然, 有 些 天 不 怕 地 不 怕 的 小 鼠 依 然 执 着 地 一 头 钻 入 暗 室, 全 然 忘 了 昨 天 的 惨 痛 经 历 这 些 小 鼠 就 是 不 会 吃 一 堑, 长 一 智 的 笨 小 鼠 正 常 情 况 下, 小 鼠 的 记 忆 非 常 出 色 虽 然 第 二 天 的 抉

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1 第 五 章 它 们 在 实 验 室 中 战 绩 斐 然 动 物 们 在 自 然 界 中 尽 情 展 示 了 它 们 的 聪 明 智 慧 现 在 我 们 要 看 看 它 们 在 实 验 室 中 是 否 同 样 出 色? 这 里, 我 们 选 用 几 种 实 验 动 物 明 星 作 为 代 表, 考 察 一 下 它 们 在 实 验 室 中 是 怎 样 的 表 现, 同 时, 也 将 它 们 从 事 的 任 务 介 绍 给 大 家 1. 小 鼠 的 漫 游 我 喜 欢 小 白 鼠, 看 见 它 们 机 灵 乖 巧 的 模 样, 就 觉 得 可 爱 那 红 红 的 小 眼 睛 总 是 泛 着 天 真 的 柔 光 我 曾 经 统 领 过 近 万 只 小 白 鼠, 可 谓 小 白 鼠 大 军, 知 其 者 莫 如 我 也 令 人 欣 慰 的 是, 它 们 无 一 不 聪 明 伶 俐 在 各 种 学 习 记 忆 任 务 中, 它 们 总 能 给 我 一 张 张 人 见 人 爱 的 成 绩 单 避 暗 法 小 鼠 避 暗 法 的 工 作 室 是 两 间 小 屋, 底 部 都 铺 着 金 属 栅 栏 外 间 小 屋 有 灯 光 照 射, 里 间 则 是 黑 暗 的, 两 屋 之 间 有 一 道 小 门 相 通 训 练 的 时 候, 我 们 把 小 鼠 放 在 外 间 第 一 次, 小 鼠 会 因 为 见 光 怕 的 习 性, 不 出 十 几 秒, 就 钻 进 黑 暗 的 里 间, 躲 起 来 这 时, 两 屋 之 间 的 门 就 自 动 关 闭 还 没 等 小 鼠 明 白 是 怎 么 回 事, 那 间 神 秘 的 黑 屋 子 也 称 暗 室, 底 部 的 栅 栏 突 然 通 电, 电 流 很 微 弱, 让 小 鼠 觉 得 脚 底 有 点 刺 痛 雌 性 小 鼠 小 姐 大 声 吱 吱 尖 叫 并 蹦 跳 不 已, 雄 性 小 鼠 绅 士 则 闷 不 吭 声 地 蹦 跶 几 下, 强 忍 疼 痛 男 儿 有 泪 不 轻 弹, 面 子 比 啥 都 重 要 很 短 的 3 秒 钟 之 后, 我 们 把 小 鼠 从 暗 室 里 拿 出 来, 放 回 它 住 的 笼 内 再 接 着 训 练 下 一 只 大 多 数 小 鼠 训 练 完 毕, 往 往 有 点 惊 慌, 个 个 如 同 刚 到 鬼 门 关 闯 了 一 趟 似 的, 暗 室 的 门 才 打 开, 它 们 就 急 不 可 耐 地 蹿 出 暗 室 虽 然, 情 形 的 确 有 点 残 酷, 但 电 击 并 不 会 对 小 鼠 造 成 什 么 伤 害, 顶 多 留 下 一 点 不 良 记 忆 第 二 天, 我 们 再 把 小 鼠 放 入 外 间 明 室, 这 时, 记 忆 力 好 的 小 鼠 会 记 住 昨 天 在 暗 室 里 的 不 愉 快 体 验, 它 会 很 犹 豫 一 方 面, 它 想 钻 进 暗 室, 因 为 天 然 的 习 性 使 它 们 觉 得 黑 暗 的 地 方 似 乎 更 安 全 但 当 它 探 头 进 暗 室 时, 昨 天 在 鬼 门 关 惊 慌 徘 徊 的 经 历 令 它 颤 栗 于 是 有 些 小 鼠 就 耐 着 性 子 在 明 亮 的 外 间 踯 躅 而 这 次 时 间 可 是 长 得 多, 需 要 考 验 整 整 5 分 钟 更 有 聪 明 的 小 鼠 连 头 都 不 探 入 暗 室, 一 直 远 远 地 躲 在 离 门 最 远 的 角 落, 匍 匐 不 动, 头 都 不 回 一 下 直 到 考 验 结 束 当 1

2 然, 有 些 天 不 怕 地 不 怕 的 小 鼠 依 然 执 着 地 一 头 钻 入 暗 室, 全 然 忘 了 昨 天 的 惨 痛 经 历 这 些 小 鼠 就 是 不 会 吃 一 堑, 长 一 智 的 笨 小 鼠 正 常 情 况 下, 小 鼠 的 记 忆 非 常 出 色 虽 然 第 二 天 的 抉 择 对 于 它 们 来 说 还 是 很 痛 苦 的, 但 大 多 数 小 鼠 都 能 克 制 自 己 的 本 能 和 天 性, 暂 时 在 它 们 不 喜 欢 的 环 境 里 委 屈 一 下 看 得 出 来, 那 是 违 背 它 们 本 性 的, 但 是 一 旦 它 们 回 忆 起 昨 天 的 脚 部 疼 痛, 那 种 厌 恶 的 情 绪 就 使 它 们 不 愿 再 接 近 暗 室 也 许 它 们 预 见 到 如 果 再 进 入 暗 室, 将 遭 受 与 昨 天 一 样 的 痛 苦 经 历, 所 以 在 一 番 权 衡 之 后, 它 们 选 择 了 放 弃 暗 室 在 生 物 学 上, 我 们 称 之 为 回 避 反 应 虽 然, 这 是 一 种 条 件 反 射, 但 我 们 在 小 鼠 的 犹 豫 中, 看 到 了 它 们 在 做 自 我 斗 争, 在 矛 盾 选 择 决 定 着 如 果 我 们 事 先 给 它 们 注 射 某 些 损 伤 记 忆 的 药 物, 它 们 将 遗 忘 电 击 的 痛 苦, 而 迅 速 再 次 钻 入 暗 室 这 时 我 们 得 到 的 结 论 是 它 们 的 记 忆 力 很 糟, 但 同 时 我 们 也 看 到 它 们 的 行 为 很 鲁 莽, 缺 乏 应 有 的 三 思 而 行 在 这 个 过 程 中, 我 们 能 否 这 样 理 解, 它 们 或 许 是 有 思 维 的, 有 意 识 的? 跳 台 法 与 避 暗 法 类 似, 在 这 个 任 务 中, 也 是 要 求 小 鼠 学 会 逃 避 危 险, 而 这 种 逃 避 也 违 背 了 它 的 天 性 跳 台 法 的 工 作 间 是 一 个 塑 料 盒, 盒 内 一 角 离 底 面 几 公 分 处 有 一 悬 空 的 小 平 台 训 练 最 初 将 小 鼠 放 在 平 台 上, 它 觉 得 难 受, 就 噌 地 跳 下 来 这 很 符 合 正 常 情 况 下 的 小 鼠 小 鼠 因 为 老 鼠 过 街, 人 人 喊 打 的 阴 影, 自 幼 最 害 怕 暴 露 在 光 天 化 日 之 下, 只 恨 不 能 隐 形 所 以, 一 有 机 会, 它 们 就 往 黑 暗 低 处 跑 不 料 当 它 四 只 脚 刚 着 箱 底, 即 遭 遇 电 击 顿 时 脚 底 像 是 被 小 虫 咬 住 有 点 疼 哟! 它 央 求 着 寻 找 安 全 的 地 方 俗 话 说 狗 急 跳 墙, 此 时, 鼠 急 跳 台 箱 内 除 了 那 块 平 台, 别 无 它 物, 慌 乱 之 中, 它 纵 身 跳 上 平 台, 咦, 脚 底 的 疼 痛 消 失 了! 好 像 发 现 了 新 大 陆, 它 喘 吁 着 趴 在 平 台 上, 一 动 也 不 敢 动 可 是 没 过 多 久, 它 又 按 捺 不 住 自 己 : 这 平 台 实 在 太 小 太 突 兀, 呆 在 上 面 既 不 舒 服 也 很 暴 露, 很 不 符 合 自 己 一 贯 低 调 的 作 风 平 坦 宽 广 的 箱 底 多 舒 服 啊, 没 准 躲 到 角 落 里 还 是 会 很 安 全 呢 它 开 始 想 入 非 非 于 是, 以 标 准 跳 水 姿 势, 奋 不 顾 身 跳 了 下 去 可 是, 还 没 等 它 好 好 品 味 成 就, 脚 底 的 疼 痛 又 重 新 袭 来, 经 过 一 番 无 谓 的 东 躲 西 藏, 最 后 小 鼠 只 好 又 跳 回 平 台 但 呆 了 一 会 儿, 它 又 蠢 蠢 欲 动, 跳 将 下 来, 接 着 又 被 逼 回 平 台 就 这 样 反 复 折 腾, 几 次 之 后, 小 鼠 终 于 懵 懵 懂 懂 明 白 在 这 个 工 作 间 内, 最 危 险 的 地 方 才 是 最 安 全 的 虽 然 不 情 愿, 但 它 一 直 委 曲 求 全, 呆 在 高 高 危 踞 的 一 隅 平 台 上, 再 也 不 跳 下 去 结 果 小 鼠 成 功 通 过 考 核, 被 获 准 归 乡 回 到 自 己 温 暖 的 小 笼 2

3 可 是, 这 一 教 训 在 它 的 头 脑 里 能 保 持 多 久 呢? 当 第 二 天 小 鼠 再 次 被 放 上 平 台 时, 可 怜 的 小 鼠 胡 须 乱 颤, 没 了 主 意 意 志 坚 强 的 就 死 死 呆 在 狭 小 的 平 台 上, 愣 是 坚 持 5 分 钟 意 志 薄 弱 的, 没 过 多 长 时 间, 就 又 稀 里 糊 涂 跳 下 去, 以 身 相 试, 结 果 可 想 而 知 但 读 者 请 放 心, 意 志 薄 弱 的 小 鼠 毕 竟 是 少 数, 大 多 数 小 鼠 记 忆 力 非 凡, 所 以 免 遭 电 击 之 苦 左 转 还 是 右 转 相 信 大 家 都 看 过 几 米 的 向 左 走, 向 右 走, 对 于 小 白 鼠 来 说, 如 何 决 策 左 转 还 是 右 走 呢? 我 们 选 择 的 实 验 方 法 是 T 型 迷 宫 法 在 这 个 模 型 中, 三 个 塑 料 板 组 成 的 通 道, 构 成 一 个 T 字 形 3 个 臂 的 交 会 处 有 一 连 接 的 区 域, 称 中 央 区 训 练 时, 将 小 鼠 放 在 起 始 臂 的 臂 端, 小 鼠 天 生 好 奇, 它 很 快 就 开 始 向 前 探 究 当 它 来 到 中 央 区 时, 面 对 它 的 将 是 两 个 在 外 形 上 看 起 来 都 一 样 的 通 道, 但 是 右 侧 臂 内 有 一 个 大 红 的 圆 形, 左 侧 臂 内 贴 了 一 个 白 的 三 角 形 小 白 鼠 其 实 是 个 色 盲, 它 们 无 法 分 辨 色 彩, 但 是 对 黑 白 灰 三 色 深 浅 变 化 的 洞 悉, 也 使 它 们 拥 有 一 个 层 次 分 明 的 世 界 T 型 迷 宫 两 个 臂 的 臂 端 各 有 一 个 食 盘, 其 中 只 有 一 个 食 盘 内 有 小 鼠 爱 吃 的 花 生 另 一 个 食 盘 是 空 的, 只 当 摆 设 惟 有 跑 到 食 盘 跟 前, 才 知 道 里 面 是 否 有 花 生 开 始, 馋 嘴 的 小 白 鼠 不 知 道 哪 个 食 盘 内 有 花 生, 只 见 两 个 食 盘 乐 呵 呵 地 分 别 在 召 唤 它 它 冲 其 中 一 个 奔 跑 过 去, 运 气 好 的 时 候, 第 一 次 就 选 对 了 有 食 物 的 食 盘, 能 够 吃 上 美 味 的 花 生 运 气 不 好 的 时 候, 就 只 能 退 回 到 中 央 区 不 过 这 时, 机 灵 的 小 鼠 在 下 一 次 选 择 时, 就 会 换 一 个 通 道, 结 果 不 出 几 次, 它 就 能 清 楚 地 记 得 哪 个 臂 内 的 食 盘 有 食 物 了 时 间 长 了, 小 鼠 连 想 都 不 用 想, 再 也 不 看 通 道 内 的 圆 形 或 三 角 形 冲 到 中 央 区 的 时 候, 只 用 老 练 地 向 右 或 向 左 拐, 就 直 奔 花 生 而 去 这 时, 小 鼠 便 从 原 先 根 据 周 围 环 境 来 确 定 方 向, 变 成 了 习 惯 性 左 拐 右 拐 了 开 始 的 学 习 是 位 置 学 习 (Place learning), 待 小 鼠 训 练 次 数 超 过 90 次 后, 学 习 就 变 成 了 反 应 能 力 的 学 习 (Response learning) 这 时, 小 鼠 一 跑 到 岔 路 口, 就 习 惯 性 地 向 左 转 或 向 右 转, 不 需 要 再 看 迷 宫 周 围 是 否 有 路 标 此 过 程 不 再 经 海 马 来 指 挥, 而 是 由 脑 内 另 一 个 结 构 纹 状 体 来 实 现 我 们 都 有 这 样 的 经 历, 初 来 乍 到 一 个 新 的 城 市, 面 对 每 一 个 转 弯, 或 许 都 需 要 看 路 标 或 街 边 房 子 的 颜 色 来 仔 细 辨 认 方 向 时 间 长 了, 待 我 们 记 得 路 了, 再 到 这 样 的 岔 路 口 时, 头 也 不 用 3

4 抬, 就 自 动 向 左 或 向 右 转 了 我 们 弹 钢 琴, 骑 自 行 车, 一 开 始 时 学 习 很 艰 难, 熟 练 后 便 形 成 简 单 的 习 惯 性 动 作 一 旦 练 习 到 一 定 次 数, 记 忆 就 不 再 被 察 觉, 下 手 成 曲, 骑 车 如 飞, 一 切 变 成 了 下 意 识 的 习 惯 性 动 作 这 时 的 记 忆 称 为 技 巧 性 记 忆, 或 程 序 性 记 忆 电 脑 打 字 也 一 样, 开 始 时 记 不 住 字 母 在 键 盘 上 的 排 列 顺 序, 每 次 输 入 字 母 时, 要 在 脑 子 里 转 一 圈, 在 键 盘 上 来 回 搜 索, 才 能 打 出 来 但 是 当 我 们 经 常 打 字, 很 熟 练 之 后, 手 指 便 仿 佛 被 施 了 魔 法, 自 动 将 字 母 准 确 打 出 来 这 时, 手 指 的 动 作 好 像 脱 离 了 大 脑 字 母 似 乎 无 需 过 脑, 直 接 便 由 手 指 敲 出 来, 打 字 的 速 度 变 得 飞 快 随 着 经 验 的 增 加, 学 习 的 类 型 发 生 了 转 化 原 先 承 担 责 任 的 脑 区 退 休, 新 的 脑 区 开 始 上 班 此 外, 大 脑 内 的 某 些 物 质 变 得 吝 啬 起 来, 另 一 些 却 源 源 不 断 涌 出 大 脑 和 整 个 生 物 体 就 是 这 样 精 密 地 运 转 着, 各 个 系 统 之 间 密 切 配 合, 差 了 秋 毫, 便 有 可 能 产 生 疾 病 北 京 大 学 李 量 教 授 实 验 室 中 还 有 一 种 会 自 动 旋 转 的 T 型 迷 宫, 除 了 可 以 供 大 小 鼠 正 常 的 迷 宫 学 习, 还 可 以 测 试 反 转 学 习 也 就 是 忘 却 过 去, 学 习 新 规 则 在 黑 暗 的 T 型 迷 宫 内, 一 个 臂 内 有 微 弱 亮 光, 另 两 个 臂 完 全 没 有 光 明 大 鼠 先 被 放 入 一 个 黑 暗 的 臂 内, 之 后, 各 个 臂 的 门 悄 然 打 开, 大 鼠 跑 到 迷 宫 中 央 区 继 而, 一 半 大 鼠 跑 到 黑 暗 臂 便 有 可 口 的 食 物 粒 伺 候, 另 一 半 大 鼠 只 有 跑 到 光 明 之 臂 才 有 零 食 如 此 训 练 多 次, 大 鼠 学 会 了 到 哪 里 去 寻 宝 然 后, 再 给 它 们 做 反 转 实 验, 也 即 是 将 食 物 从 原 先 的 臂 里 拿 出, 放 到 另 一 个 臂 内, 这 样, 原 先 没 有 食 物 的 臂 就 摇 身 变 成 富 足 的 地 方 可 怜 的 大 鼠 一 开 始 糊 里 糊 涂, 总 是 固 执 地 认 为 原 先 有 食 物 的 地 方 理 所 当 然 应 该 有 食 物, 因 为 一 贯 如 此 嘛! 它 们 跑 了 一 次 又 一 次, 却 总 是 白 费 功 夫, 与 食 物 无 缘, 吃 亏 的 原 因 在 于 太 认 死 理 而 头 脑 灵 活 的 大 鼠 迅 速 调 整 心 态, 改 变 寻 宝 策 略, 努 力 抑 制 自 己 习 惯 性 的 冲 动, 丢 开 不 久 前 曾 写 下 辉 煌 战 绩 的 那 只 臂, 而 将 从 前 没 有 食 物 的 那 个 臂 当 作 进 攻 目 标, 于 是, 很 快, 它 们 就 辞 旧 迎 新, 频 频 吃 到 小 零 食 在 这 个 实 验 中, 涉 及 到 哪 些 心 理 过 程 呢? 另 外, 为 什 么 要 将 动 物 分 成 两 批, 一 批 在 有 光 亮 的 臂 内 寻 宝, 另 一 批 却 只 在 黑 暗 的 臂 内 才 有 食 物 奖 励? 答 案 反 转 实 验 中 首 先 要 求 动 物 抑 制 从 前 获 得 的 经 验, 也 就 是 遗 忘 过 去 ; 其 次 要 求 动 物 迎 头 学 习 新 的 规 则, 不 受 过 去 羁 绊 所 以, 要 求 动 物 改 变 固 有 观 念, 随 机 应 变 之 所 以 将 动 物 随 机 分 成 两 批, 是 生 物 学 设 计 最 常 见 的 匹 配 平 衡 原 则, 这 样 可 以 校 正 动 物 天 4

