通过跨学科的合作与交流,我们能够突破传统思维的边界,开拓新的研究领域。

——院长致词

首页 > 科学研究 > 农业科技

老鼠能“想象”吗?啮齿动物在玩VR游戏时表现出想象力

本站发布时间:2023-11-18 10:54:20

霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究表明,老鼠可能有一种对路线规划至关重要的想象力。尽管当我们想到想象力时,创造性艺术就会浮现在脑海中,但这种能力也在日常任务中发挥作用,比如在我们的环境中导航。人们不断想象他们去某个地方的路线,无论是上班的常规通勤还是去一个陌生的地方旅行

这种类型的想象力由海马体控制,海马体是大脑中参与学习和记忆的区域。该研究的共同主要作者、弗吉尼亚州HHMI Janelia研究院的研究专家赖崇禧告诉《生活科学》,海马体受损的人很难想象场景,包括未来的路线。直到现在,科学家们还无法确定其他动物,如老鼠,是否具有这种形式的想象力

在周四(11月2日)发表在《科学》杂志上的这项研究中,研究人员使用虚拟现实(VR)和脑机接口来证明老鼠具有这种能力

相关:啮齿动物研究表明,神经元并不是大脑中唯一产生记忆的细胞

哥伦比亚大学祖克曼研究所的神经科学家Kenneth Kay没有参与这项工作,他说,这项研究具有挑衅性,因为它挑战了长期以来的假设,即老鼠可能无法超越眼前的环境进行思考

研究小组将电极植入大鼠大脑,以测量其海马活动。然后,他们把他们放在一个360度屏幕环绕的竞技场里,让他们沉浸在虚拟现实世界中。将大鼠放在球形跑步机上,让它们自由旋转并观看整个全景

研究人员随后训练老鼠跑向虚拟门柱接受治疗。跑步机的动作更新了老鼠在虚拟环境中的位置。经过几轮比赛,每轮比赛都在一个随机的位置有相同的门柱,老鼠们探索了整个景观

对于虚拟环境中的每组坐标,电极检测到海马体中的特定活动模式。该团队假设,如果老鼠想象沿着这些坐标走一条路线,而不是实际沿着这条路线走,它们可以重现这些模式

研究人员断开跑步机,奖励大鼠复制与目标位置相关的海马活动模式。在这个“跳线”中;任务;以2008年的同名电影命名—脑机接口将动物的;虚拟现实屏幕上的大脑活动。从本质上讲,动物通过首先思考他们需要去哪里才能获得奖励,来利用自己的想法导航到奖励。(视频署名:赖崇禧)


因此,他们设置了一个游戏,老鼠只需要思考是否向门柱移动;虚拟环境跳到基于电极读数而不是跑步机运动的坐标。这个“跳跃者”游戏以2008年一部关于心灵传送的电影命名,它表明老鼠在不蜿蜒的情况下,无论身体如何移动,都会规划通往门柱的有效路线

最后,研究人员测试了老鼠是否能想象将物体移向门柱,而不是自己

绰号“绝地武士”游戏,这需要老鼠“使用武力”将一个虚拟盒子移向门柱。啮齿动物的成功表明,它们可以利用自己的心理地图思考在环境中导航物体,而不需要移动自己

在第二个任务中,“绝地”任务—向《星球大战》致敬;老鼠仅凭意念就能把物体移动到一个地方。老鼠被固定在一个虚拟的地方,但通过控制其海马活动,将物体“移动”到虚拟现实空间中的目标,就像坐在办公室里的人想象的那样,拿着咖啡机旁边的一个杯子,在里面装满咖啡。然后,研究人员改变了目标的位置,要求动物产生与新位置相关的活动模式。(视频来源:赖崇禧)


赖指出,科学家们已经知道与人类和大鼠环境位置相对应的海马活动模式。“但直到现在还没有证明动物能够控制它” 

排行榜

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567