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你能想象果蠅也具有注意力、工作記憶和類(lèi)似意識(shí)的能力嗎？

都快趕上哺乳動(dòng)物了。

在剛登上Nature的一項(xiàng)研究中，科研人員給果蠅打造了專(zhuān)用VR設(shè)備。

在這個(gè)360度的全景環(huán)境中，果蠅雖然身上系著繩子，但是可以自由扇動(dòng)翅膀，它的動(dòng)作也會(huì)實(shí)時(shí)更新場(chǎng)景，從而產(chǎn)生自由翱翔的錯(cuò)覺(jué)。

正是在這樣的實(shí)驗(yàn)中，科研人員有了新的發(fā)現(xiàn)，他們觀察到了通常在哺乳動(dòng)物中才能觀察到的認(rèn)知能力現(xiàn)象：

果蠅微小的大腦中會(huì)有記憶的形成、消退以及“分心”等先進(jìn)的認(rèn)知能力。

這是怎么回事？難道昆蟲(chóng)與哺乳動(dòng)物差距這么?。课覀儊?lái)一探究竟。

巴甫洛夫的果蠅

這次果蠅的實(shí)驗(yàn)沿用了心理學(xué)上著名的經(jīng)典條件反射實(shí)驗(yàn)：巴甫洛夫的狗。

在給狗喂食的場(chǎng)景中，剛開(kāi)始主人一過(guò)去喂食，狗狗就會(huì)流口水，然后巴甫洛夫在每次喂食前都敲響一個(gè)鈴聲，后來(lái)狗狗聽(tīng)到鈴聲就會(huì)流口水。

在這個(gè)過(guò)程中，狗狗就把喂食（非條件刺激，US）和鈴聲（條件刺激，CS）聯(lián)系了起來(lái)。

對(duì)果蠅的實(shí)驗(yàn)也是同樣的道理，只不過(guò)把喂食換成了“用激光燙一下”，把敲鈴換成了“看T形圖案”。

當(dāng)果蠅視野中有正的“T”形圖案時(shí)，也會(huì)同時(shí)被燙一下，反之不會(huì)。這樣訓(xùn)練7次之后，在視野中同時(shí)出現(xiàn)正“T”和倒“T”時(shí)，果蠅就會(huì)“飛向”倒“T”。

這個(gè)“飛行”方向會(huì)由高速相機(jī)根據(jù)果蠅振動(dòng)翅膀的角度來(lái)判斷：

會(huì)“分心”的果蠅

在果蠅把圖案和被燙的刺激聯(lián)系在一起之后，就可以來(lái)測(cè)試它的記憶了。

例如我們可以先呈現(xiàn)圖案，等圖案消失后5-20s再開(kāi)激光去燙它。

在反復(fù)幾次之后，如果不開(kāi)激光，果蠅也能在5-20s后做出反應(yīng)，就說(shuō)明果蠅的大腦中保留了視覺(jué)刺激的痕跡。

為了判斷果蠅的記憶能保留多久，科研人員還設(shè)計(jì)了讓果蠅“分心”的干擾元素：在圖案消失后不同時(shí)間段對(duì)果蠅吹一股柔和的氣。

結(jié)果和沒(méi)有干擾氣流（白條）的情況相比，果蠅在有干擾氣流（灰條）的情況下表現(xiàn)指數(shù)下降更快，在40s后基本歸零。

這就說(shuō)明了圖案刺激可以在果蠅大腦里留下短暫的記憶，并且干擾因素可以讓果蠅“分心”，也就是存在注意力機(jī)制。

除此之外，研究人員還監(jiān)測(cè)了這個(gè)過(guò)程中果蠅大腦的活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)記憶的形成和消退都和R2，R4m神經(jīng)元活動(dòng)有關(guān)：

這部分神經(jīng)元在果蠅中央復(fù)合體的橢圓體部分，對(duì)應(yīng)到人腦中就是大腦皮層區(qū)域：

這么看來(lái)，果蠅和哺乳動(dòng)物的認(rèn)知能力之間的聯(lián)系還是很顯著的。今后說(shuō)不準(zhǔn)還可以把果蠅作為高級(jí)認(rèn)知功能的模型。

要是再聯(lián)想到昆蟲(chóng)和哺乳類(lèi)都是從同一個(gè)祖先進(jìn)化而來(lái)，這種聯(lián)系就顯得更深刻了。

加州大學(xué)圣迭戈分校的生物科學(xué)教授Ralph Greenspan也表示，可以根據(jù)分子特征和記憶存儲(chǔ)方式繪制出果蠅和哺乳動(dòng)物大腦區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，逐漸揭示人類(lèi)如何實(shí)現(xiàn)認(rèn)知功能。