5 生 对 黑 暗 之 地 的 喜 好, 或 对 微 弱 光 源 的 好 奇 之 心 从 而 使 反 转 实 验 基 于 同 一 水 平 的 起 点 上 小 老 鼠 的 缤 纷 世 界 ( 周 穆 如 10 岁 画 ) 忙 碌 的 穿 梭 穿 梭 箱 是 小 鼠 学 习 记 忆 的 另 一 个 工 作 间, 与 避 暗 法 类 似, 但 没 有 固 定 的 明 室 和 暗 室 之 分, 且 连 接 两 室 的 门 不 关 闭 任 务 也 较 避 暗 法 复 杂 : 无 论 小 鼠 在 哪 个 室, 当 它 一 看 见 该 室 的 信 号 灯 亮 了, 就 必 须 开 始 行 动 跑 到 对 面 的 屋 子 去 否 则, 如 果 它 对 信 号 灯 视 而 不 见, 数 秒 钟 后, 将 有 电 击 咬 噬 它 的 四 脚 这 对 它 来 说, 无 疑 是 一 个 考 验 一 开 始, 小 白 鼠 总 是 二 丈 摸 不 清 头 脑, 不 是 在 原 地 遭 受 电 击 之 苦 ; 就 是 由 于 电 击 惊 慌 失 措, 东 躲 西 藏, 不 知 所 措, 一 会 儿 跑 到 对 面 安 全 室, 一 会 儿 又 跑 回 电 击 室, 形 如 热 锅 上 的 蚂 蚁 就 这 样, 总 是 闹 不 少 笑 话 不 过, 每 天 坚 持 训 练 几 次, 五 六 天 后, 它 们 就 渐 渐 掌 握 了 规 律, 似 懂 非 懂 地 明 白 了 什 么 突 然 有 一 天, 只 要 把 它 放 进 工 作 间, 它 立 马 竖 起 耳 朵, 瞪 大 眼 睛, 进 入 戒 备 状 态 如 同 弓 上 的 箭, 随 时 待 发 信 号 灯 才 一 亮, 它 就 像 子 弹 一 般 迅 速 冲 向 对 面 安 全 室, 在 电 击 来 临 之 前 逃 之 夭 夭 到 这 时, 它 终 于 大 彻 大 悟 了 游 泳 比 赛 别 看 小 白 鼠 总 是 在 地 上 跑 来 跑 去, 其 实 游 泳 也 很 在 行 全 得 益 于 它 的 多 才 多 艺 5

6 游 泳 比 赛 是 小 鼠 学 习 记 忆 测 试 中 一 项 很 有 趣 的 任 务 常 用 的 水 迷 宫 是 由 简 单 的 档 板 组 成, 另 一 种 是 没 有 挡 板 的 Morris 水 迷 宫 前 一 种 水 迷 宫 是 一 个 长 方 形 水 池, 内 有 很 多 竖 起 的 档 板, 将 水 池 分 成 很 多 水 通 道 只 有 一 条 正 确 的 水 路 通 向 岸 边, 其 它 通 道 均 是 死 胡 同 小 鼠 开 始 在 岸 边 熟 悉 3 次, 然 后 从 离 岸 不 同 距 离 的 起 始 点 出 发 小 鼠 要 穿 过 迷 路, 避 开 死 胡 同, 游 经 正 确 的 通 路, 才 能 到 达 岸 边 上 岸 越 快 者, 成 绩 越 佳 与 其 它 学 习 任 务 相 似, 经 过 几 天 的 训 练, 即 便 是 从 离 岸 较 远 的 地 方 出 发, 小 鼠 也 能 在 数 秒 内 迅 速 找 到 岸 它 们 虽 然 会 游 泳, 但 是 并 不 喜 欢 水 世 界, 所 以 极 力 凭 借 本 能 寻 找 陆 地, 驱 于 此, 它 们 牢 记 各 个 死 胡 同 的 特 征, 做 到 不 再 误 入 歧 途, 而 是 准 确 无 误 地 找 到 捷 径, 爬 上 岸 在 这 个 过 程 中, 动 物 因 为 害 怕 溺 水 而 进 行 尝 试 错 误 再 尝 试 的 学 习 很 快, 动 物 总 结 了 经 验, 不 再 盲 目 钻 进 毫 无 出 路 的 死 胡 同, 它 们 在 经 验 的 总 结 中 看 到 了 对 未 来 的 选 择 慢 慢 地, 它 们 了 解 自 己 该 如 何 游, 才 能 最 快 逃 避 危 险 这 是 集 本 能 和 学 习 为 一 体 的 过 程, 但 在 其 中, 我 们 能 否 看 到 意 识 的 存 在 呢? 如 果 小 鼠 没 有 意 识 到 水 的 危 险, 没 有 意 识 到 盲 端 对 逃 生 无 任 何 作 用 它 们 怎 能 飞 快 学 会 寻 找 捷 径 呢? 这 就 如 同 一 个 人 头 脑 里 很 清 楚 自 己 应 该 做 什 么 一 样, 是 带 着 想 法 和 意 识 去 做 的 后 一 种 水 迷 宫 是 由 美 国 科 学 家 Morris 在 上 个 世 纪 八 十 年 代 发 现, 并 由 他 的 名 字 命 名 到 现 在, 全 世 界 几 乎 每 个 研 究 学 习 记 忆 的 实 验 室 都 有 一 个 Morris 迷 宫 ( 如 图 ) 大 小 鼠 天 生 会 游 泳, 我 们 把 它 们 放 到 水 中, 它 们 就 会 不 停 地 游 以 大 鼠 为 例, 我 们 在 一 个 直 径 米 的 大 盆 内 注 上 温 水 这 就 建 立 了 一 个 Morris 水 迷 宫 水 温 不 要 太 高 或 太 低,20 度 多 一 点 最 好 水 温 太 高, 动 物 会 舒 服 地 泡 在 热 水 中, 懒 得 活 动 ; 反 之, 水 温 太 低, 动 物 因 为 太 冷 了, 只 会 缩 做 一 团, 牙 齿 打 颤, 更 不 愿 游 动, 而 且 还 会 感 冒 ( 图 待 附 ) 事 先 在 迷 宫 水 面 下 放 置 一 个 小 平 台, 大 鼠 在 游 泳 过 程 中 一 旦 脚 碰 到 平 台, 就 会 踩 上 去 训 练 刚 开 始 时, 大 鼠 大 多 沿 着 水 盆 的 边 缘 一 圈 一 圈 绕 游, 随 后 便 盲 目 向 中 央 游 去 一 个 平 台 隐 藏 在 东 南 西 或 北 水 面 下, 只 要 大 鼠 来 来 回 回 搜 索, 它 便 会 在 无 意 之 中 碰 到 平 台 而 一 旦 踩 上 平 台, 聪 明 的 大 鼠 就 再 也 不 下 来 了 每 天 我 们 把 大 鼠 放 进 迷 宫 训 练 几 次, 训 练 几 天 后, 它 根 据 迷 宫 周 围 的 环 境 线 索, 就 记 住 了 平 台 的 位 置, 只 要 一 入 水, 它 便 如 饥 似 渴 奔 向 平 台 甚 至 当 平 台 撤 除 后, 它 依 然 徘 徊 在 平 台 附 近, 久 久 不 肯 离 去, 仿 佛 那 里 才 是 它 的 归 宿 这 就 表 明 大 鼠 记 忆 很 好, 但 要 注 意 的 是, 这 种 记 忆 属 于 空 间 记 忆, 因 为 大 鼠 是 根 据 迷 宫 周 围 的 环 境 来 确 定 平 台 6

7 位 置 的 如 果 我 们 把 平 台 放 得 高 一 点, 露 出 水 面, 再 在 平 台 的 位 置 处 插 一 面 小 旗 子, 这 样 大 鼠 一 进 水 迷 宫 就 能 看 见 平 台, 然 后 向 它 游 去 这 种 学 习 记 忆 不 再 依 靠 迷 宫 外 界 的 环 境 和 标 志 来 定 位, 大 鼠 不 需 要 太 费 脑 筋 来 记 忆, 只 要 直 接 看 着 旗 子 或 平 台 游 过 去 就 行, 连 探 索 的 过 程 也 省 了 所 以 称 为 非 空 间 记 忆 原 生 态 Y 型 迷 宫 当 然, 小 动 物 们 决 不 会 心 甘 情 愿 参 加 各 种 测 试 的, 以 上 学 习 记 忆 实 验, 都 必 须 设 立 奖 励 或 惩 罚 好 像 学 校 里 学 生 考 试, 考 好 了 有 嘉 奖, 考 砸 了 便 责 备 在 压 力 之 下 才 有 动 力, 所 以, 这 些 小 动 物 的 学 习 是 在 一 定 的 压 力 之 下 进 行 的 于 是, 我 们 要 问, 面 对 奖 励 的 欢 喜 或 惩 罚 的 惊 慌, 动 物 的 情 绪 波 动 会 不 会 影 响 它 们 的 学 习 成 绩? 因 而, 最 理 想 的 方 法 是 不 要 给 动 物 任 何 惩 罚, 这 样 可 以 避 免 动 物 因 害 怕 饥 饿 等 可 能 导 致 的 烦 躁 心 情 一 个 简 单 的 Y 迷 宫, 我 们 就 可 以 做 到 这 次 是 依 靠 小 鼠 对 新 环 境 天 生 的 兴 趣 好 奇 而 设 计 可 谓 专 门 为 它 们 的 娱 乐 活 动 而 订 制 Y 迷 宫 有 三 个 间 隔 均 匀 的 臂, 我 们 把 其 中 一 个 臂 的 门 关 起 来 让 小 鼠 在 另 外 两 个 臂 内 呆 上 一 段 时 间, 它 们 往 往 在 没 关 门 的 两 个 臂 内 跑 来 跑 去 就 像 小 孩 子 进 了 游 乐 场 一 样 快 乐 10 分 钟 后, 我 们 把 它 们 从 游 乐 场 取 出, 让 它 们 在 笼 内 休 息 1 小 时 或 4 小 时 之 后 再 检 测 它 们 还 记 不 记 得 刚 才 去 过 哪 些 地 方 这 次 与 10 分 钟 前 的 训 练 不 同, 原 先 关 了 的 门 被 打 开, 迷 宫 的 3 个 臂 全 面 敞 开 小 鼠 对 新 异 环 境 天 生 充 满 探 究 好 奇, 它 很 快 察 觉 有 一 个 地 方 刚 才 没 有 去 过, 便 马 上 钻 进 去, 呆 在 里 面 左 看 看, 右 瞅 瞅 随 后, 它 又 退 出 来, 四 处 走 走, 结 果 发 现 另 外 2 个 臂 和 先 前 去 的 时 候 没 有 什 么 两 样 于 是 它 又 转 到 这 个 陌 生 的 通 道, 仔 细 察 看, 因 而 在 这 个 臂 内 探 究 的 时 间 就 很 长 倘 若 小 鼠 记 忆 力 不 好, 它 在 游 乐 场 内 稀 里 糊 涂, 根 本 分 不 清 哪 些 地 方 去 过, 哪 些 地 方 没 去 过 它 不 会 对 陌 生 臂 显 示 出 特 殊 的 喜 好 小 鼠 一 般 在 1 小 时 后 记 忆 力 仍 然 完 好, 但 是 4 小 时 后, 就 开 始 犯 糊 涂 了 间 隔 时 间 越 长, 小 鼠 便 像 失 忆 病 人 一 样, 彻 底 忘 记 去 过 哪 儿, 没 去 过 哪 儿 了 7

8 问 题 由 于 大 小 白 鼠 的 嗅 觉 非 常 灵 敏, 它 们 有 可 能 依 靠 迷 宫 中 前 面 训 练 过 的 动 物 遗 留 下 来 的 尿 液, 来 指 导 自 己 的 行 为, 这 样 就 不 能 确 定 动 物 到 底 是 用 眼 睛, 还 是 用 鼻 子, 记 住 了 一 系 列 的 线 索 这 也 是 水 迷 宫 为 什 么 受 欢 迎 的 原 因 因 为 在 水 环 境 中, 任 何 嗅 觉 线 索 都 会 被 掩 盖 掉 那 么, 对 于 没 有 水 的 迷 宫 呢? 要 如 何 做 才 能 排 除 气 味 的 干 扰? 答 案 一 个 非 常 简 单 的 办 法 是 : 在 迷 宫 底 部 铺 上 干 净 的 锯 末, 每 只 小 鼠 测 完 之 后, 就 把 迷 宫 各 个 臂 内 的 锯 末 充 分 混 匀 此 外, 还 可 以 在 每 次 测 试 结 束 后, 用 酒 精 棉 球 给 迷 宫 来 一 个 大 消 毒 还 有 一 个 更 好 的 办 法 是, 使 用 可 以 更 换 臂 的 迷 宫 每 次 训 练 完 毕, 就 将 各 个 臂 更 换 一 次, 但 一 定 要 保 证 各 臂 的 方 向 角 度 内 部 图 案 一 成 不 变 这 样, 即 便 迷 宫 的 臂 调 换 了, 但 空 间 位 置 和 内 部 环 境 没 有 变 化, 就 可 以 彻 底 排 除 气 味 的 干 扰 身 体 锻 炼 有 利 于 记 忆 当 给 大 鼠 进 行 体 能 锻 炼, 在 健 身 器 材 跑 步 机 上, 每 天 跑 1 个 小 时 或 半 个 小 时, 这 样 的 大 鼠 做 学 习 记 忆 的 任 务 就 会 很 轻 松, 不 仅 速 度 快, 成 绩 也 好 而 且 它 们 的 肌 肉 也 会 变 得 更 发 达 更 强 健 这 是 我 在 曼 谷 市 朱 拉 隆 功 大 学 (Chulalongkorn University, 泰 国 最 古 老 的 大 学 ) 药 理 学 院 看 到 的 实 验 学 生 把 不 爱 动 的 大 鼠 放 到 跑 步 机 上, 大 鼠 不 得 已 随 着 跑 步 机 上 滚 动 的 履 带 向 前 跑 去, 如 果 它 稍 微 懒 惰 一 下, 便 会 被 履 带 倒 推 到 跑 步 机 末 端, 十 分 不 舒 服 于 是, 它 们 只 有 奋 发 疾 跑, 对 跑 步 机 宣 战 渐 渐 地 它 们 喜 欢 上 了 跑 步 机, 因 为 这 样 的 运 动 使 它 们 吃 得 更 香, 睡 得 更 好, 而 且 还 变 得 更 聪 明 根 据 每 只 大 鼠 的 灵 活 度, 我 们 可 以 将 履 带 滚 动 的 速 度 调 快 或 调 慢, 以 控 制 每 只 大 鼠 的 运 动 量 经 过 锻 炼 后 的 大 鼠 在 水 迷 宫 中 的 成 绩 远 远 好 于 不 爱 运 动 的 大 鼠 体 能 锻 炼 可 以 刺 激 动 物 脑 内 更 多 的 神 经 元 新 生, 如 果 海 马 内 的 神 经 元 源 源 不 断 地 新 生, 将 有 助 于 动 物 更 快 更 好 地 学 习 新 事 物 所 以, 经 常 锻 炼 身 体, 不 仅 对 健 康 有 好 处, 还 能 提 高 智 商, 同 时 也 磨 砺 了 毅 力, 可 谓 一 箭 三 雕 与 之 类 似, 让 小 鼠 处 于 适 度 的 饥 饿 状 态, 对 学 习 记 忆 也 有 裨 益 当 小 鼠 摄 取 比 平 时 卡 路 里 8

