猴子和人腦的比較揭示了人類註意力的“獨特特性”
人腦對它所關註的事情相當挑剔。我們的感官不斷受到氣味、顏色、味道和聲音的轟擊，這意味著許多資訊必須被過濾掉，這樣我們才能專註於重要的東西——比如那些能讓我們活下去的東西。但人類並不是唯一需要專註於某些線索才能生存的動物，那麼，如果有什麼區別的話，又是什麼讓我們與眾不同呢？
今天發表在《美國國家科學院院刊》上的一項小型研究表明，當人類和獼猴專註於同一項任務時，人類大腦的更多區域會活躍起來。這項發現揭示了人類的註意力網路可能會隨著時間的推移而擴充套件。這是我們進化之謎中相當重要的一塊——特別是考慮到科學家們經常用獼猴的大腦來代替我們自己的大腦。
“這確實說明瞭人腦的獨特性。”
哥倫比亞大學的神經學家、這項研究的合著者Gaurav Patel說：“我們對獼猴的註意力系統在一些非常基本的方面的不同感到驚訝。”這確實說明瞭人腦的獨特性。”
在這項研究中，研究人員使用功能磁共振成像（fMRI）觀察了八個人和兩隻獼猴在視覺註意力測試中的大腦活動。測試是這樣進行的：首先，人類和猴子必須記住一段剪貼畫，比如綠色汽車。然後，他們被要求盯著電腦螢幕中央的一個點（猴子們接受了一些額外的訓練）。當猴子和人類在這一點上扮演主角時，螢幕的各個部分會以大約每秒10個物體的速度彈出一系列影象。他們的目標是隻要看到綠色汽車出現就按一個按鈕。
圖為漲幅（橙色）-黃色）和減少（藍色）人類大腦的神經活動。信貸：Gaurav Patel/哥倫比亞大學醫學中心
在測試過程中捕捉到的功能磁共振成像資料顯示，顳頂交界區——人腦中一個在重新引導註意力方面起關鍵作用的區域——在獼猴的大腦中沒有一個類似的區域。”我們在獼猴的顳頂交界處沒有看到任何活動，”帕特爾說。研究人員還發現，在註意力任務中，人類的一些大腦區域比獼猴的活躍。最後，與獼猴相比，人類的兩個大腦半球之間有更多的交流——帕特爾說這一發現非常令人驚訝。
反應速度對獼猴來說可能更重要
然而，交流的增加並不一定意味著人腦的運作方式更好。帕特爾說，與大腦其他部分共享資訊可能會減緩人類的某些過程。如果是這樣的話，這可能是一個跡象，例如，能夠對捕食者的接近做出快速反應，對獼猴來說更重要。另一方面，人類可能“用速度換取了某種認知靈活性，”帕特爾說。
但這些差異指向了一個更大的資訊：人類似乎在進化過程中發展了一個額外的註意力控制網路，帕特爾說。這並不完全令人驚訝。人類和獼猴的最後一個共同祖先生活在大約2500萬年前，因此人們預計在那次分裂之後會出現一些相當大的差異。但是，在兩個大腦執行相同任務時進行對比，是一個很好的方法，可以將導致這些差異的進化壓力拼湊在一起。
帕特爾說：“人類社會交往的方式要複雜得多，因此他們需要比獼猴更大的能力——或者更好的能力——去捕捉那些微妙的線索，並利用這些資訊來指導他們未來的決定。”。因此，這個額外的網路有可能被用來檢測獼猴不需要的行為資訊。然而，這項研究並沒有關註社會行為，所以這個想法目前只是猜測。
"帕特爾說，我認為，最令人興奮的發現是，有一個明顯的跡象表明，人腦有一些獨特的特性，使它與其他猴子和靈長類動物區別開來(儘管他承認，人類和某些其他物種之間的差異可能沒有那麼大。）
“獼猴是註意力研究的優秀典範。”
普林斯頓大學的註意力研究員薩賓·卡斯特納說，這項研究“非常優雅”，他沒有參與這項研究。但這一發現並不能真正用來詆毀獼猴大腦模型的使用，她說麻省理工學院的神經科學家羅伯特·德西蒙也同意這一觀點。他說，許多研究表明，這兩個物種之間有許多相似之處。
德西莫還指出，功能磁共振成像的資料是有限的，因為他們是基於血液中的氧氣水平，而不是實際的神經活動。這意味著資料不是很詳細；德國不來梅大學（University of breme）的神經科學家德特勒夫•韋格納（Detlef Wegener）說：“它們是對大量神經元活動的間接測量。”。不過，這項工作確實暗示了人類註意力網路的特點是“不能完全從猴子的資料中推斷出來”，韋格納說。
人類的某些特殊性“不能完全從猴子的資料中推斷出來”
對帕特爾來說，這項研究表明，人類認知的某些方面“我們只需要在人類身上研究”，而不是在猴子身上。他還希望這項工作能促使科學家們更多地瞭解獼猴的大腦以及它是如何適應環境的。他說，關註獼猴的大腦可以揭示過去2500萬年來“人類大腦在適應自身環境方面做了什麼”。
- 發表於 2021-04-30 18:04
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