狗狗戴上VR眼鏡,科學家發現他們很有“時間感”

美國西北大學最近發表了一項新研究,表明狗狗能夠通過自己的神經系統判斷時間。通過檢查狗狗大腦內側的嗅皮層,研究人員發現了一組此前從未發現過的神經元。當動物在等待的時候,這些神經元就像時鐘一樣打開了。

這項研究的領導者丹尼爾-多姆貝克說:“如果你今天給你的寵物狗餵食的時間比昨天晚了一會兒,你的狗狗能夠發現嗎?我們的這項實驗獲得了肯定的答案,表明他們的大腦中確實有明確的時間指示,能夠感知時間的間隔。”

狗狗戴上VR眼鏡,科學家發現他們很有“時間感”

在設計實驗的時候,多姆貝克的團隊專注於大腦內側嗅皮質,這是位於大腦顳葉的一個區域,與記憶和導航有關。因為人類大腦的那部分負責情節記憶和編碼空間信息,所以多姆貝克認為狗狗大腦中的該區域可能也負責編碼時間。

實驗室裡的博士後研究院詹姆斯-海耶斯說:“每個記憶都有不同之處。但是所有情景記憶都有兩個特徵:空間和時間。它們總是發生在特點的環境中,並且總是依據時間具有結構化。”

為了驗證他們的假設,多姆貝克和海耶斯建立了一個名為“虛擬門檔”的任務實驗。在實驗中,狗狗在虛擬現實環境的物理跑步機上奔跑。狗狗學會沿著走廊走到位於軌道中間大約一半的門口。六秒鐘後,門會打開,讓狗狗繼續沿著走廊前進並接受獎勵。

在進行了幾次訓練後,研究人員對虛擬現實場景的格局進行了改變。在新的場景中,狗狗依然會根據變化的紋理走到曾經“門”的位置。而且,他仍然會在“門”的地方等待6秒鐘,然後沿著走廊跑去尋找他的獎勵。

狗狗戴上VR眼鏡,科學家發現他們很有“時間感”

海耶斯說:“這裡重要的一點並不是狗狗是否知道門是打開還是關閉的,因為他根本是看不見的。他能夠有效完成這項認為的唯一方式就是利用他的大腦感知時間。”

通過使用虛擬現實,多姆貝克和他的團隊可以巧妙地控制潛在的印象因素,比如開門時的聲音。多姆貝克說:“我們無法在真實環境中使門完全隱形。動物可以觸摸、傾聽、聞或以其他方式感知它。要是這樣的話,他們不必判斷時間,他們只要感到門開了就行。而在虛擬現實中,我們可以將他的所有感官全部移除。”

這項工作的含義已經遠遠超過了它本身。現在,研究人員已經發現了這些對時間編碼的神經元。他們可以研究神經退化性疾病是如何影響這些細胞的。

“因此,這可能會為那些導致阿爾茨海默氏綜合徵的早期檢測變得很簡單。我們可以要求人們判斷到底度過了多長時間,或者要求他們在虛擬現實環境中進行導航。這基本上就是讓人來來做這個‘門檔’實驗。”

“不管這種實驗有怎樣的現實意義,但至少我們發現了狗狗大腦中存在判斷時間的神經元。這本身就是一個重要的科學發現。”

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