9 少 10% 的 饮 食 时, 它 们 脑 内 海 马 的 新 生 细 胞 数 目 增 多, 因 而 变 得 更 聪 明, 更 长 寿 相 反, 终 日 饱 食 无 忧 的 小 鼠 容 易 肥 胖 倦 怠 不 思 进 取, 沦 落 为 油 光 满 面 的 落 魄 少 爷, 长 久 以 往, 各 方 面 均 落 后 于 总 是 吃 不 饱 饭 的 贫 困 小 鼠 不 仅 学 习 能 力 差, 寿 命 也 不 如 饥 饿 鼠 长 所 以, 适 度 的 节 食 可 以 保 护 神 经 元 不 易 受 损, 健 全 神 经 系 统 这 也 是 我 们 常 说 的 教 育 孩 子 要 使 其 食 至 七 分 饱, 衣 留 三 分 寒 的 动 物 学 依 据 小 贴 士 工 作 记 忆 每 个 人 的 脑 袋 里 总 是 住 着 一 个 小 矮 人, 帮 你 记 录 下 所 有 重 要 的 事 情 有 些 事 要 记 成 一 本 书, 比 如 汉 字 英 语 数 学 定 律 有 些 事 情 只 需 要 记 录 成 便 笺, 比 如 一 个 临 时 的 电 话 号 码, 用 过 后, 便 笺 就 被 撕 去, 这 个 号 码 也 消 失 在 脑 海 里 记 录 成 书 本 的 记 忆 是 长 时 记 忆, 而 记 录 成 便 笺 的 记 忆 就 是 工 作 记 忆 (Working memory), 它 属 于 一 类 特 殊 的 短 时 记 忆 也 就 是 短 期 停 留 在 我 们 脑 海 中 的 记 忆, 时 间 一 长 就 忘 了 工 作 记 忆 虽 然 也 是 一 段 容 易 遗 忘 的 记 忆, 但 并 非 简 单 的 短 时 记 忆 它 带 有 很 强 的 目 的 性 譬 如 我 们 快 速 记 住 一 个 新 的 电 话 号 码, 是 为 了 打 电 话, 电 话 一 打 完, 就 不 再 需 要 号 码 ; 下 棋 打 牌 时 临 时 记 住 对 手 的 棋 招 牌 路, 是 为 了 胜 棋 这 些 记 忆 只 在 当 时 需 要 的 情 形 下 使 用, 用 完 之 后 就 如 释 重 负, 立 马 丢 弃 对 于 反 复 使 用 的 电 话 号 码, 也 许 你 会 长 久 地 记 住 它, 这 时, 便 笺 被 装 订 成 书 本, 短 时 记 忆 转 化 为 长 时 记 忆 与 工 作 记 忆 密 切 相 关 的 脑 区 叫 做 前 额 叶, 它 是 一 块 漂 浮 在 大 脑 半 球 最 前 沿 的 皮 层 顾 名 思 义, 位 置 在 大 脑 里 首 当 其 冲 我 们 眼 睛 上 方 脑 门 里 面 装 着 的 就 是 前 额 叶 这 块 大 脑 的 前 沿 地 带 在 我 们 做 慎 密 的 决 策, 转 移 注 意 力, 尤 其 在 我 们 短 暂 记 住 电 话 号 码 对 手 棋 牌 的 招 数 时 大 显 身 手 可 以 说, 前 额 叶 是 为 工 作 记 忆 量 身 订 做 此 外, 前 额 叶 也 负 责 反 转 学 习 如 果 前 额 叶 受 损, 动 物 在 学 习 与 前 一 个 任 务 相 悖 的 新 规 则 时, 总 是 受 到 从 前 经 验 的 干 扰, 难 以 随 机 应 变 并 不 是 所 有 的 动 物 都 有 前 额 叶 进 化 地 位 发 展 到 较 高 等 的 动 物 才 开 始 拥 有 完 善 的 前 额 叶 人 类 的 前 额 叶 面 积 是 所 有 动 物 中 最 大 的, 占 整 个 大 脑 皮 层 近 三 分 之 一, 猩 猩 的 前 额 叶 也 很 大, 大 约 占 总 脑 面 积 的 五 分 之 一, 其 次 是 恒 河 猕 猴 约 十 分 之 一, 狗 (7%), 猫 (3.5%) 因 而, 前 额 叶 在 一 定 程 度 上 代 表 了 生 物 的 高 等 程 度 9

10 图 示 : 大 脑 阴 影 部 分 为 不 同 动 物 的 前 额 叶, 从 左 自 右 依 次 为 : 猫 狗 猕 猴 人 类 的 大 脑 2. 猕 猴 的 工 作 猜 猜 看 记 得 几 年 前, 我 们 在 配 合 中 央 电 视 台 走 近 科 学 的 拍 摄 时, 我 给 猕 猴 丁 丁 做 过 一 个 这 样 的 游 戏 猜 猜 看 在 夏 日 绿 茵 茵 的 草 坪 上, 猕 猴 小 丁 丁 跟 在 我 后 面, 因 为 非 常 熟 悉 我, 它 总 是 和 我 形 影 不 离 我 手 里 攥 着 几 粒 向 日 葵 瓜 子, 它 的 眼 睛 一 直 盯 着 我 的 手 我 将 瓜 子 在 它 眼 前 晃 一 晃, 故 意 逗 它 着 急, 然 后, 把 两 只 手 捏 成 拳 头, 两 个 胳 膊 交 叉, 骨 碌 骨 碌 在 它 面 前 绕 圈 圈 丁 丁 紧 张 地 站 起 来, 一 只 小 手 拉 着 我 的 衣 襟, 眼 睛 忙 不 迭 地 跟 着 我 转 动 的 拳 头 过 了 一 会 儿, 我 停 下 来, 把 两 个 拳 头 伸 到 它 面 前, 让 它 猜 猜 看 它 马 上 两 只 小 手 一 齐 上 来, 握 住 我 攥 了 瓜 子 的 拳 头, 急 不 可 耐 掰 开 手 掌, 将 瓜 子 送 到 嘴 里 这 个 游 戏 很 类 似 测 定 猕 猴 工 作 记 忆 常 用 的 方 法 威 斯 康 星 通 用 测 试 法 (The Wisconsin General Test Apparatus,WGTA), 该 测 试 是 1930 年 在 美 国 威 斯 康 星 大 学 哈 劳 (Harlow) 中 心 发 展 起 来 的 我 们 在 猕 猴 的 眼 皮 底 下, 打 开 两 个 碗 的 盖 子, 往 其 中 一 个 碗 内 放 一 粒 花 生 米, 然 后 用 盖 子 把 两 个 碗 都 盖 起 来 再 在 猕 猴 和 碗 之 间, 降 落 一 块 挡 板, 让 猕 猴 暂 时 什 么 也 不 看 见 这 样 过 几 秒 钟, 再 把 挡 板 拉 起 来 猕 猴 若 仍 然 记 得 花 生 在 哪 个 碗, 它 就 会 伸 手 去 掀 开 那 个 碗 的 碗 盖, 把 花 生 取 出 来 吃 食 物 真 可 谓 开 发 智 力 最 强 有 效 的 动 力, 用 这 招, 科 学 家 总 是 屡 试 不 爽 这 是 个 很 简 单 的 测 试 实 验 的 关 键 是 在 挡 板 挡 住 猕 猴 视 线 的 那 段 时 间 延 缓 时 间 如 果 10

11 这 段 时 间 较 长, 超 过 几 十 秒, 猕 猴 往 往 记 不 住 花 生 在 哪 个 碗 里 如 果 延 缓 时 间 短, 仅 仅 几 秒 钟, 那 么, 猕 猴 记 住 花 生 碗 的 正 确 率 一 般 就 高 所 以 这 样 的 测 试 也 称 作 延 缓 反 应 测 试 如 果 给 儿 童 做 类 似 的 测 试, 在 两 个 碗 中 的 一 个 碗 里 装 上 玩 具 或 糖 果, 把 碗 盖 起 来, 并 用 布 帘 将 碗 和 儿 童 隔 开 过 一 会 儿, 把 布 帘 打 开, 让 他 们 伸 手 选 择 这 时, 研 究 工 作 记 忆 和 前 额 叶 功 能 的 鼻 祖 高 德 曼 冉 克 契 (Goldman-Rakic) 教 授 发 现,8 12 个 月 大 的 儿 童 已 经 可 以 准 确 记 住 哪 个 碗 里 有 玩 具 或 糖 果 但 是, 年 龄 再 小 一 点 的 儿 童 虽 然 眼 睛 看 着 有 玩 具 的 碗, 但 是 手 却 不 由 自 主 地 去 抓 其 它 的 碗 说 明 什 么 呢?( 答 案 见 后 ) 我 们 还 给 猕 猴 做 过 一 个 稍 微 困 难 一 点 的 任 务 在 5 米 开 外, 让 猕 猴 看 着 我 在 三 个 小 杯 子 中 的 两 个 内 各 放 上 1 块 苹 果 随 即 把 杯 子 翻 过 来, 将 水 果 扣 在 杯 内 待 猴 子 看 清 楚 后, 另 一 个 实 验 员 牵 着 猴 子 去 其 它 地 方 溜 一 溜, 再 回 来, 这 时 猴 子 往 往 等 不 及 去 掀 开 杯 子 想 得 到 苹 果 一 次 只 能 让 猕 猴 挑 一 个 杯 子 猕 猴 选 择 了 一 个 杯 子 之 后, 再 出 去 遛 一 溜, 回 来 再 取 第 二 个 杯 子 如 果 猕 猴 两 次 都 能 挑 对, 就 可 以 吃 到 2 块 苹 果 这 个 任 务 需 要 猕 猴 记 住 存 有 苹 果 的 是 哪 两 个 杯 子, 并 且 要 记 住 已 经 拿 掉 了 苹 果 的 那 个 杯 子, 避 免 重 复 选 择, 从 而 希 望 落 空 猕 猴 的 智 力 有 时 相 当 于 人 类 儿 童, 所 以 我 们 到 幼 儿 园 测 试 儿 童 让 小 朋 友 看 着 阿 姨 往 三 个 桶 中 的 两 个 里 面 放 上 玩 具, 然 后 让 他 们 出 屋 到 走 廊 上, 过 一 会 儿, 再 回 来, 猜 一 猜 哪 个 桶 内 有 玩 具 取 走 一 个 玩 具 后, 再 出 去 呆 一 会 儿, 回 来 再 选 择 另 一 个 藏 有 玩 具 的 桶 5 岁 左 右 的 儿 童 能 够 很 好 地 完 成 这 项 任 务 年 龄 小 点 的 孩 子 往 往 只 记 得 一 个 藏 着 玩 具 的 桶, 出 去 转 一 圈 后, 却 忘 了 另 一 个 装 玩 具 的 桶 目 前, 猕 猴 的 延 缓 作 业 也 引 进 计 算 机 技 术, 在 电 脑 屏 幕 的 两 侧 分 别 显 示 红 色 和 蓝 色 的 图 标 红 色 图 标 暗 示 食 物 奖 励, 猕 猴 很 快 学 会 伸 手 去 触 摸 屏 幕 上 的 红 色 图 标, 得 到 橘 子 水 一 旦 触 碰 蓝 色 图 标, 什 么 也 得 不 到 类 似 地, 猕 猴 很 快 就 学 会 选 择 三 角 形 而 不 是 正 方 形, 选 择 屏 幕 左 方 亮 点 而 不 是 右 边 亮 点 等 等 由 此, 我 们 可 以 检 测 猕 猴 对 颜 色 物 体 形 状 三 维 特 性 空 间 位 置, 甚 至 物 体 排 列 顺 序 的 辨 别 能 力 事 实 上, 它 们 的 确 是 辨 认 高 手 猕 猴 除 了 依 靠 看 视 觉 线 索, 还 可 以 依 靠 听 不 同 的 声 音 来 做 记 忆 任 务 也 即 是 根 据 前 后 听 到 的 声 音 是 否 一 样, 来 决 定 自 己 的 行 动 比 如, 给 坐 在 猴 椅 上 的 猕 猴 听 一 个 很 短 的 声 音 啪!, 间 隔 一 段 延 缓 时 间 之 后, 再 给 它 听 一 种 声 音, 如 果 这 个 声 音 和 先 前 的 声 音 一 样, 是 啪!, 猕 猴 确 认 后, 就 伸 手 拉 一 拉 手 里 的 杆 有 点 像 汽 车 上 的 刹 车 闸 这 个 刹 车 闸 通 过 电 缆 与 电 脑 连 接, 可 以 将 信 息 迅 速 传 到 电 脑 电 脑 监 测 到 猕 猴 拉 杆 之 后, 就 给 猕 猴 发 放 橘 子 水 作 为 奖 励 11

12 如 果 延 缓 一 段 时 间 后, 猕 猴 听 到 的 是 另 一 种 长 音 啪 啪 啪, 而 不 是 单 音 啪! 咦? 猕 猴 想, 好 像 和 先 前 的 声 音 不 一 样, 于 是 它 的 手 就 不 动, 刹 车 闸 保 持 静 止, 但 它 似 乎 又 有 些 担 忧 橘 子 水 还 好, 电 脑 很 快 评 分 正 确! 并 将 橘 子 水 送 到 猕 猴 的 嘴 里 它 喜 滋 滋 享 受 着, 如 同 王 者 凯 旋 一 样 自 豪 现 如 今, 知 识 就 是 财 富, 对 于 动 物, 智 力 就 是 食 物 这 种 测 试 方 法 利 用 了 猕 猴 的 自 主 决 定 拉 杆 或 不 拉 杆 猕 猴 对 声 音 或 图 形 进 行 判 断, 决 定 行 动 与 否, 所 以 又 称 为 行 动 / 不 行 动 (Go/NoGo) 模 式 这 种 模 式 要 求 猕 猴 对 前 后 一 致 的 线 索 做 出 积 极 反 应 也 就 是 后 面 看 到 的 图 形 或 听 到 的 声 音 如 果 与 之 前 的 信 息 一 样 的 时 候, 猕 猴 就 拉 杆, 便 有 奖 励 反 之, 前 后 信 息 不 一 样 的 时 候 就 不 拉 杆, 这 样 也 会 有 奖 励 这 种 任 务 称 为 配 对 样 本 测 试, 即 如 果 是 A, 就 选 择 A 反 过 来, 我 们 也 可 以 训 练 猕 猴 对 前 后 不 一 样 的 信 息 拉 杆, 比 如 先 前 看 见 红 色 小 方 块, 延 缓 一 段 时 间 之 后, 再 给 猕 猴 呈 现 红 色 方 块 或 蓝 色 圆 形 如 果 猕 猴 选 择 蓝 色 圆 形 物, 则 有 橘 子 水 奖 励, 选 择 红 色 方 块, 则 什 么 也 得 不 到 该 模 式 即 如 果 是 A, 就 选 择 B, 属 于 非 配 对 样 本 方 法 延 缓 反 应 测 试 往 往 要 求 猕 猴 坐 在 铁 笼 内 或 是 坐 在 特 制 的 猴 椅 上 猴 椅 有 点 像 古 代 押 送 犯 人 的 囚 枷, 猕 猴 的 头 和 身 子 被 套 在 猴 椅 中, 它 们 可 以 转 动, 但 是 跑 不 出 来 生 性 好 动 的 猕 猴 懊 恼 地 觉 得 行 为 受 到 限 制 所 以, 最 理 想 的 测 试 模 式 是 利 用 动 物 的 天 性, 尽 可 能 使 其 自 由 行 动, 在 最 大 的 自 由 限 度 内 检 测 它 们 的 行 为 这 样 得 到 的 实 验 结 果 更 为 可 靠, 更 人 性 化 迷 宫 就 是 一 个 很 好 的 选 择 问 题 1 给 猕 猴 做 工 作 记 忆 测 试 时, 碗 被 盖 了 起 来, 猕 猴 已 看 不 见 碗 里 的 花 生, 为 什 么 还 要 放 一 块 挡 板 下 来 或 要 猕 猴 出 去 遛 一 溜? 同 样, 在 小 朋 友 的 测 试 中, 倒 扣 的 桶 遮 住 了 玩 具, 儿 童 已 看 不 见 玩 具, 为 什 么 还 要 让 他 们 出 去 绕 一 圈 呢? 答 案 让 我 们 反 过 来 设 想 一 下, 如 果 给 猕 猴 的 碗 盖 起 来, 小 孩 的 玩 具 扣 起 来, 让 他 们 仍 然 呆 在 碗 或 桶 的 旁 边, 他 们 会 怎 么 做? 他 们 可 能 一 直 用 眼 睛 盯 着 那 只 藏 有 食 物 的 碗 或 有 玩 具 的 桶, 直 到 实 验 人 员 允 许 他 们 前 来 选 择 这 时, 测 定 的 结 果 将 不 再 完 全 依 赖 工 作 记 忆 即 便 心 不 在 焉, 早 已 忘 了 哪 个 碗 或 哪 个 桶 有 奖 励, 但 眼 睛 的 方 向 依 然 会 告 诉 他 们 是 这 个 碗 或 那 个 桶 因 而, 我 们 要 用 一 块 挡 板 暂 时 隔 断 视 线 或 让 儿 童 出 去 绕 一 圈, 两 者 的 共 同 点 是, 短 时 间 内 12

