小鼠通过镜中测试 加入"有自我意识"动物精英俱乐部

小鼠通过镜中测试加入"有自我意识"动物精英俱乐部得克萨斯大学西南医学中心(UTSMC)的研究人员通过观察和神经分析,测定了实验室饲养的普通C57BL/6小鼠(Musmusculus)在被放进一个装有镜子的空间后,能否察觉到自己外表的变化--这里是额头上对比鲜明的白墨斑点。他们发现,小鼠确实注意到了外观的变化,并会在接触镜子后开始用力梳理头部。虽然这并不能毫无疑问地证明小白鼠具有自我意识,但它确实提出了一些有关非人类认知和智力的有趣问题。UTSMC的神经科学家和资深作者北村隆(TakashiKitamura)说:"为了形成外显记忆,例如我们日常生活中发生的事件,大脑会形成并存储关于地点、内容、时间和人物的信息,其中最重要的组成部分是自我信息或状态。研究人员通常研究大脑如何编码或识别他人,但对自我认知方面还不清楚。"镜像自我识别(MSR)测试部分由查尔斯-达尔文提出,但由美国心理学家小戈登-盖洛普于1970年正式开发,用于测量非人类动物的视觉自我意识。当时的想法是,如果动物在面对镜子时能对身上的一个标记--油漆、贴纸--表现出兴趣,然后检查这个标记,那么它就显示出了高度的认知自我意识和自觉性。当然,这种测试并非没有合理的批评意见。它仅限于主要依赖视觉线索的物种,狗已经被证明能够识别自己的气味,但却"未能通过"MSR测试,此外,它还依赖于动物是否有足够的动机去研究它们身上的标记。在这项研究中,并非所有小鼠都表现出了通过测试的行为。开始梳理头部,似乎是为了洗掉白斑的小鼠是已经接触并习惯了镜子的动物,如果它们与其他深色毛发的小鼠交往过,而且墨点较大(0.6平方厘米或2平方厘米)的话。然而,如果墨点与小鼠皮毛的颜色一致,小鼠就会完全忽略墨点,这向研究人员表明,这种识别仍然是基于视觉的,而不是由墨点的触觉刺激驱动的。当墨点很小(0.2平方厘米)时,即使在白色与深色皮毛的对比中,小鼠也无法识别墨点。来自UTSMC的第一作者横濑淳(JunYokose)说:"小鼠需要大量的外部感觉线索才能通过镜像测试--我们必须在它们的头上涂上大量墨水,然后墨水带来的触觉刺激通过某种方式使动物能够通过镜像反射检测到它们头上的墨水。黑猩猩和人类不需要任何额外的感官刺激。"根据这些观察结果,研究人员在表象中寻找基因线索。他们在海马体中发现了一个神经元子集,该子集参与创建和存储视觉自我形象,当小鼠在镜子中"认出"自己时,这些神经元就开始活跃起来。当他们敲除这些神经元后,小鼠就不再在镜子前做出梳理毛发的行为了。有趣的是,这些神经元的另一个子集也会在动物观察到肤色和外貌相似的小鼠时启动。当小鼠接触到白色皮毛的个体时,这些神经元并不活跃。通过这种基因表达分析,研究小组还发现,与社会隔离的小鼠和由白毛小鼠饲养的黑毛小鼠在MSR测试中没有表现出身体或神经元的"自我识别"。因此,研究人员认为,为了使动物具有自我意识,它们需要在与自己长得相似的小鼠中进行社会化,以便发展这些神经回路。北村说:"当我们把小鼠暴露给其他同种小鼠时,这些自我响应神经元的一个子集也会被重新激活。这与之前的人类文献相一致,这些文献显示,一些海马细胞不仅会在人注视自己时起火,而且会在人注视熟悉的人如父母时起火"。非人类动物的认知和自我意识仍然是一个巨大的谜团,可能永远无法完全解开。不过,研究人员为自己的发现感到振奋,他们现在将研究,如果触觉墨点是虚拟的,通过滤镜或投影的方式,当动物在镜子前时就能看到,那么小鼠是否能识别自己倒影的变化。他们还计划研究大脑中可能参与自我识别和处理视觉线索的其他区域。横濑说:"现在我们有了这种小鼠模型,就可以操纵或监测神经活动,全面研究如何诱导小鼠产生类似自我识别行为背后的神经回路机制。"这项研究发表在《神经元》(Neuron)杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402365.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1402365.htm

