本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
火箭浣熊是漫威重启的漫画系列《银河护卫队》中的一个突出角色,该漫画系列被改编成于 8 月 1 日上映的电影。火箭浣熊的背景故事是,他和他的许多动物朋友都被基因改造为双足行走并拥有“人类”的智力。(考虑到漫威宇宙中提供的一切,不清楚他们为什么不选择比我们更聪明的物种)。这让我想到两件事——首先,浣熊到底有多聪明?它们真的能变得像人类一样聪明吗?
任何看过浣熊做任何事情的人通常都会觉得它们很聪明。根据比较心理学家迈克尔·佩蒂特的说法,在 20 世纪初,“流行和科学界的自然主义者都认为狡猾、恶作剧和好奇心是该物种的特征。” 浣熊的智力与其他物种的智力相比如何,是“1905 年至 1915 年间新兴的比较心理学领域内的一个辩论话题”。一项研究对 22 只老鼠、两只狗、四只浣熊和五名人类儿童进行了相同的延迟反应实验,并得出结论,虽然“相同的学习形式支配着老鼠、狗和浣熊”,但只有浣熊和人类儿童能够在分心后完成记忆测试。然而,这项工作受到了拟人化的指责,浣熊很快就从心理学期刊上消失了。
因此,虽然浣熊无疑是很聪明的生物,但我们目前在地球上没有任何一种浣熊可以与火箭浣熊的星际经历和射线枪能力相媲美。但这并不意味着科学家没有在研究提高动物智力的方法。两年前,神经科学领域出现了一个令人震惊的实验,研究人员声称他们创造了超智能小鼠。
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罗切斯特大学医学中心的史蒂文·戈德曼和麦肯·内德加德实验室的夏宁·韩及其同事提出了一个有趣的问题——您能否通过手术植入和移植来自另一种“更聪明”物种的大脑细胞来增强一个物种的处理能力?
韩及其同事想看看他们是否能在小鼠大脑中找到与人类大脑某些进化适应的兼容性。例如,人类拥有的称为星形胶质细胞的胶质细胞比小鼠中的大得多,也更复杂。传统的观点是,不产生电信号的胶质细胞形成神经元的生理支持和保护网络,但不在信息处理中发挥作用。然而,胶质细胞确实使用钙信号传递信号,而且,人类星形胶质细胞的传递速度是小鼠的三倍。
所以,当然,韩及其同事想知道,如果将人类胶质祖细胞移植到免疫抑制小鼠的前脑中会发生什么。结果表明,人类胶质细胞在小鼠前脑中茁壮成长,并能够以通常在人类中发现的速度传播钙信号。但所有这些都证明了这些细胞可以在小鼠大脑中存活并做一些类似的事情。它们还会影响细胞过程,例如神经元之间信号传输的加强,称为长时程增强,这是学习和记忆形成的基础吗?答案仍然是肯定的——小鼠的 LTP 增加了近 10%。
然而,最大的问题是,所有这些适应是否真的会影响行为。在这些减少的动物实验中评估的行为包括恐惧条件反射、迷宫学习和在环境中定位新物体。“增强型”小鼠植入了人类胶质细胞,在所有施行的行为测试中都表现出改善。简而言之,嵌合小鼠通过植入人类脑细胞变得更聪明了。当然,在过于兴奋之前,重要的是要认识到这项研究主要证明了跨物种移植技术可能是一种研究和修改大脑的有用方法。尽管如此,在推断我们通过细胞植入提高智力的能力之前,仍有许多问题需要克服。
地球大脑进化的关键科学要点是,与之前的认知相反,星形胶质细胞实际上可能在神经处理中发挥作用。未来的工作将不得不解决所有相关研究中涉及的一个关键限制——需要大规模的免疫抑制,以确保宿主动物继续接受供体组织。这不是一个小问题,但进一步的研究最终可能会使我们研究、理解和治疗大脑的方式发生根本性转变。
当然,当他们最终来拯救我们时,这也将帮助我们更好地了解组成银河护卫队的嵌合太空外星人。希望如此。