螃蟹也能走迷宫

2019-12-20 08:48韦泽艳
大众科学 2019年10期
关键词:迷宫螃蟹老鼠

韦泽艳

人类可以通过后天的学习,学会很多技能。而我们身边的一些小动物也有可能做到。10月23日就有报道称,英国一种螃蟹经过几周的训练后走出了迷宫;而在此报道的前几天,研究人员居然教会了老鼠驾驶小塑料车找吃的。在对这些小动物赞叹之余,我们不禁会问:螃蟹如何记得路,走出迷宫?老鼠如何学会驾驶小塑料车找吃的?这些发现能给我们带来什么启示呢?

8分钟内达终点

此次用于实验的螃蟹是青蟹,青蟹是潮间带和浅海生态系统中重要的捕食者和清道夫。实验中,研究人员训练了12只青蟹来完成水族馆的水下迷宫。该迷宫只有一条通往终点的正确路径,这条路径可能需要尝试改变五次方向,其中包括三个死胡同,而在迷宫的尽头放了一个美味的碎贻贝作为奖励。

这些青蟹在每周的固定日期接受实验,所有青蟹在测试前被禁食 3-5天。青蟹们一共走了四周,它们在第三周就可以准确地走出迷宫。

又过了两周之后,研究人员开始对青蟹的记忆进行测试。研究小组把青蟹放在迷宫起点,没有食物奖励。12 只选手都在8分钟内到达终点。相比之下,一组未经训练的螃蟹平均花费 39 分钟才能到达终点,而且12只螃蟹中仅有7只是在1小时内完成的。

螃蟹认知能力亦复杂

这项研究有其特别之处,它的测试周期为一周,而不是普遍采用的每天测试的方式,这对测试记憶力是一个很好的考量。这一发现表明,螃蟹可能比我们认为的要聪明,包括螃蟹、龙虾和小虾在内的甲壳类动物可能也具备复杂的认知能力,尽管它们的大脑比蜜蜂等动物小得多。

同时,研究人员认为这一发现不仅具有重要的生态意义,而且还将有助于开发一个模型系统来研究水中污染物或水化学的变化,是如何影响无脊椎动物的复杂行为的。

老鼠会“寻路”

几天前,美国里士满大学的研究人员居然教会了一组老鼠(共17只)驾驶小塑料车去找吃的。研究负责人凯利·兰伯特博士还发现,老鼠在完成这项任务时还会感觉轻松,不再焦虑。

实验过程中,我们可以看到,老鼠虽然没有手,不能像人类一样去掌控方向盘。但它开着为自己量身打造的小车,能够非常熟练的四处穿梭,躲避障碍、寻找食物等动作一气呵成,行云流水一般。

如果说掌控方向只需要眼睛和手,那么“寻路”这个技能,就需要在大脑中形成一个类似谷歌街景的虚拟地图。科学家一直认为,人脑中的海马体负责存储有关周围环境的地图。而人类大脑在使用谷歌街景类应用进行导航时,地图的边界和地标可能位于大脑中的某个位置。

这一发现提供了首个生物学证据,至少在老鼠身上是存在的,特别是在大脑深处帮助控制行为的纹状体区域确实存在该功能。

老鼠大脑神经的可塑性

实验中,老鼠表现的驾驶能力还证明了它们大脑神经的可塑性,即就是它们具有灵活应对新挑战的能力。研究人员甚至坚信,老鼠比大多数人想象的更聪明,并认为这项研究的重要意义在于在使用老鼠模型研究神经精神疾病时,有可能用更复杂的驾驶任务代替传统的迷宫测试。例如,驾驶测试可以用来探究帕金森氏病对运动技能和空间意识的影响,或抑郁对动机的影响。

目前,该研究小组正在计划进行后续实验,以了解老鼠到底是怎么学会开车的,为什么开车能减轻压力以及涉及哪些大脑区域的问题。(编辑/任伟)

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