相关推荐

封面图片

小鼠帮助科学家揭示男性性欲背后的驱动因素

小鼠帮助科学家揭示男性性欲背后的驱动因素研究发现,当雄性小鼠遇到一只新的雌性小鼠时,大脑的一个区域就会被打开,从而激活下游的神经元,引发交配行为以及随之而来的快感和奖赏反应。他说:"人类的下丘脑中很可能也有类似的神经元组来调节性奖赏、行为和满足感。它们很可能与我们在小鼠身上观察到的神经元非常相似。"该研究小组早些时候的工作表明,操纵从纹状体末端床核(BNST)投射到前视下丘脑的神经元,可以开启或关闭性识别。沙赫说:"我们想知道,一旦发生识别,这些神经元中到底是哪些神经元在与视前下丘脑中的哪些神经元对话。"在最新的研究中,研究小组重点研究了一组能分泌一种名为"物质P"的慢效肽的BNST神经元。通过刺激这一神经束,回路到达了具有"物质P"受体的下丘脑前神经元,这些神经元随后启动了雄性交配行为。当科学家直接刺激视下丘脑前叶的P物质神经元时,刚刚完成交配行为的雄性小鼠被驱使立即恢复性活动。研究结果表明,正常的禁欲期(射精后性欲和交配能力恢复的时间)被完全覆盖。几乎所有的哺乳动物都需要这段时间来进行性活动的生理重组。它们只需要一秒钟或更短的时间就能恢复性活动。这相当于将禁欲期缩短了40多万倍。反过来说,抑制这种神经活动可以完全削弱男性的性欲。如果只让这组视网膜前-下丘脑神经元沉默,雄性就不会交配了。操纵P物质受体神经元甚至还可以引发雄性小鼠与无生命的物体交配(见下面的视频)。虽然这项研究的重点是操纵雄性小鼠的神经元,但科学家们相信,这种触发机制很可能在哺乳动物物种间是一致的。因此,这可能是开发治疗人类性行为新药的关键发现。治疗药物有可能降低性欲亢进男性的性活动,或增强性欲低下男性的性活动。"如果人类体内存在这些中枢--现在我们知道该去哪里找了--那么就有可能设计出用于调节这些回路的小分子药物,"沙赫说。"这类药物将与今天的磷酸二酯酶抑制剂截然不同,一般不会增强全身小血管的血流量,而是直接放大或抑制控制男性性欲的特定脑区。"研究人员还指出,增强小鼠的神经活动对攻击性没有影响,这对任何潜在的药物开发来说都是个好消息。研究小组现在的目标是找到驱动女性性欲的等效回路。在下面的视频中,刺激神经回路不仅会引发雌性小鼠的交配行为,还会导致雄性小鼠骑在无生命的物体上。这项研究发表在《细胞》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381493.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1381493.htm

封面图片

医学新进展:诱导出的冬眠状态能在小鼠心脏手术中保护器官

医学新进展:诱导出的冬眠状态能在小鼠心脏手术中保护器官几十年来,主要的解决方案是在这些手术中对病人进行深低温停循环,使他们的体温直接降低,以减缓他们的新陈代谢。但这是一个困难的过程,且有一定的风险。日本理化学研究所的科学家们现在发现了一种潜在的替代方法,基于他们几年前的一项发现。在之前的研究中,研究人员在小鼠体内发现了一组神经元(Q神经元),当它们受到刺激时,会诱发一种类似睡眠的状态,即倦怠状态,小鼠和鸟类等动物会进入这种状态,通过减缓新陈代谢来保存能量。更耐人寻味的是,研究小组能够刺激Q型神经元来诱导大鼠的这种状态,而大鼠的日常并不包含这种状态。这为人类最终进入这种冬眠状态提供了可能性,例如,这可能有助于长时间的太空航行,或者正如新的研究所探讨的那样,作为手术中低温的一种替代。"如果我们能够诱导它们,那么在心血管医学、复苏医学或其他通过低温保护器官不充分或不适当的情况下,使用类似冬眠状态有很多可能性,"该研究的共同牵头人GenshiroSunagawa说。该团队在四组接受主动脉手术的小鼠中测试了这一想法。两组接受了激活Q神经元的化学物质注射--其中一组保持正常体温,而另一组则处于低温状态。另外两组是接受安慰剂注射的对照组,其中一组处于低温状态,另一组处于正常温度。之后,科学家们通过评估血液中某些生物标志物的水平来检查肾脏损伤和功能。果然,被激活了Q型神经元的小鼠显示出与经历了低温的对照组小鼠类似的器官保护水平。经历过和未经历过低温的Q神经元小鼠之间没有真正的区别。虽然这项研究耐人寻味,但研究小组提醒说,现在仍然是研究的早期阶段。首先,最重要的是,Q神经元不太可能在人类大脑中被选择性地激活以达到同样的效果。但科学家们说,了解其背后的机制可能会发现诱发这种状态的其他方法。Sunagawa说:"激活Q神经元会触发一些生物事件的序列,使器官在低代谢状态下存在数天。一旦我们确切地知道这些事件是什么,我们就有信心在体内用药物诱导它们,而不需要首先激活Q神经元。"这项研究发表在JTCVSOpen杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333485.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1333485.htm

