新研究發(fā)現(xiàn)，老鼠有想象力
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新研究發(fā)現(xiàn)，新研現(xiàn)老想象老鼠有想象力。新研現(xiàn)老想象信用:uux.cn/CC0公共領(lǐng)域
（神秘的新研現(xiàn)老想象地球uux.cn）據(jù)霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所：作為人類，我們生活在我們的新研現(xiàn)老想象思想中:從思考晚餐做什么到幻想我們最后的海灘假期。現(xiàn)在，新研現(xiàn)老想象HHMI Jane lia研究校園的新研現(xiàn)老想象研究人員發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物也擁有想象力。新研現(xiàn)老想象
來(lái)自Lee和Harris實(shí)驗(yàn)室的新研現(xiàn)老想象一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)和腦機(jī)接口的新型系統(tǒng)，以探測(cè)老鼠的新研現(xiàn)老想象內(nèi)心想法。
他們發(fā)現(xiàn)，新研現(xiàn)老想象像人類一樣，新研現(xiàn)老想象動(dòng)物可以思考不在他們面前的新研現(xiàn)老想象地方和物體，用他們的新研現(xiàn)老想象思想想象走到一個(gè)地方或?qū)⒁粋€(gè)遠(yuǎn)程物體移動(dòng)到一個(gè)特定的地方。
像人類一樣，新研現(xiàn)老想象當(dāng)嚙齒動(dòng)物經(jīng)歷地點(diǎn)和事件時(shí)，海馬體中特定的神經(jīng)活動(dòng)模式被激活，海馬體是大腦中負(fù)責(zé)空間記憶的區(qū)域。新的研究發(fā)現(xiàn)，老鼠可以自愿產(chǎn)生這些相同的活動(dòng)模式，并通過(guò)這樣做來(lái)回憶離它們當(dāng)前位置很遠(yuǎn)的遙遠(yuǎn)地點(diǎn)。
哈里斯和李氏實(shí)驗(yàn)室的博士后、描述新發(fā)現(xiàn)的論文的第一作者賴崇熙說(shuō):“老鼠確實(shí)可以在不去那里的情況下激活環(huán)境中的位置表征。”。“即使他的物質(zhì)身體是固定的，他的空間思想也可以去一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的地方。”
這種想象遠(yuǎn)離當(dāng)前位置的能力是記憶過(guò)去事件和想象未來(lái)可能情景的基礎(chǔ)。因此，根據(jù)這項(xiàng)研究的作者，這項(xiàng)新工作表明，動(dòng)物和人類一樣，擁有一種形式的想象力。
“想象是人類能做的最了不起的事情之一。“現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物也能做到這一點(diǎn)，我們找到了研究它的方法，”利雅博說(shuō)，他曾是Janelia的一個(gè)小組組長(zhǎng)，現(xiàn)在是貝斯伊斯雷爾女執(zhí)事醫(yī)療中心的HHMI研究員。
一種新穎的腦機(jī)接口
這個(gè)項(xiàng)目始于九年前，當(dāng)時(shí)賴作為一名研究生來(lái)到Janelia，他的想法是測(cè)試動(dòng)物是否能夠思考。他的顧問(wèn)，Janelia的高級(jí)研究員Tim Harris建議Lai去大廳和Lee聊天，Lee的實(shí)驗(yàn)室也有類似的問(wèn)題。
這些實(shí)驗(yàn)室共同努力開(kāi)發(fā)了一個(gè)理解動(dòng)物思維的系統(tǒng)——一個(gè)實(shí)時(shí)的“思維探測(cè)器”，可以測(cè)量神經(jīng)活動(dòng)并翻譯其含義。
該系統(tǒng)使用腦機(jī)接口(身體質(zhì)量指數(shù))，它提供了大腦活動(dòng)和外部設(shè)備之間的直接連接。在該團(tuán)隊(duì)的系統(tǒng)中，身體質(zhì)量指數(shù)在大鼠海馬體的電活動(dòng)與其在360度虛擬現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)中的位置之間建立了聯(lián)系。
