

科学实验室里存在着成千上万的动物,它们充当着我们的“代理人”,它们的皮层被绘制出来,它们的流感反应被研究,这样科学家们就能了解人类是如何工作的。但在许多情况下,它们的机能和我们的机能之间几乎没有共识,科学家们需要弄清楚如何进行有用的比较。为了更好地理解这一点,大脑研究人员让人类和猴子在核磁共振成像机里观看了电影《好、坏、丑》。
目的是监测这两种生物的大脑对同一刺激的反应,追踪相关的活动,即使它们集中在大脑的不同区域。其想法是,看到手和脸应该能在两个物种中激发相似的活动模式,即使神经元在大脑解剖学上不同的位置放电。
Dante Mantini 和他的同事们设计了一种称为“跨物种活动相关性”的方法,来对比四只恒河猴和 24 名人类志愿者的脑活动。首先,他们比较了已知在这两个物种之间匹配度很高的区域的脑活动,然后尝试了在尚不了解的区域进行对比。接着,他们着手监测视觉皮层的活动。
所有研究参与者都戴着耳机观看了 30 分钟的克林特·伊斯特伍德的西部片,并听了其中的对话。人类只看了一遍,而猴子看了六遍,在此期间,研究人员扫描了参与者的眼球运动,并通过功能性磁共振成像监测了它们的神经活动。
研究人员发现,在物种之间,大脑活动的某些位置存在相似之处,但也存在一些差异。在屏幕上运动时被激活的猴子大脑区域在人类身上却处于静止状态,但这两个物种在其他区域共享活动。这是物种各自独立进化的结果——曾经可能非常相似的大脑区域已经适应了专注于不同的任务。
Mantini 和同事们写道:“这种方法可以阐明特定的功能是否保留在解剖学上对应的区域,是否在一个物种中缺失,或者是否转移到了其他皮层位置。”反过来,这可能有助于阐明人类的认知功能是如何与我们最近的近亲的认知功能相比而进化的。
正如科罗拉多大学神经科学家 Tor Wager 在对这篇论文的评论中所指出的那样,ISAC 方法确实还有一些需要完善之处——特别是视觉刺激的叙事方面的影响。人类参与者在观看电影时,看到的不仅仅是摄影和移动的人物;还有一个完整的故事线,这会影响眼球运动和整个大脑的 fMRI 活动。当伊斯特伍德说话时,人类的反应不仅仅是对他面部动作的反应,因此在物种比较时可能存在一些错误的关联(或缺乏关联)。
但 Wager 指出,这仍然是一种比较和对比不同物种大脑生理活动的有价值的方法。
Wager 写道:“必须整合这些丰富的平行信息,以越来越精确的方式将动物模型的研究结果应用于人类状况。”这项研究于周日在《自然·方法》杂志在线发表。