封面图片

约翰·霍普金斯大学的新测试显示小鼠的思维方式与婴儿相同

约翰·霍普金斯大学的新测试显示小鼠的思维方式与婴儿相同科学家发现,小鼠在学习任务中表现出策略性行为,它们会采取探索性行动,这些行动最初看起来像是错误。通过实验,研究表明,小鼠会测试假设,并根据结果调整策略,这挑战了将动物错误视为单纯错误的传统观点。对动物认知的这一洞察不仅揭示了小鼠是如何思考的,而且与人类的非语言学习有相似之处,为进一步研究战略思维的神经基础铺平了道路。他说:"知识与表现之间的这种差距,很大一部分是因为动物正在进行一种探索--动物的所作所为非常聪明。很难说动物是在做假设,但我们的观点是,动物和人类一样,可以做假设,它们可以检验假设,并可能使用更高级的认知过程来做假设。"这项研究成果发表在《当代生物学》上,加深了我们对动物认知的理解,并可能有助于确定制定战略的神经基础。库奇博特拉的实验室此前发现,动物对任务的了解程度远远超过它们在测试中表现出来的程度。对于这种差距背后的原因,研究小组有两种理论。要么是小鼠因为压力过大而犯错,要么是它们在做更有意义的事情:探索和测试它们的知识。为了弄清这个问题,库奇博特拉和学习神经科学的研究生朱子怡想出了一个新实验。小鼠听到了两种声音。听一种声音时,它们应该把轮子向左转。听到另一种声音时,它们要把轮子转到右边。当小鼠的表现正确时,它们会得到奖励。研究人员观察到,小鼠在连续试验中听到其中一种声音时,会将方向盘向左转一下,然后又转到右边,看似犯错,实则有目的性。在连续的试验中,小鼠会把方向盘向左转一下,然后又转到右边,看似犯错,实际上却很有策略。资料来源:约翰-霍普金斯大学库奇博特拉说:"我们发现,当动物进行探索时,它们会采取一种非常简单的策略,那就是'我先往左走一会儿,弄清楚情况,然后再换个方向,往右走一会儿'。小鼠的策略性比有些人想象的还要强"。朱补充说:"动物学习过程中的错误通常被认为是错误。我们的工作带来了新的见解,即并非所有错误都是一样的。"如果不考虑奖赏,研究小组就能更多地了解啮齿动物的行为。当小鼠做出了正确的反应但没有得到奖励时,它在重新测试时会立即加倍做出正确的反应。"如果动物有一个任务的内部模型,那么没有奖励就应该违反它的预期。如果是这样,它就会影响后续试验的行为。这正是我们的发现。在随后的试验中,动物的表现会好很多,"库奇博特拉说。"动物会说,'嘿,我本来以为会得到奖励,但我没有,所以让我测试一下我的知识,让我利用我的知识,看看它是否正确'"。如果动物没有任务的内部模型,就不会有违反任务的预期,小鼠就会一直表现不佳。库奇博特拉说:"在学习的早期,动物就有一个期望值,当我们违反它的期望值时,它就会改变策略。它的策略出人意料"。"小鼠的这种策略与不会说话的人类婴儿的学习方式类似。库奇博特拉说,两者都具有很强的探索性,都能以各种方式检验假设。在实验过程中,他"有点像小白鼠心理学家"来解释它们的行为。就像与不会说话的婴儿打交道一样,他不得不仅从行为中推断出潜在的心理过程。他说:"这就是这个项目的真正乐趣所在,试图弄清老鼠在想什么。你必须从动物的角度去思考"。下一步,研究小组希望确定战略思维的神经基础,以及这些战略如何在不同动物之间进行比较。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429285.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1429285.htm

