2022·中国科普月｜动物能区分照片还是真实的东西吗？

一张照片胜过千言万语，特别是当它像度假照片一样触发对图片物体的记忆时。二维视觉刺激，例如在印刷媒体、电视或在线上看到的图片，通常是人类获得现实世界物品知识的方式。在这种格式中，二维刺激充当实际物理项目的符号。

感知物体的2D图像与其3D物理形式或“图片对物体等价”相对应的能力是一种认知功能，被认为是灵长类动物和一些鸟类等高阶物种独有的。有人认为，这种“代表性洞察力”可能超出了啮齿动物的能力，或者在实验设计中造成了重大问题。

佛罗里达大西洋大学研究人员的一项研究挑战了这一理论，并提供了第一个行为证据，证明实验室小鼠能够具备高水平的图像对物体感知能力。他们证实，老鼠感知到物体图片与实际3D物体本身之间的内在区别。

使用修改后的物体识别任务，研究人员允许天真的小鼠在样本会话期间查看物体的照片（2D刺激）。第二天，向老鼠展示了一个新颖的3D物体，前一天在2D照片中查看了实际的3D物体。

有趣的是，发表在《科学报告》上的研究结果表明，小鼠绝大多数更喜欢探索新的3D对象，而不是“熟悉”的3D对象。这一首创证据表明，小鼠可以成功执行图片对物体等效的认知任务，让人想起用于测试儿童和非人类灵长类动物视觉识别记忆的认知任务。重要的是，这些发现表明，在对2D视觉刺激进行编码后，小鼠使用高阶认知过程将3D项目与2D指称的回忆记忆联系起来。

研究结果还表明，小鼠海马体（大脑内侧颞叶记忆系统的主要结构）与人类一样，极大地促进了图片对物体等价所需的表示或传递推理。此外，他们发现，这种高阶推理所需的图像记忆取决于CA1区域背海马体的神经元活动。

Robert W说，我们的研究挑战了这样一种观点，即小鼠的感知局限性使其不适合模拟人类记忆和视觉处理，基于熟悉的识别独立于海马体。Stackman Jr.博士，高级作家，FAU研究生院院长，心理学系神经科学教授，FAU Charles E.施密特科学学院，也是FAU木星生命科学倡议、FAU Stiles-Nicholson大脑研究所、FAU复杂系统和大脑科学中心以及FAU人类健康和疾病干预研究所（I-Health）的成员。我们的发现还有力地支持了这种形式的非空间视觉识别记忆和图像-物体等效性需要功能性小鼠海马体。

如果老鼠花足够的时间（超过30秒）查看物体的图片，那么即使控制了低级视觉策略，它们也可以区分“熟悉”的3D物理物体和新的3D物理物体。无论物体的对称性、相似性、视角、构图和图像逼真性如何，这种图像-物体等效能力都会发生。即使控制了颜色和亮度等低级视觉特征，鼠标仍然能够从2D图像推广到3D对象。

Sarah J说，在灵长类动物中，海马体被认为在陈述性或显式记忆中起着至关重要的作用，使个人能够重播以前编码体验的“故事”。科恩博士，第一作者和博士后研究员，FAU复杂系统和脑科学中心和FAU木星生命科学倡议。“我们建议，当这些项目随后以3D形式呈现时，该‘故事’使人们能够识别以图片形式学习的项目。鼠标海马体可能会在特定上下文中编码和整合图像探索，作为该体验或事件的“故事”，作为一种显式记忆形式。”

识别记忆在小鼠身上已经确立，但这项研究的结果扩展了这项研究，表明啮齿动物能够通过查看图像进行高级视觉识别和间接了解实际物体。海马体的作用可能是检索样本会话期间探索的图片的内存，鼠标可以根据该记忆与测试会话期间可用的项目之一适当匹配。

Stackman说，老鼠可以对呈现的任务刺激做出感知和概念判断，这令人惊讶，因为图片-对象等价被认为是灵长类动物的决定性能力。加在一起，我们的结果提供了令人信服的证据，证明小鼠可以作为有效的模型生物体，以调查哺乳动物视觉感知和识别的高阶复杂方面。

其他研究的合著者是David A.小Cinalli博士，FAU Stiles-Nicholson大脑研究所；Herborg N.英国Ampersand Health博士、FAU心理学系的Brandon Hindman和心理学副教授、FAU复杂系统和大脑科学中心以及FAU Stiles-Nicholson大脑研究所成员Elan Barenholtz博士。

这项研究部分得到了授予斯塔克曼的国家卫生研究院（MH0876591）、木星生命科学倡议和FAU本科研究和调查补助金的支持。

标签： 灵长类动物 生命科学