2022·中國科普月｜動物能區分照片還是真實的東西嗎？

一張照片勝過千言萬語，特別是當它像度假照片一樣觸發對圖片物體的記憶時。二維視覺刺激，例如在印刷媒體、電視或在線上看到的圖片，通常是人類獲得現實世界物品知識的方式。在這種格式中，二維刺激充當實際物理項目的符號。

感知物體的2D圖像與其3D物理形式或“圖片對物體等價”相對應的能力是一種認知功能，被認為是靈長類動物和一些鳥類等高階物種獨有的。有人認為，這種“代表性洞察力”可能超出了嚙齒動物的能力，或者在實驗設計中造成了重大問題。

佛羅里達大西洋大學研究人員的一項研究挑戰了這一理論，并提供了第一個行為證據，證明實驗室小鼠能夠具備高水平的圖像對物體感知能力。他們證實，老鼠感知到物體圖片與實際3D物體本身之間的內在區別。

使用修改后的物體識別任務，研究人員允許天真的小鼠在樣本會話期間查看物體的照片（2D刺激）。第二天，向老鼠展示了一個新穎的3D物體，前一天在2D照片中查看了實際的3D物體。

有趣的是，發表在《科學報告》上的研究結果表明，小鼠絕大多數更喜歡探索新的3D對象，而不是“熟悉”的3D對象。這一首創證據表明，小鼠可以成功執行圖片對物體等效的認知任務，讓人想起用于測試兒童和非人類靈長類動物視覺識別記憶的認知任務。重要的是，這些發現表明，在對2D視覺刺激進行編碼后，小鼠使用高階認知過程將3D項目與2D指稱的回憶記憶聯系起來。

研究結果還表明，小鼠海馬體（大腦內側顳葉記憶系統的主要結構）與人類一樣，極大地促進了圖片對物體等價所需的表示或傳遞推理。此外，他們發現，這種高階推理所需的圖像記憶取決于CA1區域背海馬體的神經元活動。

Robert W說，我們的研究挑戰了這樣一種觀點，即小鼠的感知局限性使其不適合模擬人類記憶和視覺處理，基于熟悉的識別獨立于海馬體。Stackman Jr.博士，高級作家，FAU研究生院院長，心理學系神經科學教授，FAU Charles E.施密特科學學院，也是FAU木星生命科學倡議、FAU Stiles-Nicholson大腦研究所、FAU復雜系統和大腦科學中心以及FAU人類健康和疾病干預研究所（I-Health）的成員。我們的發現還有力地支持了這種形式的非空間視覺識別記憶和圖像-物體等效性需要功能性小鼠海馬體。

如果老鼠花足夠的時間（超過30秒）查看物體的圖片，那么即使控制了低級視覺策略，它們也可以區分“熟悉”的3D物理物體和新的3D物理物體。無論物體的對稱性、相似性、視角、構圖和圖像逼真性如何，這種圖像-物體等效能力都會發生。即使控制了顏色和亮度等低級視覺特征，鼠標仍然能夠從2D圖像推廣到3D對象。

Sarah J說，在靈長類動物中，海馬體被認為在陳述性或顯式記憶中起著至關重要的作用，使個人能夠重播以前編碼體驗的“故事”。科恩博士，第一作者和博士后研究員，FAU復雜系統和腦科學中心和FAU木星生命科學倡議。“我們建議，當這些項目隨后以3D形式呈現時，該‘故事’使人們能夠識別以圖片形式學習的項目。鼠標海馬體可能會在特定上下文中編碼和整合圖像探索，作為該體驗或事件的“故事”，作為一種顯式記憶形式。”

識別記憶在小鼠身上已經確立，但這項研究的結果擴展了這項研究，表明嚙齒動物能夠通過查看圖像進行高級視覺識別和間接了解實際物體。海馬體的作用可能是檢索樣本會話期間探索的圖片的內存，鼠標可以根據該記憶與測試會話期間可用的項目之一適當匹配。

Stackman說，老鼠可以對呈現的任務刺激做出感知和概念判斷，這令人驚訝，因為圖片-對象等價被認為是靈長類動物的決定性能力。加在一起，我們的結果提供了令人信服的證據，證明小鼠可以作為有效的模型生物體，以調查哺乳動物視覺感知和識別的高階復雜方面。

其他研究的合著者是David A.小Cinalli博士，FAU Stiles-Nicholson大腦研究所；Herborg N.英國Ampersand Health博士、FAU心理學系的Brandon Hindman和心理學副教授、FAU復雜系統和大腦科學中心以及FAU Stiles-Nicholson大腦研究所成員Elan Barenholtz博士。

這項研究部分得到了授予斯塔克曼的國家衛生研究院（MH0876591）、木星生命科學倡議和FAU本科研究和調查補助金的支持。

標簽： 靈長類動物 生命科學