13 切 断 被 试 眼 睛 和 藏 奖 励 地 点 的 连 接 使 被 试 不 是 依 靠 视 觉, 而 完 全 依 靠 工 作 记 忆 来 完 成 任 务 问 题 2 在 给 儿 童 做 工 作 记 忆 测 试 时, 当 打 开 布 帘 让 儿 童 猜 一 猜 时, 年 龄 幼 小 的 (8-12 月 ) 儿 童 虽 然 眼 睛 知 道 哪 个 碗 里 有 玩 具, 但 是 手 却 不 由 自 主 地 伸 向 其 它 方 向 为 什 么? 答 案 此 时 儿 童 的 前 额 叶 开 始 发 育, 已 形 成 工 作 记 忆 雏 形, 但 是 却 缺 乏 完 整 的 肌 肉 执 行 环 路 也 就 是 说, 他 们 徒 有 光 杆 司 令 部, 却 没 有 手 下 兵 将 响 应 其 指 挥 所 以, 手 拿 不 到 大 脑 想 要 的 东 西 只 好 看 着 玩 具 糖 果 望 洋 兴 叹, 体 验 身 不 由 己 的 痛 苦 问 题 3 看 起 来, 猕 猴 很 容 易 完 成 配 对 和 非 配 对 样 本 延 缓 反 应 作 业, 人 类 儿 童 也 能 很 好 地 完 成 那 么, 其 它 动 物 呢? 它 们 是 否 也 认 为 这 样 的 作 业 很 简 单? 答 案 野 外 生 存 中, 无 数 动 物 需 要 迅 速 反 复 找 到 食 物, 所 以, 它 们 普 遍 都 具 备 很 强 的 短 时 记 忆, 其 中 就 包 含 工 作 记 忆 能 力 在 实 验 室 中, 科 学 家 已 用 实 验 证 实, 大 小 鼠, 鸟 类, 甚 至 蜜 蜂, 都 能 顺 利 完 成 配 对 和 非 配 对 样 本 延 缓 反 应 作 业, 在 这 点 上, 它 们 和 高 等 灵 长 类 动 物 相 比, 毫 不 逊 色 问 题 4 猕 猴 坐 在 猴 笼 里, 实 验 员 在 它 面 前 的 一 排 小 碗 内 中 选 一 个, 放 入 花 生 米 再 用 一 块 红 色 圆 形 木 片 盖 起 来, 猕 猴 伸 手 打 开 这 块 红 色 木 片, 吃 到 了 花 生 米 实 验 员 拉 下 帷 幕, 将 猕 猴 和 碗 之 间 隔 开 延 缓 一 段 时 间 后, 再 拉 起 帷 幕, 这 时, 猕 猴 面 前 的 小 碗 上 出 现 了 两 种 情 况 :2 个 小 碗 分 别 盖 着 红 色 圆 形 木 块 和 黄 色 三 角 形 木 块 猕 猴 思 忖 片 刻, 并 没 有 像 第 一 次 一 样 掀 开 红 色 木 块, 而 是 将 黄 色 三 角 形 的 木 片 拿 开, 它 发 现 下 面 有 一 粒 花 生 米 这 属 于 配 对 延 缓 还 是 非 配 对 样 本 延 缓 作 业? 答 案 13

14 因 为 该 实 验 遵 循 如 果 是 A, 就 选 择 B 原 则, 所 以 是 非 配 对 样 本 延 缓 作 业 猕 猴 的 大 迷 宫 自 然 界 中, 很 多 野 生 动 物 由 于 生 存 需 要, 有 很 强 的 空 间 方 向 感, 能 够 在 森 林 里 迅 速 找 到 食 物 在 实 验 室 中, 我 们 根 据 动 物 的 这 一 特 性, 可 以 设 计 适 合 于 大 小 鼠 猪 鸡 等 的 迷 宫, 各 种 动 物 在 自 己 的 迷 宫 中 愉 快 畅 游, 成 绩 出 色 我 们 在 昆 明, 为 猕 猴 专 门 设 计 了 一 个 很 漂 亮 的 大 迷 宫 这 个 迷 宫 有 6 米 长,6 米 宽, 四 周 插 上 彩 色 小 旗 帜 大 迷 宫 里 面 平 均 分 隔 成 4 个 小 迷 宫 每 个 小 迷 宫 向 外 均 有 一 道 门, 供 猕 猴 出 入 和 小 鼠 用 的 迷 宫 类 似, 迷 宫 中 有 很 多 可 拆 卸 的 隔 板, 将 迷 宫 分 割 出 很 多 通 道, 只 有 一 条 通 道 通 向 迷 宫 内 部 最 深 处, 在 那 儿 有 水 果 片 装 在 小 杯 子 里 等 候 猕 猴 的 发 现 其 它 通 道 均 是 死 胡 同, 各 处 悬 挂 了 空 杯 子, 以 充 分 混 淆 猕 猴 的 视 觉 我 手 下 有 几 只 猕 猴, 每 天 我 们 牵 着 它 们 从 一 个 小 迷 宫 的 入 口 进 去, 让 它 们 在 迷 宫 中 寻 找 食 物 第 一 天, 它 们 非 常 困 惑, 在 迷 宫 中 来 回 转 悠, 摸 不 到 门 路 见 到 小 杯 子 就 扑 过 去, 恨 不 得 把 头 和 手 都 伸 到 杯 子 里 去, 结 果 可 想 而 知, 众 多 杯 子 中 只 有 1 个 盛 着 水 果 不 出 三 天, 几 只 猕 猴 就 迅 速 记 住 到 达 食 物 的 最 捷 路 径, 只 要 一 进 迷 宫, 低 着 头 坚 定 地 走 到 目 的 地, 拿 了 水 果 就 吃, 吃 了 便 原 路 返 回, 准 备 下 一 轮 寻 食 运 动, 一 点 儿 不 耽 搁 看 起 来, 它 们 好 像 很 喜 欢 这 样 的 游 戏, 一 天 走 15 回, 不 到 20 分 钟 就 完 成 食 物 若 是 苹 果 香 蕉, 它 们 吃 得 最 欢 喜, 若 是 胡 萝 卜, 到 后 来, 就 可 吃 可 不 吃 了 此 时, 它 们 也 很 老 道 地 闷 头 踏 进 迷 宫, 大 步 流 星 奔 赴 目 的 地, 一 看 是 胡 萝 卜, 扭 头 就 撤 下 次 仍 然 意 气 风 发 地 冲 进 迷 宫, 再 走 个 来 回 有 趣 的 是, 猕 猴 学 习 第 一 个 迷 宫 花 费 的 时 间 要 长 些, 犯 的 错 误 也 多 但 之 后 学 习 第 2-4, 甚 至 第 5-8 个 迷 宫 时, 就 要 容 易 得 多, 做 得 又 快 又 好 看 起 来, 猕 猴 能 把 在 第 一 个 迷 宫 中 学 到 的 规 则 运 用 于 后 面 的 迷 宫, 因 而 大 大 提 高 了 效 率 我 们 在 迷 宫 内 拐 角 转 弯 的 地 方 贴 一 些 彩 色 图 片, 给 猕 猴 做 路 标 一 开 始 时, 有 的 猕 猴 很 好 奇, 像 高 度 近 视 眼 一 样, 把 整 个 脸 儿 凑 上 去, 紧 贴 着 图 片 琢 磨 一 阵 子, 模 样 十 分 好 笑 但 是 这 样 的 情 况 很 少 发 生, 大 约 在 百 次 训 练 中 只 有 1 次, 而 且 是 在 最 开 始 的 时 候 大 部 分 情 况 下, 猕 猴 似 乎 没 看 见 图 片 当 猕 猴 学 会 了 寻 找 正 确 路 径 之 后, 我 们 将 这 些 图 片 撤 除, 结 果 猕 猴 依 然 准 确 无 误 地 走 到 目 的 地, 一 丁 点 儿 影 响 也 没 有 我 们 又 在 迷 宫 不 同 的 地 方 贴 上 新 的 图 片, 猕 猴 还 是 对 此 漠 不 关 心, 好 像 根 本 没 发 觉, 依 然 勇 往 直 前 奔 赴 目 的 地 因 而, 一 旦 猕 猴 学 会 了 如 何 最 快 捷 地 找 到 水 果, 它 们 对 迷 宫 内 原 有 图 片 14

15 是 否 消 失, 是 否 出 现 新 的 图 片, 均 无 所 谓 猕 猴 在 开 始 学 习 时, 是 不 是 借 助 了 迷 宫 中 的 图 片 呢? 如 果 是, 何 时 是 敏 感 期 呢? 它 们 是 否 也 像 小 白 鼠 一 样, 先 参 考 迷 宫 内 的 图 片 位 置 和 迷 宫 周 边 的 五 彩 旗 帜, 来 辅 助 认 路 而 后 就 转 变 为 简 单 的 向 左 转 或 向 右 转 的 习 惯 动 作? 这 些 问 题 还 有 待 研 究 除 了 大 迷 宫 可 供 猕 猴 使 用, 猕 猴 还 可 以 在 大 的 水 迷 宫 中 接 受 训 练 这 种 迷 宫 类 似 于 大 鼠 的 Morris 水 迷 宫, 也 就 是 让 猕 猴 在 游 泳 池 内 游 泳, 水 面 下 不 同 的 地 方 放 置 隐 蔽 的 平 台 一 般 是 透 明 的, 猕 猴 即 便 在 水 中 也 看 不 见 找 到 这 样 的 平 台, 只 有 靠 游 泳 池 周 围 的 环 境 线 索 因 而, 可 以 测 试 猕 猴 的 空 间 记 忆 能 力 还 有 一 种 更 有 趣 的 迷 宫 虚 拟 的 视 觉 迷 宫 猕 猴 坐 在 游 戏 机 前, 手 握 操 纵 杆 它 们 看 着 屏 幕 上 出 现 各 种 通 道 路 标, 用 操 纵 杆 来 决 定 该 往 哪 个 方 向 走, 不 该 往 哪 个 方 向 走 如 果 选 择 正 确, 到 了 通 路 末 端, 就 有 一 个 大 得 可 喜 的 水 果 状 图 片 出 现 在 眼 前 于 是, 现 实 中 的 猕 猴 也 会 得 到 真 实 的 食 物 奖 励, 一 片 苹 果 或 几 滴 橘 子 汁 这 种 电 脑 游 戏 玩 起 来 要 难 一 些, 需 要 猕 猴 专 心 致 志, 并 有 充 分 的 想 象 力 如 果 猕 猴 习 惯 了, 也 许 会 和 人 一 样 从 中 感 到 乐 趣 猕 猴 用 的 大 迷 宫 ( 作 者 摄 ) 15

16 问 题 1 如 何 使 用 猕 猴 大 迷 宫, 在 测 试 猕 猴 空 间 记 忆 的 同 时, 也 检 测 它 们 的 工 作 记 忆 呢? 答 案 由 于 迷 宫 中 只 有 一 条 通 路 是 正 确 的, 其 它 都 是 死 胡 同 我 们 在 死 胡 同 的 地 方, 悬 挂 一 些 空 杯 子, 作 为 幌 子, 诱 使 猕 猴 上 当 受 骗 猕 猴 有 极 强 的 记 忆 力, 它 们 一 旦 搜 寻 过 空 杯 子, 下 次 几 乎 就 不 再 光 顾 但 是 猕 猴 也 有 失 策 的 时 候, 一 旦 踏 进 迷 宫, 尚 可 直 奔 有 水 果 的 地 方 而 去, 出 迷 宫 的 时 候, 有 时 就 忍 不 住 贪 心, 要 去 看 看 沿 途 的 杯 子 中 是 否 还 有 意 外 的 食 物 如 果 又 到 先 前 已 经 搜 寻 过 的 杯 子 中 搜 寻, 或 者 到 已 取 过 苹 果 的 杯 子 中 再 次 搜 寻, 这 就 是 工 作 记 忆 错 误, 指 在 短 期 内 重 复 犯 的 错 误 它 记 不 住 刚 才 已 看 过 那 个 杯 子, 又 跑 去 看 源 于 暂 时 性 失 忆 问 题 2 到 了 目 的 地 后, 有 些 猕 猴 也 许 就 会 偷 懒 等 在 那 里, 期 望 新 水 果 片 的 出 现 如 何 设 计 实 验, 让 猕 猴 在 目 的 地 吃 过 水 果 后, 迅 速 返 回 迷 宫 门 口, 我 们 好 开 始 新 一 轮 实 验 呢? 答 案 当 猕 猴 进 入 迷 宫 寻 找 水 果 片 的 时 候, 我 们 在 迷 宫 门 口 也 放 一 个 小 杯 子, 杯 子 内 放 几 片 水 果 数 量 比 目 的 地 的 水 果 要 少 一 些 这 样 一 来, 猕 猴 拿 了 迷 宫 内 部 的 食 物 后, 就 会 马 上 撤 离, 因 为 它 知 道, 再 等 下 去, 徒 劳 无 益 而 在 迷 宫 门 口 还 有 水 果 呢, 这 样 做 就 可 以 成 功 吸 引 它 从 迷 宫 中 快 速 凯 旋 而 归 问 题 3 当 我 们 记 录 动 物 的 脑 电, 了 解 到 动 物 某 种 行 为 之 后 蕴 含 的 生 物 学 意 义 时, 我 们 是 否 可 以 反 其 道 而 行? 也 就 是 说, 将 代 表 一 定 行 为 意 义 的 脑 电 活 动 反 过 来 输 入 脑 内, 是 否 可 以 触 发 动 物 与 之 相 匹 配 的 行 为 呢? 答 案 这 个 问 题 也 是 科 学 家 长 期 以 来 一 直 在 思 索 和 探 讨 的 如 果 我 们 能 够 收 集 导 致 动 物 的 某 些 行 动 的 脑 内 电 信 号 从 某 种 意 义 上 说, 代 表 了 动 物 的 一 部 分 思 想, 然 后 将 它 们 施 加 于 动 物 的 大 16

17 脑 如 果 能 够 诱 发 动 物 产 生 我 们 期 望 出 现 的 行 为, 那 么 这 些 信 号 就 成 为 行 为 密 码 接 着, 再 将 这 些 密 码, 也 就 是 电 信 号 输 入 机 器 人, 使 机 器 人 建 立 行 为 密 码 库 将 机 器 人 和 动 物 相 连 接, 机 器 人 仿 佛 动 物 脑 中 的 小 人, 知 道 动 物 在 想 什 么, 需 要 什 么, 从 而 代 替 动 物 做 事 只 要 动 物 头 脑 中 想 到 什 么, 机 器 人 就 立 即 执 行 对 于 人 类 瘫 痪 或 行 动 不 能 的 患 者, 这 种 机 器 人 无 疑 是 美 好 的 福 音 因 为 我 们 只 要 动 动 思 想, 无 需 动 用 我 们 的 肢 体, 就 可 以 借 助 机 器 人 拿 到 我 们 想 要 的 水 杯, 打 开 电 视 事 实 上, 科 学 家 们 已 经 在 大 鼠 和 猕 猴 上 实 现 了 这 样 的 尝 试 3. 惊 现 思 想 大 脑 内 无 时 无 刻 不 发 生 着 化 学 物 质 的 联 接 和 电 信 号 的 传 递 瞬 间 即 逝 的 电 信 号 和 瞬 时 复 现 的 电 信 号 充 斥 着 我 们 的 大 脑, 使 它 随 时 处 于 忙 碌 的 工 作 状 态 这 个 带 电 的 大 脑 给 我 们 提 供 着 意 识 思 想 和 行 动 的 指 令 长 期 以 来, 我 们 一 直 希 冀 能 够 从 大 脑 的 电 信 号 中 窥 探 思 想 的 痕 迹 也 许, 动 物, 乃 至 人 类 的 思 想 就 蕴 藏 在 这 些 纷 纭 错 综 的 电 信 号 中? 然 而, 人 类 总 是 很 失 望, 因 为 电 的 信 号 转 瞬 即 逝, 难 以 捕 捉 我 们 不 能 精 确 地 将 某 一 思 想 和 某 一 电 活 动 一 一 配 对 起 来 脑 电 的 活 动 看 起 来 很 混 沌, 似 乎 一 直 在 和 我 们 捉 迷 藏 人 类 的 技 术 显 然 还 达 不 到 准 确 破 译 所 有 脑 电 密 码, 但 是, 研 究 仍 然 有 了 长 足 进 步 1999 年, 美 国 宾 西 法 尼 亚 洲 和 北 卡 罗 莱 纳 州 的 科 研 人 员 成 功 地 抽 提 出 大 鼠 喝 水 时 的 脑 电 活 动, 将 它 作 为 模 板 记 录 到 电 脑 中 当 大 鼠 再 次 想 喝 水 的 时 候, 它 的 脑 电 信 号 被 电 脑 接 收 识 别 确 认 当 电 脑 判 定 该 脑 电 信 号 和 原 先 储 存 的 想 喝 水 的 信 号 相 同 时, 电 脑 自 动 满 足 大 鼠 的 要 求, 将 水 滴 释 放 出 来 整 个 过 程 最 关 键 的 是, 电 脑 识 别 了 大 鼠 的 思 想, 随 之 代 替 大 鼠 的 手, 使 大 鼠 不 用 亲 自 动 手 就 喝 到 水 2008 年 5 月 底, 美 国 宾 西 法 尼 亚 洲 的 研 究 人 员 再 次 在 猕 猴 上 证 实, 机 器 可 以 解 读 动 物 的 思 想, 旋 即 替 代 之 行 事 研 究 人 员 在 猕 猴 大 脑 的 运 动 皮 层 上 收 集 了 手 臂 运 动 导 致 的 放 电 模 式, 然 后 将 这 些 脑 电 信 号 抽 提, 存 储 在 电 脑 中, 电 脑 经 过 一 系 列 的 算 法, 可 以 识 别 来 自 猕 猴 大 脑 的 真 实 的 脑 电 信 号 同 时, 电 脑 连 接 着 一 只 机 器 手 如 果 电 脑 判 断 脑 电 信 号 正 确, 将 操 纵 机 器 手 臂 做 出 和 真 实 手 臂 相 同 的 动 作 科 研 人 员 在 猕 猴 的 面 前 递 上 一 小 块 蜜 饯, 猕 猴 的 双 手 被 限 制 在 椅 子 扶 手 上 的 两 个 金 属 管 中, 不 能 伸 出 来 取 食 它 焦 急 地 看 着 蜜 饯 这 块 美 食, 激 动 万 分, 却 无 能 为 力 这 时, 猕 猴 肩 旁 17

