發(fā)布時(shí)間：2017-02-14
2月13日，《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）在線(xiàn)發(fā)表了題為《經(jīng)過(guò)鏡前視覺(jué)－本體位置偶聯(lián)訓練的恒河猴自發(fā)的表現出鏡像自我識別的能力》的研究論文，該研究由中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心非人靈長(cháng)類(lèi)研究平臺的龔能博士團隊與蒲慕明研究員合作完成。該研究通過(guò)設計了一種新的視覺(jué)－本體位置偶聯(lián)訓練方法，發(fā)現經(jīng)過(guò)訓練的恒河猴自發(fā)的表現出鏡像自我識別的能力。鏡像測試是檢測自我識別和自我意識的常用實(shí)驗方法，過(guò)去只有人類(lèi)和少數類(lèi)人猿等通過(guò)該測試，因此自我意識一般被認為只存在于人類(lèi)和類(lèi)人猿等高等靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中。該研究發(fā)現當恒河猴通過(guò)訓練學(xué)會(huì )使用鏡子（即明白鏡子內外的位置對應關(guān)系）后，自發(fā)的通過(guò)了鏡像“標記測試”并表現出了各種照鏡子的行為。這個(gè)結果說(shuō)明鏡像測試用于驗證自我意識的局限性，并提示自我意識相關(guān)的高等認知功能可能存在于更多更低等的物種中，并需要更合適的實(shí)驗手段揭示。同時(shí)，該研究為自我意識的神經(jīng)機制研究提供了重要的線(xiàn)索。
自我意識作為人類(lèi)最重要的高等認知功能之一，其神經(jīng)機制并不清楚，其中一個(gè)重要的限制就是動(dòng)物模型的缺乏。能夠識別鏡中的自我被認為是驗證自我意識的有效手段，鏡前的“標記測試”，即在被試不知情的條件下在其臉上涂上顏料標記，看被試會(huì )不會(huì )在鏡子前觸摸和檢查臉上的標記，被認為是經(jīng)典的檢測方法，并被用于人類(lèi)和多種動(dòng)物。之前公認的只有人類(lèi)和少數類(lèi)人猿可以通過(guò)鏡像測試，所以自我意識被認為只在這些高等靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中才有。但是，領(lǐng)域內一個(gè)重要的爭議問(wèn)題就是動(dòng)物不能通過(guò)鏡像“標記測試”到底是因為動(dòng)物不具備自我意識相關(guān)的認知能力，還是這個(gè)方法本身不足以揭示這種能力。
神經(jīng)所非人靈長(cháng)類(lèi)研究平臺龔能博士團隊在2015年的一項研究中，已經(jīng)發(fā)現經(jīng)過(guò)視覺(jué)－感覺(jué)偶聯(lián)訓練后的恒河猴表現出鏡像自我識別的行為。然而，視覺(jué)－感覺(jué)偶聯(lián)的訓練方案是直接在恒河猴臉部進(jìn)行訓練，通過(guò)較高功率的激光在猴臉部產(chǎn)生熱感誘導猴子去觸摸臉上的光點(diǎn)。對于該結果的一個(gè)爭議在于猴子觸摸臉上標記的行為被認為是一種被教出來(lái)的條件化的行為，不代表自發(fā)的鏡像自我識別。因此，在此項研究中，團隊成員重新設計了實(shí)驗方案，即只教恒河猴如何使用鏡子當工具去找尋身邊的物體或光點(diǎn)，而不在實(shí)驗猴的臉部以及身體上進(jìn)行任何訓練。具體訓練方案為在恒河猴的頭部?jì)蓚确胖梅叫渭埌?，將激光點(diǎn)照到紙板上，訓練恒河猴根據鏡子影像來(lái)觸摸頭部?jì)蓚鹊墓恻c(diǎn)（附圖A）。當訓練的3只恒河猴都能很精準的利用鏡子影像觸摸到紙板上的光點(diǎn)后，實(shí)驗人員將光點(diǎn)移到猴子的臉上，發(fā)現3只猴子都能很準確的觸摸臉上的光點(diǎn)，進(jìn)而自發(fā)的通過(guò)了鏡前“標記測試”，并表現出典型的照鏡子的行為，即利用鏡子檢查自己身體上本來(lái)看不到的部位（附圖B）。
此工作進(jìn)一步證明了恒河猴確實(shí)具備鏡像自我識別的能力，視覺(jué)－本體位置偶聯(lián)訓練方法可以進(jìn)一步結合腦電和核磁成像等手段用來(lái)研究恒河猴自我意識的神經(jīng)基礎。更重要的是，該研究表明了目前最公認的鏡像“標記測試”用于檢測動(dòng)物是否具備自我意識的局限性，即動(dòng)物不能通過(guò)鏡像“標記測試”并不能說(shuō)明動(dòng)物不具備該能力，自我意識相關(guān)的高等認知功能可能存在于更多更低等的物種中，并需要更合適的實(shí)驗手段來(lái)揭示。
該項工作由神經(jīng)所非人靈長(cháng)類(lèi)平臺的常亮堂和章世昆在龔能博士與蒲慕明研究員的共同指導下完成。該研究得到了科技部973項目、中科院戰略先導項目、中科院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )的支持。
圖注：A.視覺(jué)－本體位置偶聯(lián)訓練; B. 恒河猴鏡像自我識別能力
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