本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
这是由两篇文章组成系列的第一部分。第二部分位于我们网络的“深思熟虑的动物”博客上。
“让我们看看你们这些混蛋能不能达到九十。” 话音刚落,德罗宁汽车加速前进,穿越时空回到了三十年前。
不幸的是,在回到未来之外的现实生活中,我们目前还没有时间旅行的选择。我们目前最接近的选择是心理时间旅行。作为人类,我们有能力让我们的思绪回到过去,体验我们选择的经历,无论是三十年前,还是三十分钟前。
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记住特定事件或插曲的能力(所谓的“情景记忆”)不是我们拥有的唯一类型的记忆。我们也有关于世界事实的记忆,例如,“天空是蓝色的”,或者“杰克·鲍尔是个硬汉”,而没有想到具体的事件——我们只是似乎知道它。
情景记忆被认为是我们意识的一个关键方面。事实上,我们发现很难想象没有个人记忆的我们自己。这个话题不仅吸引了哲学家和科幻小说作家;它也是科学领域的一个重要分支。其中一个领域是尝试了解除人类以外的其他动物是否也拥有过去生活事件的记忆。除了这本身就是一个有趣的问题之外,了解这一点可以帮助我们更好地理解人类的情景记忆,并帮助我们理解影响它的疾病(如阿尔茨海默病)。
但是,我们如何才能找出其他动物是否记得过去发生的事件呢?在人类中,我们有一种简单的方法:我们询问。不幸的是,对于非人类动物来说,这并不容易。首先,我们必须思考一下我们所说的“情景记忆”具体指的是什么。情景记忆之父恩德尔·图尔文说,情景记忆是一种意识形式,它使人们能够思考他们所处的客观时间,并在时间中“进行心理旅行”。不幸的是,在对其他动物进行测试时,这个定义有些徒劳。最近,两位科学家,尼古拉·克莱顿和安东尼·狄金森,为了在非人类动物中寻找情景记忆,提出了一个新的情景记忆定义。这个定义是,行为必须符合三个标准:动物必须具备回忆“什么、在哪里和何时”的能力;整合这些信息;然后灵活地运用这些信息。
由于一次性吸收的信息量很大,让我们分解一下最后一句话。首先,当我们回忆起过去的回忆时,例如,我们的第一次约会,这段记忆的关键组成部分是“什么”、“在哪里”和“何时”。记忆的“何时”部分可能是,比如说,十五年前。“在哪里”部分可能是冰淇淋店(是的,我正在陷入美国好莱坞电影的俗套)。也许记忆的“什么”部分是,约会真的很尴尬,最终你得出结论,异性并不像他们吹嘘的那么好。然而,我们并没有将这三个独立的信息片段作为独立的实体来回忆:它们都被整合为一个整体。
这就引出了克莱顿和狄金森关于情景记忆必须满足的第二个标准:记忆必须是一个整合的整体(不仅仅是它在哪里和何时发生,或者是什么和在哪里)。情景记忆必须遵守的最后一个标准是,它必须能够在新的情况下灵活运用。例如,我们可以回忆起过去发生的事件,并利用这些信息将其应用于新的情况,同时考虑到我们目前对世界的了解。这是我们每天无数次做的事情,也许甚至没有意识到。
既然我们已经将情景记忆分解成它的组成部分,那么它肯定比模糊不清的记忆感更容易理解。然而,仍然很难看出如何在非人类动物中证明它。
克莱顿和狄金森通过一系列关于西部丛鸦的创新实验来应对这一挑战。关于这些鸟类的一个关键知识是它们特有的一种自然行为:它们储存食物(通过埋藏)以便日后取回。首先,研究人员让鸟类有机会了解不同类型的食物。他们给鸟类花生和蜡虫,让它们埋在装满沙子的冰块托盘中,然后在稍后挖出来。在训练阶段,鸟类了解到蠕虫(它们非常喜欢)比花生腐烂得更快。因此,它们也了解到,如果过了很长时间,那么挖出蠕虫就没有什么意义了,因为它们已经腐烂了。
然后在测试场景中对这些鸟类进行测试,在新的冰块托盘中,它们被迫(通过限制进入托盘一侧的通道)在托盘的一侧储存一种食物,然后在五天后在托盘的另一侧储存另一种食物。在它们埋下第二种食物类型四个小时后,允许它们挖出两种食物。
