老鼠基本上沒有大腦,但仍然可以看到,聽到,聞到和感覺到

老鼠基本上沒有大腦,但仍然可以看到,聽到,聞到和感覺到

心理學教授克雷格·費里斯(Craig Ferris),普拉夫恩·庫爾卡尼(Praveen Kulkarni)及其團隊監督了一隻老鼠的發現,這種老鼠可以看到,聽到,聞到和感覺像它的同齡人,即使它基本上沒有大腦走動。圖片來源:Ruby Wallau /東北大學

一天,克雷格·弗里斯(Craig Ferris)實驗室的科學家正在掃描一隻非常老的老鼠的大腦,發現他像其他老鼠一樣可以看到,聽到,聞到和感覺到,但是它基本上沒有大腦走動,並且很可能自出生以來。

這隻老鼠叫R222,確實有大腦。但是它的大腦在充滿腦積水的情況下充滿了液體,因此已經壓縮和塌陷,並且通常在大腦中執行的許多功能已重新定位到未被液體吸收的區域。

這為東北大學心理學教授費里斯(Ferris)提供了工具,以研究即使在空間狹窄的情況下,大腦仍能保持強大的力量。他說,這甚至可能影響機器學習的永恆目標:您能做到多小卻還能完成工作?

事實證明,它非常小,至少在R222的情況下如此,但是對空間的有效利用取決於大腦的重組能力。費里斯說,這種被稱為神經可塑性的能力是一種廣泛記錄的現象,但是這種極端的例子很少見。

他說,在R222的情況下,視覺輸入的處理“分佈在大部分剩餘的大腦上,而同一事物帶有氣味和觸感”。最初掃描顯示是一隻無腦的老鼠,實際上是一隻大腦被推開並像煎餅一樣展平並繼續工作的老鼠。

老鼠基本上沒有大腦,但仍然可以看到,聽到,聞到和感覺到

心理學教授克雷格·費里斯(Craig Ferris)指的是對正常老鼠的大腦進行掃描。相比之下,R222大腦的重要部分崩潰並重新定位,即使是訓練有素的眼睛也無法遮蓋主要的腺體和區域。圖片來源:Ruby Wallau /東北大學

Ferris的實驗室,即轉化神經成像中心,最初從Alexion Pharmaceuticals獲得了R222作為一組測試動物的一部分,用於衰老研究,而Ferris的團隊與任何類似的項目一樣,開始了這項研究:通過對動物進行初步掃描。在進行此操作時,Ferris的同事在計算機上標記了某些內容。費里斯說:“當我看著屏幕時,我所看到的基本上是一隻沒有大腦的老鼠。”

用弗里斯的話說,R222是“自然界的奇蹟之一”,因為這樣嚴重的畸形不太可能生存兩年(就像生活70多年)。他說,鑑於此,“我們有這個獨特的機會來嘗試瞭解這種動物如何生存”,R222的行為基本上與其他大鼠一樣,這一壯舉更加令人印象深刻:對這種極端異常的成功適應表明該動物具有這種能力。自誕生起。

但是,首先,該團隊必須測量R222實際上與該隊列中的其他大鼠有多相似。為了評估記憶力,研究人員將每隻動物放在一個有機玻璃盒子中,觀察它對新空間及其內部物體的反應。然後,他們觀察了老鼠在迷宮中導航的情況,以進一步顯示記憶力以及空間學習技能,並測量了動物在平衡木上行走時的身體行為。

除了其中一項任務外,R222的執行情況與其他大鼠一樣。

例外是正在探索一個新穎的環境-其他老鼠四處走動並對周圍環境表現出興趣,R222呆滯了。費里斯說,就其本身而言,後一種行為不會表明有什麼令人失望的事情。這種探索失敗在焦慮動物中很常見。因此,R222除了可能出現焦慮加劇之外,還可以正常運行,而且重要的是,看起來很正常。

老鼠基本上沒有大腦,但仍然可以看到,聽到,聞到和感覺到

在轉化神經影像研究中心,研究人員研究了大腦在疾病中的作用。這包括老化,一旦團隊收到R222,這一方面就變得尤為重要。圖片來源:Ruby Wallau /東北大學

然而,看似像海馬一樣重要的大腦區域(處理記憶),卻如此扭曲,以至於費里斯和他的團隊甚至看不到它們。直到他們在大腦中追蹤到化學物質之後,他們才能夠驗證確實是海馬體是被擠壓,移位的物體推向大腦後部的。

費里斯說:“腦幹的下部使一切都塌陷了。” “這隻動物與其他所有動物一樣,一開始就完全不遵循進化賦予它的生命,以幫助其生存。”

對於老鼠來說,這就足夠了。正如Ferris所說,“他們一生的大部分時間都是通過鼻子工作。” 但是人類也能以更少的腦力度過難關嗎?

弗里斯說,這有可能。實際上,在Ferris和他的合著者在他們的研究中提到的一個案例中,一名神經科醫生髮現智商為126和大腦大部分為流動性的大腦並不是相互排斥的。

費里斯說:“ 我經常被踢出的一件事是,我們對大腦的高度組織以及這種大腦的複雜性感到驕傲。” “我們確實非常關注皮質,在這裡您遇到了幾乎可以消除皮質的大部分情況,而皮質並沒有太大的區別。”


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