老鼠可以通过观察它们的朋友来学习导航,帮助我们更多地了解自己的“内部GPS”。

老鼠可以通过观察它们的朋友来学习导航,帮助我们更多地了解自己的“内部GPS”。
两部分的笼子,一个内笼和一个外笼,观察大鼠(内笼)只通过观察演示大鼠(外笼)知道食物奖励的位置。图片来源:Thomas Doublet

研究人员通过研究老鼠是否可以通过观察来学习空间,离了解动物和人类的“内部GPS”又近了一步。发表在行为神经科学前沿,研究人员表明,老鼠不需要物理探索一个环境来了解一个特定的位置;只需观察另一只老鼠就足够了。

在无脊椎动物(例如蜜蜂)、鸟类、鱼类和哺乳动物中都有通过观察学习的报道。学习新的任务和环境对一个人的生存和幸福至关重要。

通过观察学习是最常见的从学校到日常生活,”挪威科技大学的Thomas Doublet博士说。

大脑地图

研究表明,由于认知地图的形成,动物和人类能够导航距离和空间。认知映射过程的基础功能细胞类型提出了网格细胞、边界细胞、头向细胞和位置细胞。例如,位置细胞是海马体中的一个神经元,当动物进入一个被称为位置场的特定空间时,它就会变得活跃。

人们对控制这些认知地图和疑似伴随细胞的过程仍然知之甚少,包括它们是否可以在仅被观察到的空间中形成,或者是否需要对某个空间的直接体验。

当研究这些认知脑图时,老鼠是优秀的动物是众所周知的。此前的一项研究表明,只有在直接探索后,它们的大脑才会创建一个未探索空间的稳定位置细胞地图。这就提出了一个问题:老鼠是否可以只通过观察而不事先进行任何探索来学习空间?

为了找到这个问题的答案,Doublet和他的同事们设计了一个与之前的研究几乎相同的观察空间任务。

学习奖励地点

“我们想知道是否可以远程获取,”Doublet解释道。“这对于理解如何生成和稳定空间表示非常重要。”

研究人员设计了一个由两部分组成的笼子,一个内笼和一个外笼,观察鼠(在内笼)只通过观察演示鼠(在外笼)了解食物奖励的位置。观察训练结束后,观察大鼠可以探索外笼并找到奖励。

研究人员将观察大鼠的表现与未经训练的幼稚大鼠的表现进行了比较,即没有经过观察训练的大鼠必须找到奖励。

观察大鼠的表现优于幼稚大鼠(100%成功vs . 12%成功),这意味着大鼠可以了解一个物理空间,并可以在之前没有物理探索的情况下找到奖励位置;只需观察另一只老鼠就足够了。

此外,研究人员还注射了CPP(一种受体拮抗剂,它能阻止新形成的海马空间的稳定,但不会破坏已经形成的海马空间),以测试它是否会影响大鼠的表现。CPP的注射不影响观察任务,这意味着观察到的空间要么通过单独的观察而稳定,要么稳定的位置细胞表示对空间任务的执行不是必需的。

我们的内部GPS

“我们的研究表明,通过观察形成的空间的认知表征是稳定的,动物可以利用它在观察到的空间中更有效地导航,”Doublet指出。“这项研究是一种更好地理解我们的大脑是如何表现同质行为的方法,也是一种更好地理解我们内部GPS是如何工作的方法。”

“虽然这些发现可能是更好地理解我们内部GPS的重要见解,”他继续说,“但这项研究并没有解释这种稳定表示究竟是什么,以及它是如何产生的。我们是否使用相同的神经元来表示观察到的和自我体验还有待研究。”


进一步探索

蜂巢迷宫揭示海马体在导航决策中的作用

更多信息:Thomas Doublet等人,单靠观察的空间任务社会学习,行为神经科学前沿(2022)。DOI: 10.3389 / fnbeh.2022.902675www.frontiersin.org/articles/1…2022.902675/摘要
所提供的前沿
引用:老鼠可以通过观察它们的朋友来学习导航,帮助我们更多地了解我们自己的“内部GPS”(2022年,7月13日),检索自2022年8月29日//www.puressens.com/news/2022-07-rats-friends-internal-gps.html
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