參考消息網(wǎng)9月17日報道 路透社9月15日消息,科學(xué)家把人類大腦的一個關(guān)鍵基因拼接到老鼠體內(nèi),雖然離科幻迷們熱衷的那種大腦移植還很遙遠,但已經(jīng)向那個方向邁出了一步。
科學(xué)家15日報告說,在首次進行的一項旨在評估某個不同物種的部分“人性化”的大腦如何影響重要認(rèn)知功能的研究中,攜帶一個與語言相關(guān)的人類基因的老鼠在學(xué)習(xí)在迷宮中找到食物的新方法時比普通老鼠學(xué)得快。
這項研究通過隔離某個基因的作用,更為清楚地顯示了該基因的功能,并暗示了導(dǎo)致人類大腦獨特功能的進化變異。
在這項研究中,科學(xué)家利用了數(shù)百只攜帶人類Foxp2基因的轉(zhuǎn)基因老鼠。Foxp2是一個與說話和語言相關(guān)的基因。在2009年的一項研究中,攜帶人類Foxp2基因的老鼠生成了更為復(fù)雜的神經(jīng)元和更為有效的大腦回路。
在這一基礎(chǔ)上,麻省理工學(xué)院的克麗絲琴·施賴魏斯和安·格雷比爾領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)學(xué)家團隊訓(xùn)練老鼠在迷宮中尋找巧克力。老鼠有兩個選擇,利用地標(biāo),比如從迷宮中能看到的實驗室設(shè)備和家具(在丁字路口轉(zhuǎn)向椅子),或者根據(jù)地面織物的觸感(光滑,向右轉(zhuǎn);粗糙,向左轉(zhuǎn))。
科學(xué)家在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》月刊上報告說,攜帶人類基因的老鼠7天的學(xué)習(xí)成果與普通老鼠11天的學(xué)習(xí)成果一樣。
不過令人驚訝的是,當(dāng)科學(xué)家移走房間內(nèi)的所有地標(biāo),這樣老鼠只能根據(jù)對地面織物的觸感來認(rèn)識路線時,普通老鼠和有人類基因的老鼠做得一樣好。在保留地標(biāo)但移走地面織物時,兩種老鼠也做得一樣好。
只有在老鼠可以同時使用兩種學(xué)習(xí)技巧時,攜帶人類大腦基因的老鼠才表現(xiàn)突出。
格雷比爾說,這表明,人類基因的作用是提高認(rèn)知靈活性,即在所謂的敘述式學(xué)習(xí)中讓大腦從有意識地記憶(在加油站左轉(zhuǎn))連貫地過渡到無意識記憶(在地面從瓷磚變成地毯時右轉(zhuǎn))。
無意識學(xué)習(xí)或稱程序性學(xué)習(xí)是地面觸感這類提示引發(fā)的學(xué)習(xí)方式,即老鼠無需有意識地思考粗糙和光滑的意義。它們憑感覺,然后轉(zhuǎn)向,就像人們在一條固定路線上不再有意識地考慮方向,而是自動導(dǎo)航。
格雷比爾說:“沒有人知道大腦如何從有意識地思考轉(zhuǎn)向無意識地行動。但攜帶人類Foxp2基因的老鼠要表現(xiàn)好得多?!?/p>
如果在不同學(xué)習(xí)形式之間進行轉(zhuǎn)換的認(rèn)知靈活性是由Foxp2產(chǎn)生的,那么這或許有助于解釋該基因在說話和語言中發(fā)揮的作用。兒童學(xué)說話時會從有意識地模仿聽到的話語轉(zhuǎn)向脫口而出。
格雷比爾說,這表明從敘述式記憶轉(zhuǎn)向程序性記憶——老鼠因攜帶Foxp2而在這方面表現(xiàn)如此突出——“是這個過程中的關(guān)鍵部分”。