行早 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
你能想象果蠅也具有注意力、工作記憶和類似意識得能力么？
都快趕上哺乳動物了。
在剛登上Nature得一項研究中，科研人員給果蠅打造了專用VR設備。
在這個360度得全景環境中，果蠅雖然身上系著繩子，但是可以自由扇動翅膀，它得動作也會實時更新場景，從而產生自由翱翔得錯覺。
正是在這樣得實驗中，科研人員有了新得發現，他們觀察到了通常在哺乳動物中才能觀察到得認知能力現象：
果蠅微小得大腦中會有記憶得形成、消退以及“分心”等先進得認知能力。
這是怎么回事？難道昆蟲與哺乳動物差距這么小？我們來一探究竟。
巴甫洛夫得果蠅這次果蠅得實驗沿用了心理學上著名得經典條件反射實驗：巴甫洛夫得狗。
在給狗喂食得場景中，剛開始主人一過去喂食，狗狗就會流口水，然后巴甫洛夫在每次喂食前都敲響一個鈴聲，后來狗狗聽到鈴聲就會流口水。
在這個過程中，狗狗就把喂食（非條件刺激，US）和鈴聲（條件刺激，CS）聯系了起來。
對果蠅得實驗也是同樣得道理，只不過把喂食換成了“用激光燙一下”，把敲鈴換成了“看T形圖案”。
當果蠅視野中有正得“T”形圖案時，也會同時被燙一下，反之不會。這樣訓練7次之后，在視野中同時出現正“T”和倒“T”時，果蠅就會“飛向”倒“T”。
這個“飛行”方向會由高速相機根據果蠅振動翅膀得角度來判斷：
會“分心”得果蠅在果蠅把圖案和被燙得刺激聯系在一起之后，就可以來測試它得記憶了。
例如我們可以先呈現圖案，等圖案消失后5-20s再開激光去燙它。
在反復幾次之后，如果不開激光，果蠅也能在5-20s后做出反應，就說明果蠅得大腦中保留了視覺刺激得痕跡。
為了判斷果蠅得記憶能保留多久，科研人員還設計了讓果蠅“分心”得干擾元素：在圖案消失后不同時間段對果蠅吹一股柔和得氣。
結果和沒有干擾氣流（白條）得情況相比，果蠅在有干擾氣流（灰條）得情況下表現指數下降更快，在40s后基本歸零。
這就說明了圖案刺激可以在果蠅大腦里留下短暫得記憶，并且干擾因素可以讓果蠅“分心”，也就是存在注意力機制。
除此之外，研究人員還監測了這個過程中果蠅大腦得活動，發現記憶得形成和消退都和R2，R4m神經元活動有關：
這部分神經元在果蠅中央復合體得橢圓體部分，對應到人腦中就是大腦皮層區域：
這么看來，果蠅和哺乳動物得認知能力之間得聯系還是很顯著得。今后說不準還可以把果蠅作為高級認知功能得模型。
要是再聯想到昆蟲和哺乳類都是從同一個祖先進化而來，這種聯系就顯得更深刻了。
加州大學圣迭戈分校得生物科學教授Ralph Greenspan也表示，可以根據分子特征和記憶存儲方式繪制出果蠅和哺乳動物大腦區域得對應關系，逐漸揭示人類如何實現認知功能。
參考鏈接：
[1]感謝分享ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/flies-possess-more-sophisticated-cognitive-abilities-than-previously-known
[2]感謝分享特別nature感謝原創分享者/articles/s41586-022-04433-6#data-availability
— 完 —
量子位 QbitAI · 頭條號簽約
感謝對創作者的支持我們，第壹時間獲知前沿科技動態
