就像微型绝地武士一样,老鼠可以用大脑移动数字物体

老鼠可以想象自己身处其他地方。为了做到这一点,它们会激活大脑中的某些神经细胞
老鼠可以举起数字立方体并将其扔到目标附近,而无需抬起爪子。但这些小小的、毛茸茸的尤达并不是使用原力的绝地武士。它们只是使用想象力的啮齿动物。科学家现在得出结论,这种心理技巧确实表明,老鼠可以在熟悉的地方想象新的情况。这可能暗示了想象力是如何运作的。
11 月 3 日,科学家在《科学》杂志上描述了老鼠的新技能。
艾伯特·李是一位神经学家,专门研究大脑。他在霍华德·休斯医学研究所 (HHMI) 珍妮莉亚研究园区进行了这项研究。该园区位于弗吉尼亚州阿什本。这项研究的目的不是研究老鼠能否成为绝地武士。李和他的团队想知道大脑如何回想过去以重温记忆或跳跃到未来以想象未来。
这一过程有时被称为“精神时间旅行”。李说:“这是让我们的内心精神生活变得丰富多彩和有趣的部分原因。”
部分时间旅行可能发生在海马体中。这些海马形结构位于大脑两侧深处。海马体保存着心理地图,显示动物在空间中的位置。
但那里的细胞有很多功能。其中许多功能仍然相当神秘。“显然有很多事情需要考虑,”Mayank Mehta 说。他使用物理学方法来更好地理解大脑。他在加州大学洛杉矶分校工作,没有参加这项新研究。
为了追踪心理时间旅行,李说他的团队首先问了一只老鼠一个简单的问题:你能身处一地,却想着另一个地方吗?“老鼠不会做比这更花哨的事情。我们不会要求它们回忆自己的暑假,”李说。他现在是贝斯以色列女执事医疗中心的霍华德休斯医学研究所科学家。该中心位于马萨诸塞州波士顿。
李与其他研究人员合作,其中包括神经学家兼工程师赖崇熙。他们训练老鼠在球形跑步机上移动。这有点像在球上行走。老鼠利用球在投射到周围屏幕上的 3D 虚拟世界中移动。当动物在虚拟世界中四处探索时,电极会记录老鼠海马体细胞的信号。随着时间的推移,科学家们能够将这些细胞活动模式与虚拟世界中的斑点相匹配。
一旦老鼠探索了那个世界,研究人员想知道老鼠是否能想象出穿越它的新路径。
这些动物被训练在脑海中将虚拟立方体移动到弯曲柱子的顶部。但这一次,老鼠没有使用跑步机。相反,它们只通过大脑活动来控制虚拟世界。如果它们正确地移动了立方体,它们就会得到奖励:水。诀窍是:这些动物必须学会不动一动肌肉就能移动立方体。
经过一些训练,这些毛茸茸的学徒掌握了这一点。他们学会了激活海马体中的正确细胞模式。在这样做的同时,他们在精神上将立方体放在扭曲的柱子附近几秒钟。老鼠还可以在虚拟世界中移动自己。它们可以利用海马体中的活动将身体“传送”到柱子上。

如何理解新发现
“这是一项了不起的研究,”梅塔说。“它开启了许多令人兴奋的可能性。”他说,了解海马体如何实现这一技巧可能有一天会帮助研究人员诊断和治疗记忆障碍。
放置在人脑不同部位的电极已经让人们能够控制电脑。这些设备还可以帮助人们使用机械肢体。李说,制造使用海马体信号的设备可能有一天能让人们只用大脑就能在虚拟现实中“移动”物体。
Daoyun Ji 是德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的神经学家。他说,新研究结果证明老鼠可以利用想象力来完成任务。而且不仅仅是老鼠。“我们人类很可能也会通过激活海马记忆来想象,”他说。
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