利用新技術探秘動物智慧

最近，研究人員在德國馬克斯·普朗克動物行為研究所對一只名為拉庫斯的雄性紅毛猩猩進行了觀察。他們發現，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行自我治療。經過一個多月的時間，傷口成功愈合，這使得拉庫斯成為全球知名的“智慧猩猩”。科學家還發現，紅毛猩猩不僅會自己療傷，還能將這種技能傳承給下一代。

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

現在，我們不僅能憑觀察動物行為來理解它們，還能借助現代科技，如腦機接口技術，直接探究動物思維的產生和傳遞過程。

美國霍華德·休斯醫學研究所的研究團隊利用腦機接口技術，對小鼠的思維過程進行了觀察。研究人員認為，小鼠和人類以及其他具有大腦神經元的動物，在思維過程中可能存在相似性，并試圖了解：當小鼠的海馬體（與學習、記憶空間相關的關鍵腦區）受到刺激時，是否會產生與人類相似的神經活動模式。

研究人員開發了一個融合了虛擬現實（VR）和腦機接口技術的新系統，用以探測小鼠的思維活動，特別是它們對過往經歷的場景的回憶和想象力。在實驗中，研究人員將小鼠置于一個特制的VR環境中，并讓它們在一個球形跑步機上跑動。隨著小鼠的移動，VR場景相應變化，當小鼠到達預設的特定場景時，它們會獲得獎勵。實驗過程中，研究人員利用腦機接口持續監測小鼠海馬體的活動。他們能夠實時觀察并解碼小鼠在VR環境中處于特定位置時的神經活動，例如，哪些神經元被激活。

實驗的下一個環節包括兩項任務。第一項任務名為“時空駭客”，靈感來源于2008年的同名電影。在這項任務中，研究人員關閉了跑步機，通過腦機接口讓小鼠的大腦活動轉化為VR屏幕上的移動動作。這意味著小鼠必須通過控制其海馬體活動來想象特定場景，以此獲得獎勵。這一過程與人類的思維方式極為相似，例如，當人們在腦海中規劃前往超市的路線時，他們會想象沿途的街道和地標。第二項任務被稱為“絕地”，以電影《星球大戰》中的絕地武士的名字命名。這項任務要求小鼠利用想象力將VR環境中的物體從一個位置移動到另一個位置。隨后，研究人員會改變目標位置，促使小鼠在想象中將物體移動到新的位置。這個過程類似于一個人在腦海中想象拿起杯子并移動杯子的動作。

通過這兩項任務，研究人員發現，小鼠能夠像人類一樣精確、靈活地控制其海馬體活動。也就是說，它們能夠進行持續數秒的想象，與人類回憶過去事件或構想新場景的能力十分接近。

這項實驗證明，小鼠和人類一樣具有想象力。它們能夠想象遙遠的地方或物體，并將遠處的物體移動到特定位置。這種想象力和思維能力，如果轉化為動物的行為，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，會通過想象和推理認識到這種行為的療傷效果，并在受傷時采取相同的行動。

擁有相似的大腦結構，是動物思維與人類思維相似的基礎之一。除此之外，動物和人類腦細胞中的基因以及這些基因編碼的蛋白質，也是產生思維和智慧的重要基礎。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，能夠控制哺乳動物的學習和記憶能力。SYNGAP1基因可以通過編碼一種蛋白質調節神經元之間突觸的強度，從而控制學習和記憶能力。這一發現進一步揭示了動物和人類在思維和智慧方面的相似性。

最近，美國約翰·霍普金斯大學醫學院的研究團隊揭示了SYNGAP1基因的新功能。傳統觀點認為，SYNGAP1基因通過編碼類似酶的蛋白質引發化學反應，從而影響大腦的學習和記憶能力。然而，最新的小鼠實驗表明，該基因編碼的蛋白質還具有支架蛋白的作用，能夠調節突觸的可塑性，即突觸會隨時間變得更強或更弱，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制控制其學習和記憶能力。

盡管動物與人的大腦在神經細胞功能、基因和蛋白質方面存在相似性，但這并不意味著動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行自我療傷，但目前還沒有動物能夠獨立研發最簡單的現代藥物。

雖然動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的。研究顯示，一些動物甚至具有復雜的邏輯推理能力。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）在野火發生時會利用帶有火星的樹枝引燃未燃燒區域，從而擴大火勢。這種行為表明，這些鳥類能夠進行推理：火種可以引發大火，大火能夠燒死那些只能通過奔跑逃生的動物。因此，它們可以通過擴大火勢導致更多動物死亡，從而獲得食物。這種生存策略是通過實踐和邏輯推理獲得的。

通過這些開創性科學的研究，我們不僅見證了動物認知能力的深度，也對人類智慧的獨特性有了更清晰的認識。動物的行為和思維方式，盡管在復雜性上可能不及人類，但它們展現出的適應性和解決問題的能力，無疑是自然選擇和進化的杰作。這些科學發現提醒我們，每一種生物都有其獨特的生存智慧，值得我們尊重和學習。

【責任編輯】張小萌