠必須通過控制其海馬體活動(dòng)來想象特定場景，以此獲得獎(jiǎng)勵(lì)。這一過程與人類的思維方式極為相似，例如，當(dāng)人們?cè)谀X海中規(guī)劃前往超市的路線時(shí)，他們會(huì)想象沿途的街道和地標(biāo)。第二項(xiàng)任務(wù)被稱為“絕地”，以電影《星球大戰(zhàn)》中的絕地武士的名字命名。這項(xiàng)任務(wù)要求小鼠利用想象力將VR環(huán)境中的物體從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。隨后，研究人員會(huì)改變目標(biāo)位置，促使小鼠在想象中將物體移動(dòng)到新的位置。這個(gè)過程類似于一個(gè)人在腦海中想象拿起杯子并移動(dòng)杯子的動(dòng)作。

通過這兩項(xiàng)任務(wù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，小鼠能夠像人類一樣精確、靈活地控制其海馬體活動(dòng)。也就是說，它們能夠進(jìn)行持續(xù)數(shù)秒的想象，與人類回憶過去事件或構(gòu)想新場景的能力十分接近。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明，小鼠和人類一樣具有想象力。它們能夠想象遙遠(yuǎn)的地方或物體，并將遠(yuǎn)處的物體移動(dòng)到特定位置。這種想象力和思維能力，如果轉(zhuǎn)化為動(dòng)物的行為，就能成為它們的生存智慧。例如，紅毛猩猩觀察到同伴使用黃藤療傷后，會(huì)通過想象和推理認(rèn)識(shí)到這種行為的療傷效果，并在受傷時(shí)采取相同的行動(dòng)。

擁有相似的大腦結(jié)構(gòu)，是動(dòng)物思維與人類思維相似的基礎(chǔ)之一。除此之外，動(dòng)物和人類腦細(xì)胞中的基因以及這些基因編碼的蛋白質(zhì)，也是產(chǎn)生思維和智慧的重要基礎(chǔ)。1998年，研究人員首次從大腦中分離出SYNGAP1基因，并確定這是一種特殊的DNA序列，能夠控制哺乳動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶能力。SYNGAP1基因可以通過編碼一種蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)神經(jīng)元之間突觸的強(qiáng)度，從而控制學(xué)習(xí)和記憶能力。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了動(dòng)物和人類在思維和智慧方面的相似性。

最近，美國約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)揭示了SYNGAP1基因的新功能。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，SYNGAP1基因通過編碼類似酶的蛋白質(zhì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，從而影響大腦的學(xué)習(xí)和記憶能力。然而，最新的小鼠實(shí)驗(yàn)表明，該基因編碼的蛋白質(zhì)還具有支架蛋白的作用，能夠調(diào)節(jié)突觸的可塑性，即突觸會(huì)隨時(shí)間變得更強(qiáng)或更弱，這一過程不依賴于酶的活性。由此推斷，人類的SYNGAP1基因可能也是通過類似的機(jī)制控制其學(xué)習(xí)和記憶能力。

盡管動(dòng)物與人的大腦在神經(jīng)細(xì)胞功能、基因和蛋白質(zhì)方面存在相似性，但這并不意味著動(dòng)物擁有與人同等水平的智慧。例如，盡管紅毛猩猩能夠利用植物進(jìn)行自我療傷，但目前還沒有動(dòng)物能夠獨(dú)立研發(fā)最簡單的現(xiàn)代藥物。

雖然動(dòng)物的智慧與人類存在差距，但小覷它們的智慧同樣是不恰當(dāng)?shù)?。研究顯示，一些動(dòng)物甚至具有復(fù)雜的邏輯推理能力。例如，在澳大利亞北部的熱帶稀樹草原，某些猛禽（如黑鳶、嘯鳶和褐隼）在野火發(fā)生時(shí)會(huì)利用帶有火星的樹枝引燃未燃燒區(qū)域，從而擴(kuò)大火勢。這種行為表明，這些鳥類能夠進(jìn)行推理：火種可以引發(fā)大火，大火能夠燒死那些只能通過奔跑逃生的動(dòng)物。因此，它們可以通過擴(kuò)大火勢導(dǎo)致更多動(dòng)物死亡，從而獲得食物。這種生存策略是通過實(shí)踐和邏輯推理獲得的。

通過這些開創(chuàng)性科學(xué)的研究，我們不僅見證了動(dòng)物認(rèn)知能力的深度，也對(duì)人類智慧的獨(dú)特性有了更清晰的認(rèn)識(shí)。動(dòng)物的行為和思維方式，盡管在復(fù)雜性上可能不及人類，但它們展現(xiàn)出的適應(yīng)性和解決問題的能力，無疑是自然選擇和進(jìn)化的杰作。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)提醒我們，每一種生物都有其獨(dú)特的生存智慧，值得我們尊重和學(xué)習(xí)。

【責(zé)任編輯】張小萌