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犬类脑研究的新发现

2017-11-10编译

世界科学 2017年11期
关键词:伯恩斯犬类人脸

传 植/编译

犬类脑研究的新发现

传 植/编译

53岁的格雷戈瑞·伯恩斯(Gregory Berns)是亚特兰大埃默里大学的一位神经科学家,他每天扫描狗的大脑,试图弄明白它们在想些什么。伯恩斯的新书《生而为狗》(What It’s Like to Be a Dog)详细描述了这项研究。

研究发现中有一点非常重要:你的狗可能真的是因为你这个人而爱你,而不是因为你的食物。

为此,《纽约时报》记者在伯恩斯访问纽约期间采访了他,之后又和他通电话进行了访谈。

问:您的犬类相关研究是怎么开始的呢?

答:真正让我开始这项研究的是那次击毙本·拉登的行动。我在新闻里看到了行动中的一瞬间,一条名叫开罗(Cairo)的狗同海豹突击队队员一同跳出了直升机。

这一新闻报道给了我灵感。直升机的噪音相当大,而狗又有极其灵敏的听觉。我想,如果军队能训练狗登上吵闹的直升机,那么就有可能让它们待在同样吵闹的核磁共振(MRI)机器中。

问:为什么您会有这样的想法呢?

答:我是为了弄清狗是如何思考、感受的。一年前,我最爱的哈巴狗牛顿(Newton)死了。我经常想念它,我想它是不是爱我,它对我的感情又是否仅仅因为我提供的食物呢?

作为一名神经科学家,我明白MRI研究可以帮助我们理解人类大脑的哪一部分与处理情绪过程相关。也许MRI测试对狗也有类似的作用。狗脑是否和人脑一样有相似的功能呢?

这类测试的巨大困难在于要让狗在MRI机器中保持静止并待上足够的时间,才能获得有用的图像。

问:那您是如何解决这个问题的呢?

答:我和一位亚特兰大的驯犬师马克·斯皮瓦克(Mark Spivak)合作,试着想出让狗进入MRI机器的方法。

我在地下室中建造了一个MRI模拟装置。我们让家庭小猎犬考利(Callie)代替牛顿进入MRI机器,让她习惯噪音,教她爬上机器的阶梯,让她靠着头枕并保持越来越长的时间。

我们之后把她掌握了的技能结合起来,为她进入真正的MRI做好准备。这些一共花了她大约3个月时间,每天练习。在完善了这一训练体系后,我们就向当地养狗的人募集研究的志愿者。

从2012年起,我们训练并扫描了总计约90条狗。我们遵守对狗不强行控制或使用药物麻醉的规则。如果实验中狗起身想离开MRI机器,它也是完全自由的。研究中不存在任何一点强迫性质。

问:那么这项测试实际上是怎样的呢?

答:总的来说,这项测试同神经科学家对人做的那些实验很相似。比如说,我们训练狗进行“go/no go”测试。这项测试与著名的测试人延迟享乐能力的“棉花糖实验”很像。

那么怎么对狗做这个测试呢,我们训练它们:当听到哨声时,就用鼻尖戳目标,这是“go”的状态。接着我们教它们:看到用双臂交叉的姿势意味着不动,是“no go”的状态。当它们看到双臂交叉并听到哨音时,还是意味着“no go”。

我们在扫描中发现,“no go”状态下狗的一部分前额叶变得活跃起来。活跃程度越高的狗,更能够遵守指令。这与人类的棉花糖实验的结果是相同的。

我觉得这一点之前从未在非灵长类动物中被发现。这说明狗与人在处理类似任务时,会运用相同部分的脑。

问:与食物相比,狗更爱我们,对这一点您又是如何进行实验的呢?

答:我们在实验中某个时刻给了狗一个汉堡,另一个时刻表扬了它。我们比较这两个时刻的反应,通过观察脑中受激励部分的活跃程度,我们发现大多数狗对表扬和食物的反应是一样的。

实验进行到现在,大约有20%的狗对表扬有更强的反应。从中我们总结,大多数的狗对我们的爱至少与对食物的爱是程度相同的。

同时,我们在实验中给狗看物体和人的图片,发现它们的脑中有专门处理人脸的部分,因此可以说,狗在生理基础上有处理人脸的能力的。

这意味着狗并不是为了同我们生活在一起而学会识别人脸,它们是生来就有辨别人脸的能力的,这一点之前是不为人知的。

问:您的研究是否有实用价值呢?

答:这项研究对训练服务犬有用。

我们和“忠犬相伴,独立生活”(CCI)组织进行了两年的合作,研究那些将成为服务犬的小狗。由于服务犬需要强度极大的训练才能胜任未来的工作,它们大多需要花费20 000~60 000美元。

尽管这些小狗是为了成为服务犬而繁殖养育的,还是会有很大一部分最终并不能胜任这项工作而被淘汰。CCI希望我们可以鉴别哪些小狗有胜任的可能。

我们对小狗进行了扫描,并对它们进行追踪调查。我们发现:未来最有可能成为服务犬的那些小狗的脑部尾状核更活跃,脑中大部分的多巴胺受体位于这一区域。同时,它们在杏仁核区域的活跃程度更低,这一部分与恐惧和焦虑有关。

问:您还对海狮进行过脑部扫描,这对您有什么启发?

伯恩斯博士帮助混种猎犬禅(Zen)进入机器中进行扫描

答:近几年,空前数量的海狮被冲上加利福尼亚海滩,它们有癫痫发作,并且不能正常行动。

同其他研究者一起,我们扫描了这些搁浅动物的脑部,希望查明受损的部分,结果显示是海马体受损。若海马体受损发生在人类身上,就会导致颞叶性癫痫。

海狮的研究告诉我,动物中意识障碍的发作情况看起来与人类的意识障碍非常相似。事实上,这么多的研究都在让我相信:我们和动物多么相似。

当然,要想知道动物们在想什么还是很困难的,毕竟他们不会说我们的语言。但当你研究它们的脑,你会发现人脑与动物脑对问题的处理有多像。你会发现:动物绝不仅仅是个物体。

问:那么这些发现有什么治理上的意义呢?

答:可能对于动物收容所中的动物有用。我们也许能用研究结论帮助解决收容所中有攻击性行为的狗带来的问题。如果我们能明白它们脑中发生了什么,就不用再对它们执行安乐死,而是可以找到更好的方法。

这项研究对我个人而言的重点是“我们应该如何对待动物”这一严肃的问题。想想我们如何在大型工业中心中放牧动物,它们一生都被限制其中,最终死于宰杀。

如果动物明白它们正遭受厄运——我想它们一定明白——我们就应该重新考虑如何对待它们。

就我个人而言,从上大学以来就是一个不太严格的素食主义者。这项研究相当清楚地告诉我们:动物很大程度上和我们人类一样,是有情感的。这让我决心做一个更严格的素食主义者。希望能够做到。

这只澳大利亚牧羊犬威尔(Wil)即将在核磁共振机器中接受大脑扫描,这是伯恩斯博士实验研究的一部分。威尔的头部被医用纱布包裹,以固定消除噪音的耳塞

[资料来源:The New York Times][责任编辑:彦 隐]

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