海馬體儲(chǔ)存了回憶過(guò)去事件和想象未來(lái)情景時(shí)所涉及的大腦地圖。記憶回憶包括與地點(diǎn)和事件相關(guān)的特定海馬活動(dòng)模式的產(chǎn)生。但是沒(méi)有人知道動(dòng)物是否能自愿控制這種活動(dòng)。
身體質(zhì)量指數(shù)允許研究人員測(cè)試大鼠是否可以激活海馬體活動(dòng)，只想著競(jìng)技場(chǎng)中的一個(gè)位置，而不實(shí)際去那里——本質(zhì)上，檢測(cè)動(dòng)物是否能夠想象去那個(gè)位置。
探究老鼠的內(nèi)心想法
一旦他們開(kāi)發(fā)了他們的系統(tǒng)，研究人員必須創(chuàng)建“思想字典”，使他們能夠解碼老鼠的大腦信號(hào)。這本字典匯編了當(dāng)老鼠經(jīng)歷一些事情時(shí)的活動(dòng)模式——在這種情況下，是在虛擬現(xiàn)實(shí)舞臺(tái)上。
李實(shí)驗(yàn)室的博士后Shinsuke Tanaka設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)利用了老鼠。當(dāng)老鼠在球形跑步機(jī)上行走時(shí)，它的動(dòng)作會(huì)被轉(zhuǎn)換到360度的屏幕上。當(dāng)老鼠導(dǎo)航到它的目標(biāo)時(shí)，它會(huì)得到獎(jiǎng)勵(lì)。
同時(shí)，身體質(zhì)量指數(shù)系統(tǒng)記錄了老鼠的海馬活動(dòng)。研究人員可以看到當(dāng)老鼠通過(guò)競(jìng)技場(chǎng)到達(dá)每個(gè)目標(biāo)時(shí)，哪些神經(jīng)元被激活。這些信號(hào)為實(shí)時(shí)海馬身體質(zhì)量指數(shù)提供了基礎(chǔ)，大腦的海馬活動(dòng)轉(zhuǎn)化為屏幕上的動(dòng)作。
接下來(lái)，研究人員斷開(kāi)跑步機(jī)，并獎(jiǎng)勵(lì)大鼠復(fù)制與目標(biāo)位置相關(guān)的海馬體活動(dòng)模式。在這個(gè)“Jumper”任務(wù)中——以2008年的同名電影命名——身體質(zhì)量指數(shù)將動(dòng)物的大腦活動(dòng)轉(zhuǎn)化為虛擬現(xiàn)實(shí)屏幕上的運(yùn)動(dòng)。
本質(zhì)上，動(dòng)物通過(guò)首先思考它們需要去哪里獲得獎(jiǎng)勵(lì)，用它的思想導(dǎo)航到獎(jiǎng)勵(lì)。這種思維過(guò)程是人類經(jīng)常經(jīng)歷的。例如，當(dāng)我們被要求去一家熟悉的商店買雜貨時(shí)，我們可能會(huì)想象在離開(kāi)家之前我們會(huì)經(jīng)過(guò)的地方。
在第二個(gè)任務(wù)，即“絕地”任務(wù)——向《星球大戰(zhàn)》致敬——老鼠僅憑意念將一個(gè)物體移動(dòng)到一個(gè)位置。老鼠被固定在一個(gè)虛擬的地方，但通過(guò)控制其海馬體的活動(dòng)，將一個(gè)物體“移動(dòng)”到VR空間的一個(gè)目標(biāo)，就像一個(gè)坐在辦公室的人可能會(huì)想象拿起咖啡機(jī)旁邊的一個(gè)杯子，然后裝滿咖啡。然后，研究人員改變了目標(biāo)的位置，要求動(dòng)物產(chǎn)生與新位置相關(guān)的活動(dòng)模式。
研究小組發(fā)現(xiàn)，老鼠可以精確而靈活地控制它們的海馬活動(dòng)，就像人類可能做的一樣。動(dòng)物也能夠維持這種海馬體活動(dòng)，將他們的想法停留在一個(gè)給定的位置上許多秒鐘——這一時(shí)間框架類似于人類重溫過(guò)去事件或想象新場(chǎng)景的時(shí)間框架。
哈里斯說(shuō):“令人驚訝的是，老鼠是如何在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)思考那個(gè)地方，而不是其他地方的，這是基于我們對(duì)老鼠注意力持續(xù)時(shí)間的可能是天真的想法。”。
這項(xiàng)研究還表明，身體質(zhì)量指數(shù)可以用來(lái)探測(cè)海馬的活動(dòng)，為研究這一重要的大腦區(qū)域提供了一個(gè)新的系統(tǒng)。根據(jù)作者的說(shuō)法，由于身體質(zhì)量指數(shù)越來(lái)越多地用于修復(fù)術(shù)，這項(xiàng)新工作也為基于相同原理設(shè)計(jì)新型修復(fù)裝置提供了可能性。
這項(xiàng)研究發(fā)表在科學(xué)雜志上。