封面图片

研究:促进神经元的形成可以帮助恢复阿尔茨海默病的记忆

研究:促进神经元的形成可以帮助恢复阿尔茨海默病的记忆科学家们发现,在患有阿尔茨海默病(AD)的小鼠中增加新神经元的生产可以挽救动物的记忆缺陷。该研究显示,新神经元能够融入存储记忆的神经回路并恢复其正常功能。这表明,促进神经元的产生可能是治疗AD患者的可行策略。新神经元是由神经干细胞通过一个被称为神经发生的过程产生。以前的研究表明,AD患者和携带跟AD有关的基因突变的实验室小鼠的神经发生都受到损害。这种损害在大脑中一个叫做海马体的区域尤为严重,该区域对记忆的获取和检索至关重要。伊利诺伊大学芝加哥医学院解剖学和细胞生物学系的OrlyLazarov教授说道:“然而,新形成的神经元在记忆形成中的作用及神经生成的缺陷是否导致与AD相关的认知障碍目前还不清楚。”在新JEM研究中,Lazarov和他的同事们通过基因增强神经元干细胞的生存以促进AD小鼠的神经生成。科学家们删除了在神经元干细胞死亡中起主要作用的基因Bax并最终导致了更多新神经元的成熟。以这种方式增加新神经元的产生恢复了动物的认知能力,这在测量空间识别和背景记忆的两种不同测试中得到了证明。通过荧光标记在记忆获取和检索过程中激活的神经元,科学家们发现,在健康小鼠的大脑中,参与存储记忆的神经回路包括许多新形成的神经元和较老、较成熟的神经元。在AD小鼠中,这些储存记忆的回路包含较少的新神经元,但当神经发生增加时,新形成的神经元的整合得到了恢复。对形成记忆储存回路的神经元的进一步分析显示,促进神经发生也会增加树突棘的数量。这些是突触中的结构,已知对记忆的形成至关重要。此外,促进神经生成还能恢复神经元基因的正常表达模式。Lazarov及其同事证实了新形成的神经元对记忆形成的重要性,他们在AD小鼠的大脑中特意使其失活。这逆转了促进神经生成的好处并阻止了动物记忆的任何改善。Lazarov说道:“我们的研究首次表明,海马神经发生的障碍通过减少用于记忆形成的未成熟神经元的可用性,在跟AD相关的记忆缺陷中发挥了作用。综合来看,我们的结果表明,增强神经生成可能对AD患者有治疗价值。”...PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309715.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1309715.htm

封面图片

科学家发现灵长类动物和其他动物之间大脑的关键差异

科学家发现灵长类动物和其他动物之间大脑的关键差异一个多国研究小组现在已经更好了解物种之间大脑皮层神经元架构的差异,这要归功于高分辨率显微镜。波鸿鲁尔大学发育神经生物学研究小组的研究人员在PetraWahle教授的领导下,已经证明灵长类动物和非灵长类动物在其结构上一个重要差异:轴突的起源,这是负责传输被称为动作电位电信号的过程。这些结果最近发表在《eLife》杂志上。研究小组研究了各种动物,包括啮齿类动物(小鼠、大鼠)、有蹄类动物(猪)、食肉动物(猫、雪貂),以及动物学灵长类的猕猴和人类。科学家们通过使用五种不同的染色技术和对超过34,000个神经元的评估得出结论,非灵长类动物和灵长类动物之间存在着物种差异。与非灵长类动物的兴奋性锥体神经元相比,灵长类动物大脑皮层外层II和III的兴奋性锥体神经元上携带轴突的树突明显较少。此外,对于抑制性中间神经元,在猫和人类物种之间发现了携带轴突的树突细胞百分比方面的巨大差异。在比较具有初级感觉和高级大脑功能的猕猴皮层区域时,没有观察到定量差异。研究人员表示,高分辨率显微镜在研究中特别重要,这使得检测轴突起源可以在微米级准确跟踪,这在传统显微镜下有时并不那么容易。通常,一个神经元将到达树突的兴奋性输入与抑制性输入进行整合,这一过程被称为体突整合。然后,神经元决定输入是否足够强大和重要,以通过动作电位传送到其他神经元和脑区。携带轴突的树突被认为是有特权的,因为这些树突的去极化输入能够直接唤起动作电位,而无需参与体细胞整合和体细胞抑制。为什么会演变出这种物种差异,以及它对灵长类动物的新皮层信息处理可能具有的潜在优势,目前尚不清楚。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301255.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1301255.htm

