科普探索:動物是如何在大自然中找到美食的?

在萊斯大學的一項新研究中,科學家們採用前沿技術,揭示了自由移動動物覓食時的神經機制。研究團隊由電子與計算機工程教授、同時也是神經科學教授的Valentin Dragoi領銜,他們的成果最近發表在《自然神經科學》雜誌上。

想像一下,當你在超市裡挑選食物時,你的大腦在不斷做出哪裡有最好的食物,何時前往其他食物來源的決策。Dragoi教授指出,無論是人類還是獼猴,覓食行為的背後都有複雜的神經活動。為了深入研究這一行為,他們使用了一種新型集成無線系統,實時記錄動物大腦前區的活動及其眼動和行為。

研究對象是棲息於亞洲、北非及南歐的獼猴,這些獼猴的大腦結構與人類驚人相似,是研究覓食行為的理想模型。在自然環境中,未受束縛的獼猴可以自由地與獎勵選項互動,科學家們則通過無線方式記錄牠們大腦前額皮層的神經活動。

僅讀取前額葉幾十神經元 即能預判動物選擇

<br>這項研究探討了猴子如何在兩個獎勵盒間做出選擇並獲取獎勵,並記錄了它們大腦活動的變化,以瞭解決策背後的神經機制。(圖/《自然神經科學》)

這項研究探討了猴子如何在兩個獎勵盒間做出選擇並獲取獎勵,並記錄了它們大腦活動的變化,以瞭解決策背後的神經機制。(圖/《自然神經科學》)

研究發現,獼猴的覓食策略基於對獎勵動態的皮層模型,即牠們能根據預期的獎勵來調整覓食位置和時間。Dragoi教授興奮地分享道,牠們甚至能在複雜情況下預測動物的選擇,僅僅通過讀取前額葉幾十個神經元的反應。

接下來,Dragoi實驗室計劃在社交背景中研究覓食行為,通過同時記錄兩隻動物的大腦活動來研究牠們如何合作尋找食物。這項技術的突破不僅可能幫助設計出可以非侵入式影響或偏置選擇的假肢設備,還能為解決腦功能障礙患者的行為決策問題提供新思路。

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首圖來源:PIXABAY By4.0

圖片來源:Nature Neuroscience cc By4.0

參考論文:

1. Population coding of strategic variables during foraging in freely moving macaques.Nature Neuroscience

延伸閱讀:

1.人類食用「榛果」已逾6000年:古殼揭示森林與田野的時光變遷