18 的 一 个 机 器 手 臂 开 始 向 前 伸 出 机 器 手 通 过 电 脑 感 觉 到 猕 猴 强 烈 的 愿 望 拿 到 那 块 蜜 饯! 机 器 手 臂 真 的 伸 到 了 蜜 饯 面 前, 继 而 用 两 个 指 头 夹 起 蜜 饯, 返 回 到 猕 猴 嘴 边 于 是, 猕 猴 轻 而 易 举 吃 到 了 蜜 饯 一 次 成 功 后, 猕 猴 大 受 鼓 励, 吃 到 蜜 饯 的 次 数 越 来 越 多 偶 尔, 机 器 手 臂 也 有 不 慎 的 时 候 蜜 饯 掉 到 了 地 上, 猕 猴 立 即 停 止 机 器 手 的 动 作, 使 其 返 回, 去 拿 新 的 蜜 饯 如 果 蜜 饯 的 位 置 临 时 发 生 了 变 化, 机 器 手 也 会 做 出 相 应 的 调 整, 目 的 只 有 一 个 取 到 美 食 猕 猴 不 仅 能 控 制 机 器 手 手 臂 的 运 动, 也 能 控 制 两 个 手 指 的 运 动 当 手 指 夹 着 食 物 即 将 到 达 猕 猴 的 嘴 边 时, 手 指 会 略 微 松 开, 以 便 蜜 饯 达 到 嘴 边 时 能 即 刻 被 吃 到, 不 浪 费 任 何 时 间 多 次 之 后, 猕 猴 发 现 蜜 饯 这 东 西 粘 性 很 大, 在 手 臂 伸 过 去, 拿 到 食 物 后, 即 便 手 指 略 微 松 开, 蜜 饯 也 不 容 易 滑 落 因 而, 它 对 手 指 的 松 弛 度 做 了 相 应 的 调 整, 当 手 臂 伸 过 去 拿 到 蜜 饯 后, 只 顾 快 速 送 到 嘴 边 就 是 了, 不 用 过 分 担 心 手 指 是 否 夹 紧 了 食 物 机 器 手 为 何 能 如 此 清 晰 地 了 解 猕 猴 的 愿 望 和 想 法, 并 准 确 地 遵 照 执 行 呢? 成 功 的 秘 诀 在 于 电 脑 能 够 识 别 读 懂 猕 猴 大 脑 的 思 想, 接 着, 控 制 机 器 手 按 照 猕 猴 大 脑 的 思 想 去 行 事 此 时, 机 器 手 变 成 了 猕 猴 真 实 意 义 上 的 另 一 只 手 这 样 的 机 器 手 比 实 际 情 况 中 的 手 行 动 要 缓 慢 得 多, 机 器 手 取 食 一 直 到 猕 猴 吃 到 食 物, 整 个 过 程 需 要 3-5 秒 而 当 可 以 用 自 己 的 手 拿 蜜 饯 时, 动 作 要 快 得 多, 只 需 要 1-2 秒 这 项 实 验 和 先 前 大 鼠 的 工 作 都 发 表 在 世 界 顶 级 科 学 杂 志 自 然 上, 喻 示 了 该 研 究 对 人 类 的 意 义, 尤 其 对 于 瘫 痪 或 截 肢 的 病 患 者, 他 们 亟 需 这 样 的 机 器 手, 帮 助 自 己 随 意 拿 取 东 西, 以 便 生 活 自 理 从 前, 人 们 可 以 满 足 假 肢 的 安 装, 但 是, 现 在, 如 果 能 让 假 肢 像 自 己 的 肢 体 一 样 受 大 脑 控 制, 是 每 个 截 肢 者 的 美 好 愿 望 更 有 甚 者, 我 们 还 可 以 仅 仅 通 过 眼 神 的 控 制, 启 动 手 机 摁 键, 不 用 手, 就 将 我 们 想 打 的 电 话 拨 出 去 除 了 让 动 物 的 思 想 被 机 器 实 现, 也 可 以 反 过 来, 让 动 物 随 我 们 的 意 愿 行 事 2002 年 在 自 然 杂 志 上 报 道 了 人 类 可 以 操 控 大 鼠 的 脑, 让 它 按 照 人 类 的 意 愿 行 走 科 学 家 在 大 鼠 的 大 脑 两 个 部 位 安 置 了 电 极, 当 刺 激 这 两 个 脑 区 的 时 候, 大 鼠 产 生 了 非 常 奇 特 的 行 为 百 依 百 顺 于 是, 人 类 遥 控 大 鼠 脑 内 的 电 极, 就 像 小 孩 玩 遥 控 车 一 样, 指 使 大 鼠 爬 上 楼 梯, 转 弯, 再 从 楼 梯 上 爬 下 来, 在 平 台 绕 一 圈 大 鼠 肩 负 着 遥 控 箱, 温 顺 地 听 从 人 类 给 它 发 出 的 指 令, 一 步 一 步 按 照 人 类 的 命 令 向 前, 向 左 或 向 右 行 进 运 用 这 样 的 遥 控 生 物, 再 结 合 摄 像 技 术, 我 们 可 以 在 人 类 惨 遭 自 然 灾 害, 比 如 地 震 的 18

19 时 候, 积 极 采 取 救 援 措 施, 汶 川 大 地 震 的 伤 亡 将 大 大 减 少 在 扫 雷 时 也 可 大 显 身 手, 避 免 不 必 要 的 人 员 伤 亡 问 题 1 呢? 类 似 的 技 术 能 否 用 到 耳 朵 失 聪 或 眼 睛 失 明 的 人 类 患 者 上, 使 他 们 重 新 听 见 声 音 或 看 见 光 明 答 案 人 们 正 在 做 这 样 的 尝 试, 相 信 有 一 天 聋 人 不 再 聋, 盲 人 不 再 盲 问 题 2 当 我 们 把 金 属 做 的 电 极 丝 埋 到 动 物 脑 内, 记 录 动 物 大 脑 神 经 元 电 信 号, 可 以 读 懂 动 物 的 部 分 思 想, 但 是 在 我 们 人 类 身 上, 无 法 将 电 极 丝 埋 到 脑 内, 做 电 生 理 记 录 那 么, 如 果 我 们 企 图 读 懂 人 类 的 思 想, 通 常 用 什 么 办 法 呢? 答 案 脑 成 像 技 术 是 最 好 的 选 择 当 给 人 类 被 试 做 一 些 测 试 任 务, 通 过 功 能 脑 成 像 (fmri) 技 术, 我 们 可 以 看 见 脑 区 内 哪 些 部 位 处 于 激 动 的 状 态, 便 可 以 推 测 这 些 脑 区 和 正 在 执 行 的 任 务 相 关 反 过 来, 当 脑 成 像 技 术 发 展 到 更 高 层 次, 可 以 使 我 们 根 据 哪 些 脑 区 发 生 了 变 化, 推 测 被 试 所 思 所 想 4. 小 鸡 的 任 务 小 鸡 啄 球 在 一 块 扁 平 的 橡 皮 泥 中 央, 嵌 有 一 颗 小 珠 子, 研 究 人 员 把 刚 孵 出 来 的 小 鸡 放 到 橡 皮 泥 上, 于 是 小 鸡 开 始 啄 珠 子 由 于 小 球 既 光 滑 又 陷 在 橡 皮 泥 里, 小 鸡 不 可 能 不 偏 不 倚 地 啄 到 小 球, 因 而, 它 总 是 会 啄 到 橡 皮 泥 这 样, 坚 硬 的 小 嘴 喙 就 在 橡 皮 泥 上 留 下 一 道 道 痕 迹 从 橡 皮 泥 上 留 下 的 印 迹 数 目, 就 可 以 判 断 小 鸡 啄 球 的 兴 趣 小 鸡 从 蛋 壳 里 孵 出 来, 就 有 了 啄 食 的 天 性 如 果 给 它 听 细 碎 的 敲 击 声 音, 它 们 就 会 条 件 反 19

20 射 般 开 始 低 头 啄 食 这 种 行 为 也 像 哺 乳 动 物 一 出 生 就 会 吮 吸 一 样, 是 遗 传 的 反 射 行 为 既 然 小 鸡 啄 球 是 天 生 的 反 应, 科 学 家 根 据 这 一 特 性, 设 计 出 一 系 列 实 验 方 案, 发 现 小 鸡 学 习 记 忆 的 三 个 阶 段 : 短 时 中 时 和 长 时 记 忆 把 刚 从 蛋 壳 里 孵 出 一 天 的 小 鸡 两 只 一 组 分 别 放 到 一 个 个 小 纸 盒 中 然 后, 递 给 它 们 一 根 顶 端 粘 着 一 个 小 球 的 棍 子, 小 球 是 白 色 的 小 鸡 见 到 小 球, 以 为 是 米 粒 呢, 就 好 奇 地 扑 过 来, 张 开 嘴 喙 啄 小 球 如 果 小 鸡 们 普 遍 都 对 小 球 这 么 热 情, 那 下 一 步 就 把 小 球 的 颜 色 换 成 红 色 的, 再 给 小 球 蘸 上 苦 味 的 液 体, 随 后 递 给 小 鸡 这 时 小 鸡 像 上 次 一 样, 马 上 就 去 啄 小 球, 一 边 想 : 怎 么 白 米 变 成 了 红 色? 不 幸 的 是, 它 们 啄 完 之 后, 发 现 味 道 好 苦 啊! 便 叽 叽 叽 尖 叫 着, 惊 慌 地 跳 到 一 边, 不 住 地 甩 头, 企 图 把 这 不 痛 快 的 经 历 甩 掉 过 一 段 时 间, 把 小 球 清 洗 干 净, 再 把 白 色 和 红 色 的 小 球 递 给 小 鸡 它 们 会 有 怎 样 的 反 应 呢?( 见 答 案 ) 小 鸡 啄 珠 子 ( 周 穆 如 12 岁 画 ) 和 其 他 动 物, 包 括 人 类 一 样, 小 鸡 的 记 忆 有 三 个 阶 段 : 短 时 中 时 和 长 时 记 忆 只 不 过, 人 类 的 短 时 记 忆 可 以 以 小 时 为 单 位 计 算, 而 小 鸡 则 是 以 分 钟 计 算 5 15 分 钟 之 内, 属 于 小 鸡 的 短 时 记 忆 ;20 55 分 钟 为 中 时 记 忆 ;60 分 钟 之 后 的 记 忆 为 长 时 记 忆 同 样, 便 笺 式 的 短 时 记 忆 由 某 些 离 子 通 道 负 责, 长 时 记 忆 的 书 本 则 是 由 一 页 页 蛋 白 质 装 订 的 20

21 问 题 当 递 给 小 鸡 红 色 或 白 色 的 小 球, 小 鸡 的 反 应 是 怎 样 的? 答 案 面 对 白 色 的 小 球, 小 鸡 知 道 它 没 有 苦 味, 依 然 去 啄 对 于 红 色 的 小 球, 记 性 好 的 小 鸡 马 上 就 采 取 回 避 的 姿 态, 叽 叽 尖 叫 着 躲 开, 好 像 见 了 瘟 神 一 般 记 性 不 好 的 小 鸡 则 又 扑 上 去 根 据 这 些 情 况, 就 可 以 判 断 小 鸡 记 忆 好 坏 印 记 学 习 前 面 讲 过 奥 地 利 动 物 学 家 劳 伦 兹 发 现 小 鸭 子 的 印 记 学 习, 这 个 现 象 普 遍 存 在 于 鸟 类 小 鸡 也 有 明 显 的 印 记 学 习 让 我 们 利 用 印 记 学 习, 给 小 鸡 设 计 一 个 找 妈 妈 的 任 务 小 鸡 刚 刚 孵 出 后, 就 把 它 放 到 一 个 小 盒 中, 盒 内 用 细 线 悬 挂 了 一 只 黄 色 的 乒 乓 球, 小 鸡 在 盒 内 走 动 时 碰 到 乒 乓 球, 球 便 左 右 摆 动 由 于 小 鸡 出 生 后 一 直 与 这 个 乒 乓 球 相 伴, 很 快, 奇 特 的 印 记 记 忆 就 形 成 小 鸡 把 黄 色 的 乒 乓 球 当 作 了 妈 妈 或 同 伴 去 依 恋, 去 跟 随 小 鸡 以 为 乒 乓 球 是 母 亲 ( 周 穆 如 12 岁 画 ) 这 时, 我 们 就 可 以 开 始 实 验 了 把 小 鸡 放 到 一 个 透 明 的 小 玻 璃 房 内, 在 玻 璃 房 前 方 不 远 处, 21

22 分 别 有 两 间 黑 色 的 小 房 间 让 小 鸡 看 着 我 们 用 手 把 黄 色 乒 乓 球 从 透 明 的 玻 璃 房 外, 慢 慢 移 到 两 个 黑 色 房 间 中 的 一 间 后 面 藏 起 来 小 鸡 注 视 着 乒 乓 球 母 亲 离 去, 很 焦 急, 但 玻 璃 房 的 门 是 锁 着 的, 它 暂 时 出 不 去 过 了 一 会 儿, 我 们 把 玻 璃 房 的 门 打 开, 小 鸡 便 急 急 忙 忙 向 前 冲 过 去, 寻 找 它 的 乒 乓 球 妈 妈 若 小 鸡 等 待 的 时 间 也 就 是 延 缓 时 间 太 长, 它 可 能 就 记 不 住 乒 乓 球 藏 在 哪 间 黑 色 小 房 内, 所 以, 延 缓 时 间 的 长 短 很 重 要 这 种 方 法 要 求 小 鸡 记 住 乒 乓 球 在 哪 间 小 屋, 带 有 很 强 的 目 的 性 因 而 测 试 的 是 小 鸡 的 工 作 记 忆 记 性 好 的 小 鸡 很 容 易 找 到 自 己 的 乒 乓 球 母 亲, 记 性 不 好 的 小 鸡 总 是 一 出 玻 璃 门 就 乱 蹿, 无 法 判 断 母 亲 在 哪 里 在 小 鸡 的 印 记 学 习 中, 是 否 有 敏 感 时 期 呢? 就 像 鸟 类 学 唱 歌, 人 类 学 语 言, 都 有 敏 感 期 一 样, 小 鸡 的 印 记 学 习 也 有 敏 感 期, 即 从 蛋 壳 孵 出 后 小 时 内, 最 易 形 成 印 记 学 习 和 记 忆 如 果 给 小 鸡 呈 现 一 个 活 跃 转 动 的 物 体, 小 鸡 更 容 易 把 它 当 作 母 亲 如 果 在 物 体 旋 转 的 同 时, 播 放 一 段 母 鸡 叫 声 的 录 音 磁 带, 那 么, 小 鸡 更 依 恋 这 个 会 动 会 叫 的 母 亲 经 典 的 巴 甫 洛 夫 条 件 反 射 需 要 条 件 刺 激 和 非 条 件 刺 激 狗 吃 骨 头 时 给 它 听 铃 声, 铃 声 是 条 件 刺 激, 骨 头 是 非 条 件 刺 激 如 此 反 复 之 后, 狗 一 听 见 铃 声 就 口 流 唾 液 这 其 中, 动 物 将 条 件 和 非 条 件 刺 激 两 者 之 间 建 立 了 联 系, 形 成 条 件 反 射 奇 怪 的 是, 在 印 记 学 习 过 程 中 缺 乏 相 应 的 非 条 件 刺 激, 看 起 来 似 乎 只 有 条 件 刺 激 ( 母 亲 或 代 理 母 亲 ), 便 可 使 小 鸡 产 生 依 赖 感, 有 的 人 认 为, 印 记 学 习 不 属 于 通 常 意 义 上 的 条 件 反 射 问 题 1 是 不 是 所 有 的 物 体 都 能 使 小 鸡 产 生 印 记 学 习 和 记 忆 呢? 如 果 我 们 让 孵 出 来 的 小 鸡 整 天 和 一 个 老 鹰 或 蛇 的 模 型 呆 在 一 起, 那 么, 小 鸡 是 否 会 把 原 先 是 天 敌 的 老 鹰 和 蛇 当 作 自 己 的 母 亲 或 兄 弟 姐 妹 呢? 答 案 小 鸡 会 把 老 鹰 或 蛇 的 模 型 当 作 自 己 的 亲 人 但 在 现 实 中, 如 果 小 鸡 碰 到 真 实 的 老 鹰 或 蛇, 只 用 一 次 惊 吓, 就 足 以 令 它 们 一 辈 子 都 胆 寒 被 当 作 母 亲 的 模 型 毕 竟 和 现 实 中 的 天 敌 有 很 大 差 别 22

