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▎药明康德内容团队编辑
“镜子测试”，是一项评估动物自我认知能力的经典测试，只有极少部分动物能顺利通过。而就在最近，神经科学领域权威期刊Neuron上线的一篇新论文表明，又有一种动物跻身“测试通过”的名单，那就是为人类生物医学研究做出了杰出贡献的动物：小鼠。利用这种实验动物，研究人员还进一步破解了一个长久以来“黑箱”，首次揭示了自我识别背后的神经机制。
“镜子测试”最早由科学家在1970年提出，通过动物是否能辨别出它的镜中像是它自己，来判断动物是否有自我意识。第一批通过测试的动物只有黑猩猩、红毛猩猩，海豚和大象等少数几个物种，当然还有人类。
经典的镜子测试大致是这样：在让动物熟悉了镜子的存在后，用没有气味的颜料在动物身上涂两个标记，其中一个标记的位置在照镜子时可以很容易看到，例如额头，另一个标记则涂在照镜子时无法看到的位置作为对照，例如后背；然后观察动物的反应，从中判断它们是否能通过照镜子意识到自己身上有一个颜料标记。
过去的几十年里，科学家们根据不同物种的习性调整实验条件后，又发现了几种能够通过镜子测试的动物，比如恒河猴、日本猕猴，哺乳动物以外还有欧亚喜鹊、北美星鸦、一种清洁珊瑚礁的裂唇鱼。
图片来源：123RF
而在最新研究中，得克萨斯大学西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）的三名科研人员设计了一组测试，在小黑鼠的额头涂一大块白色颜料，结果它们照镜子后，会花更多的时间“洗脸”（而不是梳理身体其他部位），似乎想要擦去颜料。而在对照实验中，如果涂上的是黑色颜料，或是白色颜料的标记小到一定程度（小于0.2平方厘米），也就是从镜子中很难“看到”外表上的标记时，小黑鼠就不会额外花时间“洗脸”。
▲ 小鼠镜子测试（图片来源：参考资料[1]）
小鼠通过镜子测试还有一些关键的前提条件，比如需要小鼠先在特制的鼠笼中习惯镜子的存在，也就是在被涂颜料前见到过镜子中“原本的”自己，否则它们不会增加梳理头部的时间。
此外，它得与其他长相相似的小鼠一起生活过，比如同一品系的小黑鼠。假如一只小黑鼠断奶后就被隔离，或是只见过其他小白鼠，那么它在被涂上颜料后并不会表现出洗脸增加的行为。研究人员解释说，这和先前在黑猩猩的研究中发现的结果一致，说明镜中识别自我是需要社交经验的。
▲ 镜子测试中的小鼠（视频来源：参考资料[1]）
在小鼠照镜子的新研究中，科学家们还通过基因表达映射找到了一组神经元，似乎专门用于自我形象的识别。这些神经元位于形成和储存记忆的脑区——海马体，当小鼠“认出”镜中的自己时，它们会被激活。当研究人员操纵这些神经元使之失去活性，小鼠照镜子时，就不再出现因镜中形象而产生额外的洗脸行为。
同时，研究人员注意到，小鼠观察毛色和外形相似的小鼠时，“自我识别神经元”中的一部分也会被激活；相反，观察外形不同的其他小鼠（比如小黑鼠观察小白鼠）时，那些神经元都不会被激活。类似的，在从小被社交隔离的小鼠脑中，也没有出现自我识别神经元的活动。
▲海马体腹侧有一群参与视觉自我形象的神经元子集 （图片来源：参考资料[1]）
这些结果提示科学家，小鼠需要与长相相似的同类社交，才能形成自我识别所需的神经环路。而这个结果与过去在人类研究中的一些发现类似，“一些人类研究显示，有些海马神经元不仅在人们看着自己时放电，还会在看到父母亲等熟悉的人时放电。”
尽管小鼠在镜子测试中表现出来的这些行为类似于自我识别，但研究作者认为，目前只能说明小鼠能够在感觉刺激的作用下察觉自己外表的变化，是否意味着小鼠有“自我意识”还不能下定论。
为了进一步区分颜料带来的视觉刺激和触觉刺激，研究人员下一步计划测试小鼠是否能在没有触觉刺激的情况下识别出自己镜中像的变化，而启发他们实验设计的技术是我们常在社交媒体上用的美颜滤镜，类似于在人脸上自动添加兔子耳朵或狗鼻子之类。
此外，研究人员还强调，基于小鼠可用的很多前沿技术，通过监测和操纵神经活动，下一步他们还计划研究参与自我识别的更多脑区，全面破解在小鼠类似于自我识别的行为背后是什么样的神经回路在控制。
参考资料：
[1] Jun Yokose et al., Visuotactile integration facilitates mirror-induced self-directed behavior through activation of hippocampal neuronal ensembles in mice. Neuron (2023) Doi: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.10.022
[2] Mice pass the mirror test, a classic indicator of self-recognition. Retrieved Dec. 5, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1009712
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来源：https://view.inews.qq.com/k/20231210A00ZEF00
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