允许它们储存两种食物的顺序不同。这意味着当蠕虫先储存时,到鸟类回收食物时,蠕虫会已经腐烂。然而,当坚果先储存时,两种食物仍然是可食用的。鸟类的行为似乎表明它们记得自己做过什么:当它们先埋下蠕虫,然后在五天后埋下坚果时,它们回收了坚果,而忽略了腐烂的蠕虫。然而,当它们先埋下坚果时,它们最喜欢的蠕虫零食仍然新鲜,它们就挖出了蠕虫。
因此,这些鸟类似乎记住了埋藏的是“什么”食物(花生还是蜡虫),埋藏“在哪里”(冰块托盘中的位置),以及“何时”埋藏的(四小时前还是五天前)。它们还将这三个组成部分整合为一个单一的记忆,因为如果不这样做,它们在挖出储存的食物时就会犯错误。
然而,有可能这些鸟类不是在记忆,而只是使用视觉线索或气味来选择挖取食物的托盘部分。为了确保情况并非如此,进行了另一项测试。这次,鸟类被允许像以前一样将食物储存在冰块托盘中,但是当第二次将托盘呈现给它们时,食物被移走了,托盘里装满了干净的沙子。鸟类在它们本应找到食物的地方挖掘,如果研究人员没有移除食物的话,并且以与之前相同的模式进行挖掘:当蠕虫变老时挖坚果,当蠕虫新鲜时挖蠕虫。
尽管这对于丛鸦的情景型记忆来说是相当有说服力的证据,但鸟类仍然有可能通过另一种方式来解决这项任务。也许它们只是不太擅长记住蠕虫,而不是花生。这意味着当鸟类先储存蠕虫时,并不是因为它们有目的地避开腐烂的蠕虫:它们只是忘记了蠕虫。
为了确保情况并非如此,第二组丛鸦接受了蠕虫的训练,这些蠕虫在被鸟类埋藏后,总是被科学家挖出来(鸟类看不到),并换成新鲜的蠕虫。这意味着这些鸟类从未了解到蠕虫会随着时间推移而腐烂。当对这些鸟类进行测试时,即使时间过去了更久,它们总是比坚果更频繁地挖出蠕虫。这表明第一组鸟类确实在避开蠕虫,因为它们了解到蠕虫已经腐烂了,而不仅仅是因为丛鸦更容易忘记蠕虫。
因此,丛鸦似乎确实将“什么-在哪里-何时”信息整合到“情景式”记忆中。之所以称之为“情景式”,是因为我们永远无法真正证明动物是以类似于我们记忆过去的方式来记忆过去的,即使它们表现出所有相同的行为迹象。有些人可能会争辩说,既然如此,我们不妨直接称之为“情景记忆”并就此了结,但这可以留给哲学家们去担心。
您可能还记得,情景记忆有第三个标准:在新情况下灵活运用记忆的能力。这意味着将情景记忆与关于世界的知识型记忆(如“天空是蓝色的”)结合起来。例如,您可能清楚地记得昨晚将您的幸运帽子遗忘在哪家酒吧,但后来您从朋友那里得知,您戴着那顶帽子看起来有点像白痴,而且大多数时候每个人都在嘲笑您。您可能本来打算去取回您的帽子,但现在您已经整合了关于帽子(更重要的是,关于您戴帽子的样子)的这个新知识,您决定权衡利弊,可能不值得去取回帽子了。
那么,在鸟类世界中,这会是什么样的例子呢?假设一只丛鸦储存了一些蠕虫,但在埋藏蠕虫后,它单独了解到蠕虫的降解速度比它最初认为的要快。第二部分信息没有存储在原始的情景记忆中,而是更一般的关于世界的知识。那么,丛鸦能否利用它的记忆和这种新知识来改变它的行为呢?研究发现,丛鸦可以做到这一点:当它们埋藏食物,但后来从它们的另一个储藏处了解到那些蠕虫的降解速度比预期的要快时,它们随后将原始托盘中的偏好改为坚果。
这些实验堪称典范,因为它们不仅是关于非人类动物情景式记忆的首个确凿证据,而且也是科学方法实际应用的良好示范。最初,科学家们发现鸟类似乎能够记住它们生命中的食物储存事件。然而,他们随后解决了他们在原始实验中能够想到的所有可能的注意事项,或者说他们可以推翻其发现的方式。后续实验坚持了他们的原始结果,并使其更具说服力。
图片来源
西部丛鸦:Cory Chen
参考文献
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Tulving, E. (1985) 记忆与意识。《加拿大心理学/心理学杂志》26(1): 1。
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