23 问 题 2( 小 学 生 提 出 的 问 题 ): 如 果 把 刚 孵 出 来 的 小 鸡 和 同 样 刚 孵 出 来 的 小 鸡 放 在 一 起, 它 们 会 互 相 认 作 是 母 亲 吗? 答 案 在 这 种 情 况 下, 更 多 的 可 能 是 小 鸡 们 互 认 为 兄 弟 姐 妹, 形 影 相 随 问 题 3 鸟 类 体 内 暗 藏 指 南 针, 那 么, 我 们 如 何 借 助 小 鸡 寻 找 乒 乓 球 母 亲 这 一 任 务, 检 查 小 鸡 也 怀 揣 指 南 针? 答 案 在 小 鸡 找 妈 妈 的 训 练 场 地 设 置 一 个 磁 场 环 境, 比 如 南 北 方 向 的 磁 场 小 鸡 经 过 训 练, 大 多 飞 快 跑 去 寻 找 乒 乓 球 妈 妈 待 小 鸡 们 学 习 成 绩 达 到 一 个 稳 定 的 好 分 数 后, 将 磁 场 方 向 换 一 下, 变 成 东 西 走 向 这 时 小 鸡 们 一 下 子 手 足 无 措 起 来, 原 来 的 好 成 绩 一 落 千 丈, 再 也 找 不 到 妈 妈 了 所 以, 用 这 个 实 验 便 可 证 实 小 鸡 体 内 也 有 能 感 知 地 磁 的 指 南 针 鸟 儿 逸 事 除 了 米 粒, 农 场 里 的 鸡 还 会 喜 欢 什 么 呢? 我 们 在 一 间 鸡 舍 内 设 几 个 小 屋, 每 个 小 屋 都 装 了 刨 花 和 锯 末, 但 是 有 的 垫 得 薄, 有 的 垫 得 厚 将 母 鸡 放 进 鸡 舍, 这 时, 面 对 它 的 是 数 间 小 屋, 它 东 探 探 西 看 看, 走 进 每 间 小 屋 去 勘 察 一 番 最 后, 它 一 抬 腿 钻 进 刨 花 锯 末 最 多 的 那 间 屋 子, 迫 不 及 待 地 趴 下, 两 脚 开 始 愉 快 地 刨 弄 这 是 母 鸡 抱 窝 的 天 性 使 然, 它 们 喜 欢 更 柔 软 更 舒 适 的 垫 料, 这 样 下 鸡 蛋 时 会 更 感 安 全, 更 惬 意 当 再 次 把 母 鸡 放 入 鸡 舍 时, 它 会 径 直 走 到 原 先 呆 过 的 刨 花 锯 末 最 多 的 那 间 小 屋, 因 为 在 它 的 头 脑 中, 这 间 小 屋 已 经 被 归 为 五 星 级 如 果 在 农 场, 根 据 母 鸡 的 偏 好, 为 它 们 设 计 舒 适 的 小 窝, 可 以 令 它 们 心 情 舒 畅, 从 而 更 愉 快 地 产 蛋, 产 的 鸡 蛋 既 多 又 好 成 年 鸟 有 高 度 发 达 的 视 觉 系 统, 鸽 子 只 用 看 一 看 图 片, 就 能 将 它 们 分 门 别 类 它 们 会 将 树 木 水 人 和 兔 归 为 自 然 物 体, 把 人 造 的 车, 椅 子 等 归 为 非 自 然 物 体, 甚 至 还 可 区 分 人 面 部 高 兴 或 生 气 的 表 情, 并 对 几 何 图 形 进 行 一 定 的 分 类 种 种 实 验 结 果 提 示, 在 鸽 子 中, 已 出 现 了 对 概 念 的 认 识 23

24 乌 鸦 在 辨 识 面 孔 上 也 绝 顶 聪 明, 它 们 能 够 牢 记 捕 捉 过 它 的 人 的 脸, 将 这 个 人 划 分 为 心 目 中 的 恐 怖 分 子 即 便 这 个 人 戴 了 帽 子, 它 也 能 准 确 认 出, 并 迅 速 躲 开 同 时, 乌 鸦 还 能 把 这 种 危 险 信 息 传 递 给 同 伙, 使 得 同 伴 也 知 道 什 么 人 危 险, 什 么 人 安 全, 以 便 及 时 做 出 反 应 虽 然, 记 仇 并 不 是 一 件 什 么 好 品 质, 但 是 对 于 野 外 生 存, 记 仇 意 味 着 保 全 生 命 5. 清 晨 的 露 水 精 灵 小 果 蝇 在 中 学 时, 一 次 自 然 课, 不 知 什 么 原 因 我 选 了 饲 养 果 蝇 的 小 课 题 也 许 是 因 为 大 家 都 不 愿 把 当 时 归 为 臭 虫 的 蝇 类 当 做 宠 物 一 样 对 待 吧 我 和 一 个 同 学, 照 着 书 上 介 绍 的, 分 头 去 准 备 东 西 那 是 我 第 一 次 知 道 什 么 是 琼 脂, 浅 黄 干 瘪 的 几 缕, 像 枯 黄 的 草 儿, 微 微 透 明, 韧 性 十 足 按 重 量 秤 好, 放 在 水 里, 像 煮 面 条 一 样 煮 上 一 阵 子, 就 化 了 不 见 踪 影 水 变 得 发 黄 而 粘 稠, 放 一 点 白 糖, 就 成 了 一 锅 营 养 液 趁 热 把 营 养 液 倒 入 小 三 角 瓶 中, 待 它 凝 固 了, 就 植 入 果 蝇 的 卵 它 们 就 躲 藏 在 一 小 块 事 先 暴 露 在 空 气 中 的 香 蕉 肉 中 自 然 界 中 的 果 蝇 有 着 异 常 灵 敏 的 嗅 觉, 它 们 最 喜 欢 熟 透 腐 烂 的 水 果 只 要 熟 透 的 香 蕉 有 一 小 块 缺 口, 它 们 就 会 争 先 恐 后 围 上 去, 把 自 己 幼 小 的 几 乎 看 不 见 的 卵 种 植 到 肥 美 的 香 蕉 肉 里 我 们 挑 一 小 块 香 蕉 肉 放 到 小 三 角 瓶 中 的 琼 脂 营 养 液 里 然 后 用 透 气 的 纱 布 把 瓶 口 扎 上, 再 把 这 果 蝇 小 小 的 温 床 放 到 温 暖 的 地 方 很 快, 原 先 泛 黄 的 凝 固 的 琼 脂 营 养 液 变 得 透 明 起 来, 仔 细 一 看, 原 来 是 很 多 细 小 的 蛆 样 的 东 西 在 涌 动 它 们 愉 快 而 热 闹 地 穿 梭 在 营 养 液 中, 就 像 勤 劳 的 蚯 蚓 在 地 下 耕 耘 一 样 当 然, 它 们 是 为 了 寻 找 口 味 更 好 的 食 物, 抑 或 是 由 于 饱 食 无 忧, 太 愉 快 了 而 把 渐 稀 的 营 养 液 当 做 了 美 妙 的 游 泳 池, 在 其 中 畅 游 几 天 后, 透 明 的 小 蛆 开 始 着 色, 先 是 头 部, 有 一 点 点 黑 色 再 不 久, 瓶 内 营 养 液 以 上 的 空 间 就 开 始 飞 舞 着 几 只 幼 稚 的 小 果 蝇 它 们 的 翅 膀 还 不 够 强 壮, 身 子 也 略 微 有 点 瘦 弱 愣 头 青 的 小 样 儿 很 惹 人 怜 爱 很 快, 瓶 里 的 空 间 就 被 飞 舞 的 小 果 蝇 占 满 了, 它 们 业 已 身 强 力 壮, 腹 部 饱 满 艳 丽, 一 个 个 透 露 出 对 玻 璃 瓶 外 世 界 的 向 往 不 得 已, 我 们 用 了 一 个 塑 料 袋 接 住 瓶 口, 打 开 纱 布, 小 果 蝇 像 初 次 放 学 的 小 学 生, 小 心 翼 翼 从 瓶 口 钻 出 来 顿 时, 塑 料 袋 内 就 爬 满 了 黑 黑 点 点 的 果 蝇 我 们 不 知 道 该 怎 样 结 束 实 验 有 人 说 把 它 们 弄 死 吧, 它 们 可 是 臭 虫 啊 然 而, 我 们 无 法 下 手, 最 后, 将 塑 料 袋 打 开, 让 这 些 从 出 生 到 长 大 都 一 直 在 玻 璃 三 角 瓶 内 生 活 的 干 干 24

25 净 净 的 小 生 命 投 入 大 自 然 的 怀 抱 这 是 我 第 一 次 认 识 果 蝇 后 来 上 大 学 时, 在 显 微 镜 下 仔 细 观 察 过 果 蝇, 显 微 镜 下 的 果 蝇 浑 身 上 下 透 露 着 精 灵 的 光 泽, 神 采 熠 熠, 色 彩 斑 斓 这 样 微 小 的 生 物, 有 着 世 间 最 完 美 的 造 型 和 色 彩 日 后, 我 终 于 明 白 了 我 国 乃 至 全 世 界 都 很 有 名 的 专 门 从 事 果 蝇 学 习 记 忆 研 究 的 郭 爱 克 院 士 一 次 感 叹 : 那 是 多 么 精 致 小 巧 的 生 命 啊 晶 莹 剔 透 的 翅 膀, 灵 活 的 小 脑 袋, 绚 丽 的 色 彩 世 界 上 再 没 有 什 么 比 它 们 更 美 丽 了! 教 授 双 手 合 抱 胸 前, 深 情 而 虔 诚 地 说 : 在 它 们 面 前, 你 会 情 不 自 禁 对 生 命 发 出 赞 美 和 惊 叹, 造 物 主 怎 么 把 它 们 设 计 得 这 样 漂 亮 在 郭 教 授 充 满 深 情 的 赞 叹 声 中, 我 反 复 看 到 两 个 字 : 热 情 正 是 由 于 对 果 蝇 有 着 浓 厚 的 兴 趣 和 执 著 的 热 情, 使 得 他 在 神 经 生 物 学 领 域 中 频 频 有 重 大 发 现 他 所 研 究 的 对 象 就 是 平 常 在 水 果 摊 上 飞 来 飞 去 的 小 果 蝇 使 我 想 起 一 次 在 香 港 大 学 听 课 时, 一 位 教 授 做 了 一 场 名 为 小 科 学, 还 是 大 科 学? 的 报 告 他 也 是 做 果 蝇 的, 他 不 盲 从 当 今 大 科 学 潮 流, 专 心 致 志 地 研 究 果 蝇, 在 貌 似 小 科 学 的 世 界 里, 亦 有 着 大 的 发 现 果 蝇 从 卵 发 育 成 幼 虫, 再 结 蛹, 直 至 成 虫 从 蛹 里 钻 出 来, 整 个 过 程 只 要 10 天 左 右 一 只 雌 果 蝇 一 生 中 可 产 下 几 百 甚 至 上 千 个 卵 在 果 蝇 体 内 有 1.3 万 个 基 因, 有 60% 的 基 因 与 人 类 的 基 因 相 近 因 为 果 蝇 的 生 命 周 期 很 短, 在 短 时 间 内 可 制 造 出 多 种 突 变 体, 所 以 在 生 物 学 研 究 中 颇 具 优 势 早 在 上 世 纪 二 十 年 代, 美 国 科 学 家 托 马 斯 亨 特 摩 尔 根 (Thomas Hunt Morgan, ) 采 用 放 射 照 射 等 方 法, 导 致 一 只 可 爱 的 突 变 体 白 眼 小 果 蝇 出 世 要 知 道, 普 通 的 果 蝇 眼 睛 大 多 是 红 色 的 这 只 著 名 的 白 眼 果 蝇 虽 然 只 活 了 短 暂 的 时 间, 但 是 它 的 出 现, 引 发 了 声 势 浩 大 的 基 因 遗 传 学 研 究, 由 此, 以 果 蝇 为 主 角 的 遗 传 学 研 究 轰 轰 烈 烈 地 开 始 了, 一 直 持 续 至 今 大 量 的 果 蝇 突 变 体 被 人 们 发 现, 有 的 色 彩 更 为 绚 丽, 有 的 如 老 年 痴 呆 一 样 健 忘, 有 的 不 停 颤 抖, 宛 若 人 类 帕 金 森 患 者 我 们 甚 至 还 可 以 找 到 注 意 力 缺 失 的 果 蝇, 这 种 果 蝇 的 注 意 力 和 小 儿 多 动 症 患 者 一 样 差 小 儿 多 动 症 又 称 注 意 力 缺 陷 症, 患 者 最 大 的 特 点 就 是 注 意 力 不 集 中, 做 事 情 忽 东 忽 西, 不 能 坚 持 做 完 一 件 事 这 类 患 儿 情 绪 也 非 常 不 稳 定, 不 时 会 发 出 骇 人 的 尖 叫, 随 即 将 手 里 的 东 西 呼 地 全 掳 到 地 上 患 多 动 症 的 果 蝇 自 然 没 有 如 此 丰 富 的 行 为 表 现, 但 它 和 人 类 患 者 有 一 个 共 同 点, 就 是 缺 乏 持 久 的 注 意 力 脑 袋 里 仿 佛 有 一 个 失 灵 的 舵 手, 指 使 它 一 会 儿 做 这 个, 一 会 儿 做 那 个 到 头 来, 一 件 事 也 做 不 好 五 花 八 门 的 果 蝇 接 连 不 断 诞 生, 为 我 们 提 供 丰 富 多 彩 的 人 类 疾 病 动 物 模 型 25

26 简 约 的 精 灵 般 的 小 果 蝇 就 这 样 活 跃 在 生 物 医 学 领 域, 默 默 地 为 人 类, 为 自 然 界 做 着 自 己 的 一 份 贡 献 小 科 学 大 发 现 果 蝇 的 学 名 Drosophila 源 于 希 腊 文 清 晨 的 露 水, 顾 名 思 义, 在 果 蝇 的 世 界 中, 也 有 清 晨 夜 晚 之 别 的 确, 小 小 的 果 蝇 也 像 人 类 一 样 日 出 而 作, 日 落 而 息, 并 且 有 时 还 有 午 间 小 睡 的 习 惯 呢 熟 睡 的 时 候, 小 果 蝇 与 人 一 样, 对 外 界 的 干 扰 反 应 非 常 迟 钝 初 生 的 幼 果 蝇 像 人 类 的 婴 儿 一 样, 需 要 较 长 时 间 睡 眠 果 蝇 的 睡 眠 也 会 受 到 某 些 药 物 的 影 响, 吸 食 了 安 眠 药 的 果 蝇 长 眠 不 醒, 而 把 一 块 饱 蘸 咖 啡 的 绵 纸 放 到 果 蝇 瓶 中, 舔 食 过 咖 啡 的 果 蝇 即 刻 兴 奋 不 已, 难 以 入 睡 果 蝇 有 一 双 大 大 的 复 眼, 和 一 对 敏 锐 的 触 角 复 眼 就 像 无 数 只 睁 大 的 小 眼, 使 得 果 蝇 对 外 界 洞 察 秋 毫 触 角 则 像 空 气 探 测 器, 随 时 挥 舞 着 监 控 空 气 中 分 子 的 细 微 变 化 因 而, 果 蝇 的 视 觉 和 嗅 觉 都 非 常 灵 敏 大 家 也 许 有 这 样 的 经 历, 家 里 一 堆 腐 烂 的 水 果 忘 了 收 拾, 这 时, 早 有 一 群 果 蝇 闻 味 而 至, 围 着 水 果 转 个 不 停 它 们 拥 有 超 强 的 嗅 觉, 因 而, 这 些 貌 似 柔 弱 的 小 生 物 在 地 球 上, 在 人 类 的 缝 隙 中 惬 意 地 穿 梭, 顽 强 地 生 存 着 当 你 把 水 果 移 开, 小 果 蝇 还 会 在 一 段 时 间 内 飞 到 这 里, 视 察 一 番, 确 认 没 有 水 果 后, 才 会 离 开 说 明 小 果 蝇 有 很 好 的 学 习 记 忆 能 力 科 学 家 们 在 实 验 室 里 设 计 了 一 些 很 有 趣 的 实 验, 使 小 小 的 果 蝇 精 灵 也 成 为 好 帮 手 如 果 把 果 蝇 的 背 部 用 胶 水 和 一 个 扭 力 传 感 器 粘 起 来, 放 在 一 个 圆 形 的 飞 行 模 拟 器 内 扭 力 传 感 器 可 以 灵 敏 地 感 知 果 蝇 任 何 轻 微 的 转 动, 及 时 将 这 种 转 动 变 成 数 字 信 号 传 输 到 电 脑 飞 行 器 内 壁 贴 着 一 些 图 形, 左 侧 是 正 Τ, 右 侧 是 形 一 旦 果 蝇 欲 飞 向 某 个 方 向, 只 要 它 幼 小 的 身 体 一 扭 转, 扭 力 传 感 器 即 可 迅 速 察 觉, 并 通 过 计 算 机, 决 定 是 否 启 动 红 外 激 光 束 一 旦 小 果 蝇 转 向 可 能 会 导 致 惩 罚 的 方 向, 假 设 是 左 侧 的 正 Τ 形, 一 束 热 激 光 将 悄 悄 启 动, 准 确 照 射 到 果 蝇 的 腹 部, 它 会 感 到 腹 部 有 灼 痛 感, 马 上 停 止 转 动 如 果 果 蝇 向 无 惩 罚 的 图 形 转 动, 将 没 有 热 激 光, 果 蝇 相 安 无 事 记 性 好 的 果 蝇, 几 次 训 练 之 后, 就 学 会 不 再 往 有 惩 罚 的 图 形 方 向 转 动, 只 往 无 惩 罚 的 图 形 方 向 扭 转 了 条 件 反 射 再 次 将 危 险 信 号 和 腹 部 疼 痛 建 立 桥 梁 当 小 果 蝇 发 生 了 基 因 突 变, 或 脑 内 发 生 病 变 的 时 候, 果 蝇 的 记 忆 力 和 学 习 能 力 就 没 有 这 么 好 了, 因 此 我 们 可 以 推 测 学 习 记 忆 由 哪 些 基 因, 哪 些 脑 区 负 责 26