封面图片

自我意识或存在于每个细胞中 那些做过器官移植的人往往人格发生改变

自我意识或存在于每个细胞中那些做过器官移植的人往往人格发生改变访问:NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器其中有一个比较出名的案例:一位20世纪90年代的心脏移植接受者,在接受了一位年轻男性音乐家的心脏后,他突然对音乐产生了热爱。这位患者在2000年的一篇论文中对科学家说:我以前从来不会弹奏,但移植后,我开始热爱音乐,我内心感受到了它。另外一些移植接受者则表示,手术后他们对食物、艺术、职业产生了新的品味。有些人甚至声称被植入了新的“记忆”,有一个匿名案例,他接受了一名被枪杀的警察的心脏,移植后几周,这位移植者就开始梦见:一道闪光出现在自己的脸上,而且看到了一个人脸。心脏捐赠者(那位被枪杀的警察)的妻子告诉研究人员,他看见的人脸和枪杀她丈夫的嫌疑人差不多。关于心脏移植还有许多更离奇的,不过最近一项新研究指出,不仅仅是心脏,任何部位的器官移植都可能导致患者人格上发生改变。该研究由美国科罗拉多大学(CU)的研究小组于今年1月份发表在《移植学》杂志上。研究人员对23名心脏接受者和24名其他器官接受者进行在线调查,发现无论接受哪种器官,近90%的人在移植手术后经历了性格变化。研究中的大多数患者表示,他们经历了四种或更多的性格变化,其中大部分变化与气质、情绪、食物、身份、宗教/精神信仰、记忆有关。研究人员因此得出结论:心脏移植接受者出现的人格变化可能并不是独一无二的,任何器官移植后都可能发生这种变化。另外,研究人员还表示,如果患者的人格变化症状确实与器官移植直接相关的话,那么这也许意味着我们的“自我意识”包含在我们身体的每个细胞中,而不仅仅是一两个器官中。科罗拉多大学的这项研究是第一个量化各种器官移植后发生的人格变化的研究,而以前的研究往往集中在心脏移植上,因为关于心脏移植的离奇轶事被认为是最极端和最持久的。值得一提的是,关于自我意识存在于每个细胞中的说法并不是这项研究首创,有一个假说——被称为“系统记忆假说”,就是假设所有活细胞都具有“记忆”。另外,这项研究总共只涉及47名样本,规模太小了,不具备统计意义,所以研究人员得出的结论也不一定有参考意义。虽然科罗拉多大学的这项研究没多少实质性价值,但是有许多非统计性的研究确实指出了至少两个关于器官移植可能会影响接受者人格的原因。第一个,虽然移植器官原有的神经连接被切断了,但这些神经仍可在器官内发挥作用。一些证据表明,器官的神经连接可能在移植手术一年后部分恢复,所以不排除包含捐赠者记忆的神经递质通过某种形式对接受者的神经系统产生生理反应,从而影响他们的性格。第二个,捐献者的细胞在移植后长达两年的时间里仍在接受者体内循环。这些捐赠者的细胞去了哪里,以及他们的DNA发生了什么尚不清楚,不过这些外来DNA一旦从细胞中逸出,它就会导致接受者出现炎症,而慢性、低度炎症已被证明会改变人格特征。总的来说,目前关于器官移植是否真的会改变接受者的人格还缺少实质性的证据。不过,这样的研究非常有必要,因为在世界范围内越来越多人接受了器官移植(2022年已经超过15万例器官移植手术)。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431520.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1431520.htm

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人