研究人员首次展示了鸟类大脑中的自觉过程

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通过测量大脑信号,蒂宾根大学的神经科学研究小组首次证明了弯曲的鸣禽具有主观经验。同时记录行为和大脑活动,使以安德里亚斯·尼德(Andreas Nieder)教授为首的小组能够证明乌鸦能够自觉地感知到感觉输入。直到现在,这种意识只在人类和其他灵长类动物中得到了证实,它们的大脑结构与鸟类完全不同。尼德说:“我们的研究结果为了解意识及其神经生物学限制的发展开辟了一条新途径。” 该研究已于2020年9月24日发表在《科学》杂志上。



对于人类和动物界中最亲近的非人类灵长类动物而言,我们有意识地感知事物的能力位于大脑皮层中。多年来的研究一直在讨论具有完全不同的大脑结构而没有大脑皮层的动物是否也具有意识。然而,到目前为止,还没有实验神经学数据支持这种说法。


为了追踪鸟类的自觉过程,图宾根的科学家训练了两只乌鸦:他们必须通过摇动头来发出信号,告知他们是否在屏幕上看到了刺激。大部分刺激在感觉上是明确的:不同的试验显示亮点或完全没有刺激,而乌鸦则分别可靠地表明了这些刺激的存在与否。但是,有些刺激是如此微弱,以至于它们处于感知的极限:对于相同的微弱刺激,乌鸦有时表明他们已经看到了,而在其他情况下,他们报告说没有刺激。在这里,乌鸦的主观感受开始发挥作用。


当乌鸦对视觉刺激做出反应时,研究人员同时记录了单个神经细胞的活动。在大脑中。当乌鸦报告看到某物时,在刺激出现和行为反应之间的时间内神经细胞活跃。如果他们没有感觉到刺激,神经细胞将保持沉默。出乎意料的是,有可能基于神经细胞的活动来预测乌鸦在刺激方面的主观感受。Nieder解释说:“预期代表主观成分的视觉输入的神经细胞将以相同的方式对恒定强度的视觉刺激做出反应。但是,我们的结果最终表明,乌鸦大脑处于较高加工水平的神经细胞是受主观经验影响,或更确切地说,产生主观经验。”


这意味着就进化史而言,意识的起源在动物界可能比以前想像的更古老,更广泛。尼德说:“人类和乌鸦的最后祖先生活在3.2亿年前。” “很可能那时的感知意识就出现了,并且从那以后就被传下来了。” 神经生物学家解释说,另一种情况是感知意识在这些遥远相关的物种中完全独立发展,“无论如何,可以在结构不同的大脑中实现意识体验的能力,而与大脑皮层无关。”


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