27 在 果 蝇 上 还 有 一 个 精 彩 的 发 现, 郭 爱 克 教 授 和 同 事 们 用 实 验 证 明 : 果 蝇 对 外 界 的 认 识 是 凭 借 多 通 道 感 觉 模 式 完 成 的 也 即 是 果 蝇 在 学 习 某 项 任 务 时, 常 同 时 闻 看, 甚 至 听, 尽 量 从 多 个 方 面 感 受 任 务 由 于 多 种 感 觉 器 官 合 作 使 用, 寻 找 食 物 变 得 有 效, 更 利 于 生 存 所 以, 在 自 然 界 中, 小 到 昆 虫, 大 到 猕 猴 甚 或 人 类 等 高 等 动 物, 都 不 约 而 同 采 用 这 样 的 行 为 模 式, 以 应 付 生 存 中 遇 到 的 各 种 问 题 问 题 多 通 道 感 觉 模 式 是 几 乎 所 有 动 物, 在 自 觉 或 不 自 觉 的 情 况 下, 经 常 使 用 的 一 种 生 存 技 能 我 们 在 认 识 一 件 东 西 的 时 候, 往 往 同 时 运 用 眼 睛 耳 朵, 甚 至 鼻 子 自 然 演 化 使 我 们 虽 然 在 单 项 感 觉 上 可 能 薄 弱, 诸 如 视 觉 不 如 鸟 类, 嗅 觉 不 如 狗 和 蜜 蜂, 但 是 我 们 能 够 协 调 共 用 多 种 感 觉 通 道, 从 而 变 得 生 存 能 力 很 强 多 感 觉 通 道 并 用 的 模 式 似 乎 是 我 们 理 所 当 然 的 首 选, 但 为 什 么 直 到 最 近 才 在 果 蝇 上 得 到 证 实? 而 且 还 引 起 很 大 的 轰 动, 实 验 结 果 刊 登 在 国 际 顶 级 杂 志 科 学 上? 答 案 这 就 是 研 究 小 科 学 的 优 势 其 一, 小 果 蝇 的 脑 结 构, 学 习 通 路 比 高 等 动 物 简 单 得 多, 使 研 究 容 易 入 手, 容 易 得 到 更 干 净 更 直 接 的 实 验 结 果 其 二, 正 是 大 家 都 理 所 当 然 的 规 律 或 习 以 为 常 的 现 象, 才 值 得 我 们 用 最 简 单 的 动 物 去 验 证 当 得 知 低 等 动 物 确 实 拥 有 和 我 们 人 类 一 样 复 杂 的 智 慧 时, 我 们 可 以 从 中 解 释 智 力 的 起 源, 并 将 这 些 动 物 运 用 于 寻 找 人 类 疾 病 的 治 疗 手 段 可 操 控 的 蛋 白 无 论 我 们 庞 大 的 身 体, 还 是 小 动 物 娇 小 的 身 躯, 都 无 一 例 外 由 一 颗 颗 细 胞 堆 砌 而 成 细 胞 就 像 砖 瓦 一 样, 按 照 不 同 的 施 工 图 纸, 建 筑 着 不 同 身 形 的 生 物 体 而 蛋 白 质 则 是 打 造 细 胞 砖 瓦 的 混 凝 土 混 凝 土 的 配 料 是 氨 基 酸, 二 十 几 种 氨 基 酸 以 不 同 的 配 方, 夜 以 继 日 地 生 产 出 各 种 用 途 的 蛋 白 质 生 物 体 自 有 生 命 开 始, 就 仿 佛 一 座 巨 大 的 工 厂, 按 照 固 有 的 生 产 流 程 运 转 着 : 氨 基 酸 蛋 白 质 细 胞 生 物 每 时 每 刻, 无 数 蛋 白 质 在 机 器 中 搅 动, 为 每 一 个 生 命 提 供 原 材 料, 忙 碌 地 搭 建 新 的 细 胞 同 时, 蛋 白 质 工 厂 也 制 造 激 素, 并 为 生 物 的 长 高 跑 跳 喘 气 提 供 能 27

28 量 直 到 生 物 体 死 亡, 这 座 工 厂 才 会 停 工 通 常, 蛋 白 质 的 生 产 有 自 己 的 运 行 规 律, 不 受 打 扰, 但 近 来, 人 们 意 识 到, 生 物 体 内 的 蛋 白 质 也 可 以 被 轻 易 操 控 果 蝇 体 内 某 些 基 因 的 表 达 很 奇 特 地 受 温 度 调 控, 当 外 界 温 度 比 正 常 体 温 高, 达 到 人 们 所 说 的 亚 致 死 温 度 略 微 低 于 可 致 果 蝇 于 死 地 的 温 度 在 这 样 的 温 度 里 呆 一 段 时 间 后, 果 蝇 体 内 正 常 的 蛋 白 质 工 厂 因 为 过 热, 而 停 止 生 产 与 此 同 时, 另 外 一 些 基 因 大 量 表 达, 产 生 相 应 的 新 型 蛋 白 质 这 类 蛋 白 质 在 高 温 的 应 激 状 态 下, 能 够 保 护 果 蝇, 使 果 蝇 耐 热, 被 称 为 热 休 克 蛋 白 (heatshock protein,hsp), 意 为 在 热 得 要 休 克, 甚 至 要 夺 命 时, 体 内 产 生 的 一 类 保 护 性 蛋 白 质 1962 年, 人 们 在 果 蝇 的 唾 液 腺 中 首 先 发 现 这 种 蛋 白 质 到 了 1982 年, 短 短 20 年 间, 科 学 家 又 发 现 热 休 克 蛋 白 不 仅 只 存 在 于 果 蝇, 在 其 它 动 物 微 生 物, 甚 至 植 物 中 也 有 这 种 蛋 白 质 也 就 是 说, 热 休 克 蛋 白 普 遍 存 在 于 地 球 上 的 生 物 体 内 不 仅 如 此, 人 们 又 发 现 很 多 动 物 在 面 临 紧 张 状 态 ( 包 括 热 冷 创 伤 缺 氧 等 环 境 ) 时, 均 会 产 生 这 种 热 休 克 蛋 白 所 以 它 又 有 一 个 别 名 应 激 蛋 白 这 时, 热 休 克 蛋 白 已 经 不 只 局 限 于 热 环 境 了 随 后, 人 们 发 现, 热 休 克 蛋 白 也 不 只 局 限 于 应 激 环 境, 在 正 常 的 缺 乏 应 激 的 情 况 下, 生 物 体 也 会 制 造 这 种 蛋 白 质 果 蝇 体 内 还 有 各 种 各 样 执 行 不 同 功 能 的 蛋 白 质 我 们 甚 至 可 以 在 果 蝇 体 外 掌 控 这 些 蛋 白 质 的 启 动, 从 而 改 变 果 蝇 的 行 为, 使 它 们 从 活 泼 突 然 变 得 文 静, 从 沉 默 突 然 变 得 欢 呼 雀 跃 一 束 激 光 就 能 做 到! 激 光 一 点, 果 蝇 立 即 一 反 常 态, 改 变 了 原 先 的 状 态, 仿 佛 现 代 版 的 点 金 术 看 起 来 似 乎 很 神 奇, 但 原 理 却 很 简 单 我 们 给 果 蝇 导 入 控 制 运 动 的 基 因, 这 种 基 因 使 体 内 产 生 某 种 蛋 白 质, 而 这 种 蛋 白 质 可 以 操 纵 果 蝇 的 运 动, 但 它 发 挥 作 用 的 前 提 是 要 获 得 一 定 的 能 量 然 后 我 们 把 包 裹 着 ATP 能 量 分 子 的 小 球 注 射 到 果 蝇 体 内 这 些 能 量 分 子 暂 时 处 于 不 活 跃 的 状 态, 仿 佛 定 时 炸 弹 一 般 唯 有 激 光 能 够 使 这 些 受 困 的 能 量 分 子 爆 炸, 从 小 球 中 释 放 出 来 如 同 多 米 诺 效 应, 只 要 给 果 蝇 照 射 一 束 激 光, 炸 弹 即 点 燃, 能 量 分 子 激 活 控 制 运 动 的 蛋 白 质, 于 是 乎, 本 来 静 默 的 果 蝇 连 连 跳 起 舞 来 ; 本 来 好 动 的 果 蝇 静 默 下 来 类 似 地, 我 们 也 可 将 一 些 包 裹 着 不 同 蛋 白 质 的 炸 弹 注 射 到 果 蝇, 甚 至 蜜 蜂 中, 这 些 炸 弹 都 有 一 个 特 点, 就 是 对 光 敏 感 一 旦 遇 见 光, 原 先 不 活 跃 的 蛋 白 质 就 从 包 裹 的 炸 弹 中 释 放 出 来, 有 的 甚 至 还 会 阻 断 动 物 的 学 习 记 忆 目 前, 还 有 一 种 变 魔 法 的 技 术 一 只 小 白 鼠 正 在 缓 慢 行 走, 给 它 照 射 一 束 黄 光, 突 然, 它 像 是 想 起 什 么, 停 止 脚 步, 驻 步 不 前 把 黄 光 撤 离, 它 又 若 无 其 事 接 着 往 前 走 这 时, 再 给 28

29 它 一 束 蓝 色 光 照, 它 突 然 加 快 了 步 伐, 好 像 感 到 前 方 有 激 动 人 心 的 事 正 在 发 生 这 就 是 光 控 制 大 脑 神 经 元 的 魔 法 现 象 一 旦 我 们 给 动 物 身 上, 或 脑 内 引 入 一 种 基 因, 使 它 们 产 生 对 光 敏 感 的 蛋 白 质, 然 后, 启 动 不 同 颜 色 的 光 照, 光 线 就 可 以 轻 而 易 举 地 操 控 蛋 白 质, 进 而 指 挥 动 物 疾 走 或 慢 行 在 脑 内, 蓝 光 使 神 经 元 变 得 活 跃, 黄 光 则 抑 制 神 经 元 的 活 动 仿 佛 在 操 控 室 操 控 各 个 开 关, 动 物 的 喜 好 因 为 物 理 光 线 的 开 启 和 关 闭 而 被 改 变 这 就 是 充 满 魔 幻 的 光 基 因 技 术 实 际 上, 因 为 光 照 而 改 变 行 为 的 例 子 在 自 然 界 并 不 少 见, 我 们 人 类 日 出 而 作, 日 落 而 息 向 日 葵 的 花 盘 随 着 太 阳 光 转 动, 所 以 有 向 日 之 称 生 活 在 水 中 的 海 藻 也 有 趋 光 性, 一 旦 太 阳 出 来, 它 们 就 浮 到 水 面 上, 拼 命 吸 收 光 能 而 光 基 因 技 术 正 是 受 此 启 发 而 发 明, 对 光 敏 感 的 蛋 白 基 因 即 是 从 海 藻 中 提 取 的 人 类 只 用 操 纵 光 线, 就 可 随 意 控 制 哺 乳 类 动 物 的 疾 行 或 慢 爬, 确 实 是 一 伟 大 的 创 举 问 题 1 小 小 的 果 蝇, 无 论 从 分 类 地 位, 还 是 从 脑 结 构, 和 人 类 相 距 十 万 八 千 里, 研 究 它 们 对 我 们 人 类 有 什 么 意 义? 即 便 清 楚 了 它 们 的 发 病 机 理, 对 人 类 解 决 疾 病 又 有 什 么 贡 献 呢? 答 案 有 关 果 蝇 的 神 经 科 学 研 究 势 头 不 减, 反 而 蒸 蒸 日 上 究 其 原 因, 最 有 利 的 一 点 就 是 果 蝇 的 基 因 已 调 查 得 非 常 清 楚, 科 学 家 可 以 随 意 制 备 各 种 基 因 突 变 的 果 蝇, 直 接 把 基 因 和 行 为 对 号 入 座 当 我 们 使 某 些 基 因 在 果 蝇 体 内 消 失, 或 定 时 启 动 某 些 埋 藏 在 果 蝇 体 内 的 炸 弹, 便 可 以 改 变 果 蝇 的 学 习 记 忆, 抉 择 能 力 当 果 蝇 缺 少 了 与 注 意 相 关 的 基 因, 就 可 能 变 成 小 儿 多 动 症 的 模 型 ; 当 果 蝇 失 去 与 运 动 相 关 的 基 因, 就 摇 身 变 成 人 类 运 动 障 碍 模 型, 小 果 蝇 的 每 一 步 爬 行 都 会 像 人 类 病 患 者 一 样 艰 难 或 者 像 人 类 帕 金 森 氏 症 那 样, 手 足 颤 抖 不 停 甚 至 当 果 蝇 的 未 成 年 幼 虫 也 就 是 我 们 平 时 说 的 蛆, 它 们 缺 少 痛 觉 基 因 时, 我 们 也 可 以 用 它 们 来 寻 找 人 类 的 止 痛 药 最 复 杂 的 成 分 也 能 拆 分 成 最 简 单 的 单 元, 如 果 人 类 和 果 蝇 在 某 些 疾 病 的 表 现 上 有 共 性, 就 说 明 它 们 在 某 一 点 上, 尤 其 是 疾 病 的 发 病 基 因 上, 有 最 基 本 的 共 同 点 假 如 我 们 知 道 果 蝇 体 内 哪 个 基 因 在 起 作 用, 而 这 个 基 因 正 好 在 人 身 上 也 有, 就 可 以 试 着 为 人 类 疾 病 做 基 因 疗 法 这 也 是 很 多 小 科 学 中 蕴 含 着 大 发 现 的 道 理 29

