老鼠4个小时学会开车,科三还没过的你怎么看?

来源:科普中国发布时间:2019-11-14

学开车前,大鼠需要进行封闭式集训。

  很少有人会喜欢老鼠,不管是家里的还是实验室里的,但不得不承认,它们算得上一种聪明的动物。科学家在实验室里教会了老鼠各种新技能,比如学会使用工具、从伙伴脸上识别情绪,甚至走迷宫。现在,老鼠又学会了一项新技能,那就是开小汽车去拿美味的果脆圈。 

图片来源:www.zcool.com.cn 

老鼠开汽车 图源:Kelly Lambert / The University of Richmond) 

    

  老鼠开的车长啥样? 

  小老鼠开的车自然不是人类开的,而是特别为老鼠设计的四驱车。这种四驱车是由智能玩具组件改装而成的:通过组装一个食品塑料盒,防止小鼠逃跑;连接的三根铜丝,让小老鼠可以通过接触铜丝来操控汽车的前进和左右方向。 


被改装之前的智能玩具ELEGOO UNO R3 Project Smart Robot Car Kit V 3.0 图源:amazon.com 

    

  因为老鼠的英文单词是rat,由老鼠操纵的四驱车自然叫作rat-operated vehicle,简称为ROV。 

    

  学开车前,大鼠需要进行封闭式集训 

  不是所有老鼠都能学会开车的。随便抓到的老鼠当然不会开车了,会开小汽车的不是普通小鼠,而是被训练过的老鼠,准确来说是大鼠。这里额外科普一下,rat是指大鼠,mouse是小鼠。大鼠和小鼠在专业上不是一种动物,大鼠比小鼠在体型上大得多。  

  这些大鼠从小就在环境丰容(Environmental enrichment)的条件下长大。什么是环境丰容?简单来说就是对大鼠的生长环境进行装修,改善环境质量。比如给老鼠笼子里加一些梯子、隧道、玩具、转轮等等,相当于在老鼠监狱里加装了儿童活动中心。 

    

  

A为普通饲养 B为环境丰容下饲养 图源:EHU 

    

  装这些小玩具有很多好处,通过在小老鼠长身体的阶段刺激大脑的发育,让大脑的突触发生率更高,树突更复杂。大脑活动增加了,自然就更聪明了[1]。有研究表明,环境丰容下饲养的老鼠大脑皮层较厚(3.3-7%) ,比一般的老鼠多了25% 以上的神经突触。 

  那些大鼠天天在笼子里玩着各种小箱子,小木块,研究人员每周给它们换新玩具,在这样的条件下生活了4个月之后,大鼠们就开始学开车了,当然没有驾照的那种。 

学会开车的大鼠 图源:the verge 

    

  大鼠4个小时学会开车,科三还没过的你怎么看? 

  和其他的动物训练一样,训练大鼠开车也是需要奖励的,这种奖励就是彩色甜麦圈。研究人员设定了一个远处的目标,大鼠进了车里后只能开车过去触碰目标,触碰到之后就有甜麦圈奖励,不然就吃不到。 

  

彩色甜麦圈 图源:Wikipedia 

    

  随着训练的进行,大鼠的驾驶距离越来越远,其中有两只大鼠颇为出色,在大约一个月的训练后(每周至少四次15分钟的课程),学会了开车前进大约110厘米的距离。想得到甜点可不容易,因为路径并不是直线,需要学会控制方向,对于老鼠来说这可是一件复杂的事。 

  

吃着甜麦圈的大鼠 图源:the verge 

    

  学会开车一周后,研究人员决定不给甜麦圈作为奖励了,直接让它们开车到目标,当然大鼠也习惯了开车去目的地,也不计较这一两块甜麦圈了。最后大鼠对于开车已经驾轻就熟,想要到目的地都不打算走路而是选择开车,毕竟还是开车方便。 

Gif图 来源:youtube 

    

  老鼠学开车助科学家找到获得满足感的方法 

  老鼠学会开车这件事,除了说明它们还算一种比较聪明的动物外,还说明环境丰容对动物大脑的影响很大。动物长期在这样的环境中,有机会进行更多的互动行为,表现出更强的复杂动物行为,这相当于对大脑进行了一种锻炼。 

  环境丰容不仅对大鼠这类啮齿动物有效果,对灵长类动物也有效果,中国有科学家对动物园里的猩猩做过环境丰容实验,发现环境丰容可以引导其形成一些特定的行为,增加行为的多样性。虽然还没有对人类做过类似的环境丰容实验(因为实验过后要解剖看大脑,这明显不是人道行为),但可以相信在人类的婴幼儿时期,如果接触更多的行为互动,他们的大脑突触可能会比那些被束手束脚的婴儿大脑突触更复杂。 

  当然,科学家还从参与研究的大鼠排出的粪便中有了些新发现。研究人员发现那些学会开车的老鼠中,它们的粪便里的脱氢表雄酮(DHEA)水平更高。脱氢表雄酮是一种肾上腺皮质激素,人类在应激时会分泌皮质酮,这种物质被证明可以改善情绪。这说明,老鼠会从学会开车这件事中能获得满足感。对于人类,我们把这种拥有新技能完成某项工作的感觉,称为自我效能感。 

  因此,为了获得更多的满足感和愉悦感,还没学会开车的人赶紧去学车吧。 

    原文标题《老鼠都会开车了,你的驾照还没考下来?》

  参考文献: 

  [1]https://en.wikipedia.org/wiki/Environmental_enrichment 

  [2]Diamond MC, Krech D, Rosenzweig MR (August 1964). "The Effects of an Enriched Environment on the Histology of the Rat Cerebral Cortex". J. Comp. Neurol. 123: 111–20. 

  [3]廖辉,田秀华,吴登虎,张邓华,殷毓中,钟灵,袁梨,邹艳,滕明生,田时飞.环境丰容对圈养猩猩行为的影响[J/OL].经济动物学报:1-7[2019-10-29].https://doi.org/10.13326/j.jea.2019.1389 

  [4]https://www.health.harvard.edu/newsletter_article/In_brief_DHEA_for_depression 

  [5]Diamond MC, Krech D, Rosenzweig MR (August 1964). "The Effects of an Enriched Environment on the Histology of the Rat Cerebral Cortex". J. Comp. Neurol. 123: 11120. 

扫码加蝌蚪五线谱微信