面對困境,人類能夠做出抉擇,抉擇過程是怎樣發生的,由大腦哪個部門負責?我國科學家近日發現,果蠅這樣的低等動物也能夠“辨形觀色”,然後做出抉擇,趨利避害,而且發現了和這種抉擇能力相關的腦區域。
美國《神經科學雜誌》編審饒毅認為“這項工作既是世界水準的優秀研究,也是中國二十年來生命科學實驗設計最漂亮的工作之一,具有開創一個新領域的可能”。
作出決擇,採取行動以達到某種目的,是智慧生命的中心問題。在基因—腦—行為的框架下,深入理解決策行為,特別是其神經機制,對於理解智慧、認知、意識等科學和哲學問題均有重要意義。近年來,科學家雖然已在人及猴子的簡單抉擇活動上積累了一些數據,但有關抉擇的腦過程和神經機制仍知之不多。
曾經“培養”出數位諾貝爾獎得主的果蠅,再次成為科學家的研究目標。中國科學院唐世明博士、郭愛克研究員為果蠅設計了一個巧妙的“飛行遊戲”,果蠅必須在顏色和形狀之間做出評估或計算,最後決定是“避開”還是“飛向”目標。科學家發現,面對困境,果蠅會“見機行事”,根據顏色強度對比的變化來做出抉擇。
進一步研究發現,果蠅腦內的蘑菇體在抉擇過程中發揮了重要作用:正常果蠅能夠“當機立斷”,而蘑菇體缺失的果蠅則會猶豫不決,無法作出判斷。
蘑菇體是昆蟲腦中一個獨特而美麗的結構。蘑菇體的發現者在1850年曾經提出這一結構可能賦予昆蟲某種“智慧控制”能力,和嗅覺學習記憶有關,這次實驗進一步表明:在果蠅的類似認知行為中,蘑菇體的作用非常重要。
果蠅抉擇中樞的發現對於人腦有什麼意義?郭愛克謹慎解釋:人腦中沒有蘑菇體,與此同時,果蠅腦只有30萬個神經元,人腦則有1000億個,遠比果蠅複雜,兩者不可簡單類比。但作為模式動物,果蠅腦中的細胞和分子過程,與高等動物可能有相似性,“這意味著在果蠅身上得到的知識,可能對研究人及高等動物的決策行為有借鑒作用。” (李斌 張學全)
新華社 2001年11月29日