30 问 题 2 当 温 度 变 化 的 时 候, 果 蝇 学 习 能 力 也 会 发 生 变 化 吗? 答 案 正 常 状 态 下 果 蝇 最 喜 欢 的 温 度 是 C, 如 果 把 温 度 提 升 到 C, 果 蝇 体 内 的 热 休 克 蛋 白 就 迅 速 合 成, 对 其 学 习 记 忆 便 可 能 产 生 影 响 6.1 立 方 毫 米 脑 袋 的 蜜 蜂 不 仅 果 蝇 是 神 经 生 物 学 中 研 究 学 习 记 忆 的 好 帮 手, 它 的 同 类, 昆 虫 中 的 勤 劳 使 者 蜜 蜂, 虽 然 脑 袋 小, 但 也 有 很 多 卓 越 的 学 习 本 领, 使 得 它 们 不 仅 在 昆 虫 界 以 园 丁 著 称, 也 在 神 经 生 物 学 领 域 上 占 有 重 要 的 一 席 之 地 蜜 蜂 有 9 个 品 种, 通 常 实 验 室 使 用 的 是 意 大 利 蜂, 也 称 西 方 蜂 (Apis mellifera) 意 大 利 蜂 生 性 温 顺, 身 材 略 微 臃 肿, 浑 身 毛 绒 绒 黄 灿 灿 的, 珠 圆 玉 润, 总 是 专 心 致 志 地 闷 头 采 花 蜜 携 花 粉, 两 耳 不 闻 窗 外 事 生 活 格 调 雍 容 高 贵, 不 紧 不 慢 因 为 意 大 利 蜂 采 蜜 高 效, 打 蜜 场 上 的 蜂 农 多 半 用 这 个 品 种 一 次 我 们 在 开 春 去 云 南 的 罗 平, 由 于 是 油 菜 花 时 节, 罗 平 的 山 山 凹 凹 全 铺 满 了 金 黄 色 的 油 菜 花, 进 入 罗 平 就 像 进 入 了 花 海 客 车 在 花 海 中 切 出 来 的 道 路 上 缓 慢 行 驶, 辛 勤 的 蜜 蜂 在 花 之 间 飞 来 飞 去, 哪 不 知 却 频 频 撞 上 我 们 的 客 车, 于 是 车 前 巨 大 的 玻 璃 窗 上 不 时 有 蜜 蜂 壮 烈 牺 牲 车 速 并 不 快, 但 不 少 蜜 蜂 前 仆 后 继, 撞 上 档 风 窗, 摔 得 粉 身 碎 骨 看 了 令 人 触 目 惊 心, 也 十 分 心 疼 这 就 是 蜜 蜂 惨 烈 挥 舞 生 命 的 花 儿 的 世 界 啊 来 到 蜂 农 的 蜂 箱 处, 只 见 几 十 个 蜂 箱 叠 放 在 花 海 中, 无 数 只 蜜 蜂 密 密 麻 麻 飞 舞 着, 寻 找 着 各 自 的 家 令 人 奇 怪 的 是, 如 此 高 的 密 度 下, 它 们 居 然 不 会 相 互 撞 在 一 起 总 是 在 临 到 碰 撞 前 就 划 了 弧 线 绕 开 了, 同 时 也 撞 不 上 其 它 飞 来 的 蜜 蜂 这 个 现 象 和 刚 才 蜜 蜂 频 繁 撞 上 客 车 挡 风 窗 十 分 不 符 而 且, 蜂 巢 处 的 蜜 蜂 密 度 远 远 高 于 车 道 上 的 蜜 蜂 看 来, 蜜 蜂 之 间 会 发 出 某 种 信 号, 以 快 速 避 免 个 体 间 的 追 尾 或 碰 撞, 而 如 果 面 对 不 会 发 出 信 号 的 客 车, 即 便 相 距 甚 远, 蜜 蜂 也 会 鲁 莽 地 撞 将 上 来 当 我 们 在 实 验 室 也 养 了 蜜 蜂, 我 得 以 有 机 会 近 距 离 观 察 蜜 蜂 时, 我 被 蜜 蜂 的 忙 碌 和 勤 劳 深 深 感 动 一 早, 就 见 小 工 蜂 们 携 着 花 粉 团 急 急 忙 忙 地 飞 回 来, 它 们 的 两 只 携 粉 足 各 裹 了 一 团 圆 鼓 鼓 的 花 粉, 花 粉 有 金 黄 色 橙 色 淡 黄 色 浅 绿 色, 五 彩 缤 纷 这 些 小 工 蜂 一 旦 降 落 在 蜂 巢 30

31 前, 就 探 头 探 脑, 寻 找 入 巢 的 门 旋 即, 前 拥 后 挤 一 头 扎 进 狭 小 的 入 口 不 见 了 同 时, 又 有 干 干 净 净 的 工 蜂 它 们 一 定 是 把 花 粉 卸 在 蜂 巢 里 了 从 入 口 处 钻 出 来, 一 旦 钻 出 来 就 立 即 原 地 起 飞, 像 弹 簧 一 样, 腾 地 不 见 踪 影 就 这 样, 一 只 又 一 只 蜜 蜂 采 集 了 花 粉, 满 载 而 归 一 旦 在 蜂 巢 口 降 落, 它 们 就 急 匆 匆 钻 进 蜂 巢, 同 时, 一 只 又 一 只 蜜 蜂 钻 出 蜂 巢, 离 地 起 飞 简 直 就 像 战 争 中 的 机 场, 战 斗 机 紧 张 地 起 飞 又 降 落 有 的 蜜 蜂 飞 回 来 时 由 于 过 于 匆 忙, 撞 到 了 玻 璃 窗 上, 跌 了 个 大 跟 头, 掉 落 在 地, 但 很 快 又 爬 起 来, 恢 复 常 态, 再 次 起 飞, 跌 跌 撞 撞 奔 到 蜂 巢 入 口 还 有 的 小 蜜 蜂 犹 如 顽 皮 的 小 学 生, 浑 身 上 上 下 下 粘 满 了 金 黄 色 的 花 粉, 在 蜂 巢 门 口 不 停 地 用 小 手 和 小 腿 刮 拭 花 粉, 好 像 弄 不 干 净 就 无 颜 进 蜂 巢 似 的 也 有 的 冒 失 鬼 摇 摇 晃 晃 挤 进 蜂 箱, 不 管 花 粉 是 怎 样 涂 满 了 全 身 它 们 大 约 是 初 学 采 蜜 的 工 蜂, 还 不 知 道 怎 样 把 花 粉 变 成 团, 挂 在 两 只 小 腿 上 我 能 想 象, 也 许 它 们 在 花 朵 中 央 打 了 几 个 滚, 就 回 来 了 它 们 以 为 采 蜜 就 是 这 样 这 样 的 初 学 者 很 少, 一 上 午 只 能 碰 到 几 只, 绝 大 部 分 蜜 蜂 都 在 两 只 小 腿 上 挂 了 结 实 的 色 彩 缤 纷 的 花 粉 团, 鼓 腹 而 歌, 飞 来 又 涌 去, 像 与 时 间 赛 跑 的 搬 运 工 似 的 看 着 蜜 蜂 忙 碌 的 盛 况, 我 不 禁 想 : 是 什 么 力 量 驱 使 它 们 任 劳 任 怨, 争 分 夺 秒 地 采 集 花 粉, 酿 制 花 蜜 呢? 是 生 存 的 力 量? 还 是 某 种 说 不 清 的 力 量? 它 们 采 花 粉 花 蜜 并 非 为 了 自 己, 却 是 为 了 整 个 群 体 而 蜂 王 则 在 蜂 箱 里 夜 以 继 日 地 产 卵, 每 天 可 产 两 千 粒 卵 一 切 显 得 井 然 有 序 后 来, 每 每 清 晨 我 骑 车 到 动 物 所 上 班, 一 进 大 门, 就 仿 佛 觉 得 自 己 和 同 事 们 形 如 一 只 只 小 蜜 蜂, 动 物 所 则 变 成 了 一 个 巨 大 的 蜂 箱, 我 们 每 天 在 固 定 的 时 候 飞 来, 在 各 自 的 巢 穴 做 自 己 的 事, 下 班 的 时 候 从 蜂 箱 口 飞 走 直 到 我 们 退 休, 这 样 的 往 返 活 动 才 会 停 止 在 观 察 蜜 蜂 的 时 候, 有 时 会 看 到 体 型 强 壮 的 大 黄 蜂 如 幽 灵 般 潜 入, 它 们 头 部 硕 大, 浑 身 裹 着 醒 目 的 黑 黄 相 间 的 条 纹, 显 得 杀 气 腾 腾 大 黄 蜂 飞 行 缓 慢, 稳 健, 无 声 无 息, 看 准 目 标, 迅 速 靠 近, 抓 起 一 只 还 在 飞 行 的 蜜 蜂, 便 快 速 离 去 大 黄 蜂 是 吃 肉 的 带 着 蜜 香 的 蜜 蜂 显 然 是 它 们 首 选 的 佳 肴 在 蜜 蜂 稀 少 的 季 节, 它 们 也 捉 其 它 昆 虫, 改 善 生 活 有 一 次 在 动 物 所 的 操 场 边, 不 知 谁 遗 忘 了 一 只 臭 气 熏 天 的 黑 桶, 桶 内 盛 了 黑 黑 的 东 西 奇 怪 的 是 恶 臭 似 乎 吸 引 了 一 批 大 黄 蜂, 它 们 颜 色 鲜 艳 靓 丽, 体 型 健 硕, 像 穿 着 黄 色 运 动 背 心 的 田 径 队 员, 在 黑 黢 黢 的 桶 内 跳 跃, 盘 旋, 和 肮 脏 的 背 景 十 分 不 协 调 我 好 奇 地 在 一 旁 察 看, 发 现 桶 里 有 很 多 苍 蝇, 这 才 明 白 是 什 么 把 大 黄 蜂 吸 引 到 这 里, 原 来 是 苍 蝇 大 黄 蜂 在 费 劲 地 捉 苍 蝇! 31

32 看 来, 这 场 运 动 远 不 如 捉 蜜 蜂 那 么 得 心 应 手 绿 头 苍 蝇 身 手 敏 捷, 躲 闪 有 方, 既 不 耽 误 吃 食, 又 能 及 时 逃 避 危 险 这 可 忙 坏 了 大 黄 蜂, 它 们 不 惜 弄 脏 自 己 漂 亮 的 衣 服, 在 灼 热 的 阳 光 下, 东 跳 西 飞, 费 尽 九 牛 二 虎 之 力, 却 总 是 扑 空 不 过, 偶 尔 也 有 得 手 的 时 候, 然 后 就 喜 滋 滋 飞 回 去, 给 巢 内 的 小 宝 宝 送 美 食 过 一 会 儿 它 们 又 飞 回 来 此 时, 蜂 巢 边, 大 黄 蜂 不 放 过 任 何 一 只 蜜 蜂 由 于 蜜 蜂 动 作 缓 慢, 所 以, 不 一 会 儿 功 夫, 我 就 见 大 黄 蜂 叼 走 了 好 几 只 蜜 蜂 小 蜜 蜂 对 此 却 毫 无 察 觉, 也 没 有 任 何 警 戒 之 举, 依 旧 在 蜂 巢 前 埋 头 忙 碌 后 来, 我 听 同 事 说, 到 了 秋 季 蜜 蜂 减 少 的 季 节, 大 黄 蜂 捕 捉 蜜 蜂 就 没 有 这 么 容 易 了 蜂 巢 边 的 蜜 蜂 变 得 机 灵 起 来, 它 们 采 取 不 同 的 策 略, 要 么 直 接 快 速 飞 到 入 口, 要 么 采 取 迂 回 政 策, 想 方 设 法 躲 避 大 黄 蜂 我 拿 来 一 个 电 苍 蝇 拍, 待 黄 蜂 入 侵 时, 举 起 电 拍 打 下 去 啪 响 亮 一 声, 黄 蜂 被 击 中 在 电 网 上, 一 阵 抽 搐 我 把 垂 死 的 黄 蜂 放 在 蜜 蜂 飞 回 蜂 箱 的 必 经 之 路, 也 是 黄 蜂 的 必 经 之 地 蜜 蜂 来 来 往 往, 对 因 痛 苦 而 抽 搐 的 黄 蜂 根 本 视 而 不 见 过 了 一 会 儿, 飞 来 一 只 大 黄 蜂, 与 蜜 蜂 不 同, 它 马 上 注 意 到 垂 死 的 同 伴, 并 迅 速 俯 冲 下 去, 在 垂 死 的 同 伴 上 空 盘 旋 了 几 圈, 突 然 直 冲 我 飞 来! 看 来 黄 蜂 的 判 断 是 对 的, 我 也 迅 速 举 起 电 苍 蝇 拍 反 击, 大 黄 蜂 仓 惶 而 逃 小 蜜 蜂 还 是 跟 什 么 都 没 发 现 似 的, 依 旧 忙 忙 碌 碌 地 采 花 蜜, 运 花 粉 好 像 命 中 注 定 就 是 这 样, 一 切 威 胁 和 痛 苦 都 不 能 阻 止 它 们 劳 动 的 快 乐 在 感 动 之 余, 我 们 会 想 : 蜜 蜂 是 怎 样 知 道 在 哪 儿 可 以 采 到 丰 盛 的 花 蜜 和 花 粉? 又 怎 样 将 它 们 送 回 千 里 之 外 温 暖 的 小 家 呢? 外 出 采 蜜 的 蜜 蜂 是 工 蜂, 它 们 的 大 脑 只 有 1 立 方 毫 米,1 毫 克 重, 却 有 万 个 神 经 元 人 类 的 大 脑 约 1.4 公 斤 重, 所 含 神 经 元 数 目 是 1000 亿, 相 当 于 银 河 系 星 球 的 数 量 拥 有 小 得 几 乎 看 不 见 的 脑 袋 的 小 蜜 蜂, 为 何 有 很 多 令 人 惊 叹 的 智 能 呢? 蜜 蜂 的 眼 睛 长 期 以 来, 人 们 一 直 感 兴 趣 于 蜜 蜂 是 如 何 寻 找 花 源, 并 把 花 源 的 确 切 位 置 转 换 成 舞 蹈, 告 诉 同 伴, 使 得 它 们 群 体 出 动 寻 找 花 源 一 些 科 学 家 认 为, 蜜 蜂 是 根 据 花 粉 花 蜜 的 卡 路 里 含 量 来 决 定 选 择 什 么 样 的 花 朵 它 们 可 能 遵 循 一 个 简 单 的 规 律 : 奖 励 成 分 越 高, 则 越 趋 向 于 该 奖 励 这 与 其 它 动 物 通 用 的 追 求 更 多 的 32

33 原 则 是 一 样 的 蜜 蜂 具 有 发 达 的 复 眼, 因 而 视 力 很 好, 能 够 一 眼 就 看 清 物 体 的 形 状 颜 色 可 是, 蜜 蜂 怎 样 从 万 木 丛 中 一 下 子 就 发 现 有 花 蜜 的 花 朵 呢? 蜜 蜂 的 复 眼 只 能 看 到 蓝 光 绿 光 等 此 外, 它 们 可 以 感 觉 到 一 些 我 们 肉 眼 看 不 见 的 光, 比 如 紫 外 光 这 是 蜜 蜂 能 够 快 速 探 测 花 朵 的 秘 决, 也 是 蜜 蜂 最 奇 特 的 地 方 之 一 在 紫 外 光 线 照 射 下 的 花 朵, 比 我 们 在 正 常 光 下 看 见 的 花 朵 更 绚 丽, 细 节 也 更 丰 富, 尤 其 花 的 中 央 花 蕊 部 分 也 就 是 花 粉 所 在 之 地, 在 蜜 蜂 眼 里 特 别 醒 目, 特 别 艳 丽 一 朵 迎 春 黄 花, 在 我 们 人 类 眼 睛 看 起 来 通 体 艳 黄, 除 了 黄 色, 没 有 其 它 颜 色 但 在 蜜 蜂 眼 中, 这 朵 花 是 粉 色 的, 而 花 心 却 是 奇 异 的 玫 瑰 红, 还 带 有 暗 红 色 的 条 纹 流 向 花 蕊, 使 得 蜜 蜂 一 眼 就 能 辨 别 花 蕊 在 哪 里, 所 以 蜜 蜂 不 费 什 么 功 夫 就 直 奔 主 题 而 去 蜜 蜂 也 是 辨 认 形 状 的 高 手 把 蜜 水 放 在 一 个 盘 子 的 中 央, 在 盘 子 的 四 周, 呈 圆 形 围 一 圈 彩 色 的 小 矮 人 模 型 第 1 只 蜜 蜂 偶 然 发 现 了 蜜 水, 随 后 它 回 巢 跳 舞, 蜜 水 的 信 息 变 成 了 舞 蹈 语 言, 兄 弟 姐 妹 一 看 即 懂 不 一 会 儿, 大 量 的 蜜 蜂 纷 纷 涌 到 小 矮 人 这 里 待 它 们 都 来 采 蜜 之 后, 将 蜜 源 撤 去, 结 果 蜜 蜂 还 是 会 飞 来, 围 着 空 盘 子 转 悠 它 们 是 记 住 了 盘 子 本 身 呢? 还 是 蜜 源 外 的 小 矮 人? 我 们 把 空 盘 子 移 开 到 小 矮 人 圈 外 这 时, 可 以 看 到 蜜 蜂 多 盘 旋 在 小 矮 人 围 成 的 圈 内, 说 明 它 们 是 靠 某 些 标 记 物 来 定 位 的 那 么, 它 们 是 借 助 标 记 物 的 颜 色, 还 是 几 何 形 状 呢? 我 们 将 小 矮 人 围 成 一 个 三 角 形, 另 外 用 小 鸟 的 彩 色 模 型 围 成 一 个 与 原 先 小 矮 人 相 似 的 圆 形 这 时, 蜜 蜂 选 择 哪 个 呢? 答 案 见 下 答 案 它 们 选 择 了 小 鸟 模 型 围 成 的 圆 形 说 明 它 们 是 凭 借 标 记 物 的 几 何 图 形 来 识 别 方 位 的 欢 喜 喝 糖 水 蜜 蜂 的 嘴 喙 就 像 我 们 喝 饮 料 的 吸 管 一 样, 但 却 是 扁 平 狭 长 的 几 缕, 它 们 吸 食 蜜 水 的 速 度 快 得 惊 人 只 要 小 蜜 蜂 把 嘴 喙 欢 快 地 探 入 蜜 水 中, 几 秒 钟 后, 一 大 滴 蜜 水 就 不 见 踪 影, 全 都 跑 到 它 肚 里 去 了 蜜 蜂 的 嘴 喙 相 对 它 们 的 身 体 来 说 很 长, 有 时 可 达 5 毫 米 长 所 以 我 们 可 以 肉 眼 观 察, 或 用 摄 像 头 将 其 录 制 下 来 由 于 蜜 蜂 总 是 飞 来 飞 去, 容 易 蜇 人, 现 在 最 常 用 的 一 种 方 法 是 将 小 蜜 蜂 固 定 在 小 管 子 里, 只 露 出 它 们 的 头, 这 样 就 可 以 察 看 蜜 蜂 嘴 喙 的 伸 缩 情 况, 同 时 配 与 不 同 的 气 味, 建 立 条 件 反 射, 检 查 它 们 的 学 习 能 力 33

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