研究人员克服眨眼午睡的猪来证明大脑测试有效

导读科学家们使用类似的方法来测试动物和人类的学习和记忆。就像巴甫洛夫将中性刺激与生理反应联系起来的经典实验一样,眨眼测试将光线或声音与

科学家们使用类似的方法来测试动物和人类的学习和记忆。就像巴甫洛夫将中性刺激与生理反应联系起来的经典实验一样,眨眼测试将光线或声音与快速吹入眼睛的空气配对。通过重复,动物学会闭上眼睛或眨眼,只对光或声音做出反应。这称为联想学习,反应由称为小脑的大脑区域控制。

虽然眨眼测试自 1922 年以来一直存在,但直到现在才在猪身上尝试过。在行为神经科学前沿的一项新研究中,研究人员证明眨眼测试在 3 周龄猪身上有效,猪是人类婴儿营养神经科学研究的模型物种。

“这个想法是,如果我们可以通过营养干预来改善大脑的结构发育,那么猪应该花更少的时间来学习规则。我们现在正在评估营养片,但我们必须进行测试首先工作,”伊利诺伊大学动物科学系教授、该研究的合著者瑞安·迪尔格说。

Dilger 专门研究营养对大脑发育的影响,他的大部分工作直接应用于婴儿配方奶粉行业。他使用新生猪是因为与啮齿动物不同,它们的大脑解剖结构、肠道生理和营养需求与人类婴儿惊人地相似。

Dilger 的团队通常通过磁共振成像 (MRI) 研究猪脑对新成分的反应,MRI 侧重于不同大脑区域的结构和大小。他们还依赖于经过充分验证的行为任务,例如新物体识别,这些任务反映了海马体和纹状体(与学习和记忆相关的一些大脑区域)的活动。

但是 Dilger 想要一种专门评估小脑认知处理的工具。就在那时,他求助于荷兰伊拉斯谟医学中心的眨眼专家和神经科学家 Henk-Jan Boele 和 Sebastiaan Koekkoek。

尽管人类和各种动物都经过了眨眼测试,但这种行为范式从未在猪身上得到验证。

“对于人和小鼠的眨眼调节,我们使用完全不同的系统,”在伊拉斯谟和普林斯顿大学获得双重任命的博士后研究员 Boele 说。“人类易于指导,通常非常合作,并且在实验过程中保持静止,这使得送粉扑和测量眼睑很容易。小鼠在实验过程中大多是头部固定的,这使得送气变得容易吹气并测量眼睑。相反,猪是一个挑战,因为我们不想固定它们的头部。可靠地输送空气并测量眼睑反应真的很困难。

“我们尝试了摄像机、二极管和各种东西来捕捉眨眼。我们不得不使用一件设备来输送非常靠近眼睛的空气,以避免任何延迟。我们需要非常敏锐,短时间的抽吸对动物没有侵入性,但时间仍然非常精确。所以这是一个挑战,”他说。