达尔文在对家兔和野兔的观察中提出一种理论。。。及验证(摘录)
对我们来说,也可以从纸上验证,为什么有些兔子特别聪明,会对主人的话做出对应的举止也有助提高兔子的聪明度
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达尔文曾经在《物种起源》中写道:“没有什么动物比野兔更难驯养,也很少有动物比家兔更加温顺。”
他想说明的是,选择可以改变动物的表型。现在,科学家们揭示了这种显著行为学改变的遗传基础,为驯化机制提供了宝贵的信息。
达尔文认为,家兔是在中世纪随着航海业的发展,被水手作为其漫长旅程的肉食补充品带向世界各地的。
他在1874年有观察到:家兔的脑子远比野兔要小。
推想这可能是因为家兔数代被关起来笼养,不用面对大自然种种意想不到的挑战,其智力、本能、感觉、运动能力等等都得不到锻炼,远不如野兔机敏。这大概也影响到其大脑的构造。 1815年,德国医学家Johann Spurzheim提出:人体的器官组织随着锻炼会增长。因为当人锻炼某一器官组织时,就增大了这一组织中的血液循环。而滋养这一器官的养分,又是由血液带来的。这一原则,不仅适用于肌肉,恐怕也适用于大脑。
1819年,意大利解剖学家Malacarne提出经验可以改变大脑结构的假设。
1911年,获得了诺贝尔奖的解剖学家Ramon y Cajal提出“大脑运动”可以建立更多的神经细胞连接的假设。他指出,大脑在出生后就不再生成新的神经细胞,但细胞通过使用会变大。
1920年代,美国加州大学伯克利分校心理学教授Robert Tryon发现,他的实验室养的老鼠中,有些跑出迷宫的技能明显超过另外一些。于是,他根据跑迷宫的能力逐渐培育了两种老鼠:一种是聪明的,一种是笨的。
1950年代,伯克利的心理学家David Krech和诺贝尔化学奖得主Melvin Calvin提出了这两种老鼠脑子所分泌的化学成分可能不同的假设。接着,Melvin Calvin让自己实验室的神经化学家Edward Bennet和David Krech及另一位心理学家Mark Rosenzweig组成一个研究小组。他们通过对这两种老鼠的解剖发现:聪明的老鼠大脑中分泌的某种化学物质要比笨老鼠要多得多。
由此证明:大脑的聪明度,确实和大脑中既有的生理现象有关。
不过在他们之前,远在加拿大McGill大学的Donald Hebb于1949年另有发现。
Hebb属于比较纵容孩子的家长,让孩子们养的宠物老鼠在自己的房子里面随便乱跑。
有一天他心血来潮,把这些随便乱跑惯了的老鼠拿到学校的实验室,让这些老鼠和学校那些实验室笼养的老鼠比赛跑迷宫游戏。结果发现:这些自由惯了的老鼠,“解决问题能力”明显高出一筹,比那些笼养老鼠更快地跑出迷宫。
于是他得出了初步的结论:他家里的环境,包括大房子里的楼梯、走廊、作为伴侣的孩子等等,刺激了这些老鼠的智力发育,让它们在迷宫的“智力竞赛”中轻易击败了缺乏这种刺激环境的笼中鼠。
如果说伯克利小组的研究证明不同种的老鼠因为其大脑分泌的化学物质不同而有不同天赋的话,Hebb则揭示出不同的后天环境同样可以导致不同的智能。这也基本印证了达尔文在对家兔和野兔的观察中提出的理论。 伯克利小组则试图发展Hebb的研究,饲养了两组刚出生的小鼠:
第一组有十二只,放在强刺激的环境中,即一个大笼子,内有多种多样的玩具;
第二组则是单只,孤独地关在一个缺少刺激的环境(即没有任何玩具的笼子)中。
两组比赛迷宫游戏,结果第一组优胜。再解剖两组小鼠的大脑,第一组中那种特殊的化学物质分泌多于第二组的单只。
这一结果已经和最开始不同种类老鼠之间的对照有本质的不同:不同种类的老鼠中大脑化学分泌物质的不同也许是先天的,但这次实验中同种小鼠的大脑中化学分泌物的不同,则证明了后天环境的塑造力量。
此时,一位奇女子玛瑞安·戴蒙德出现在伯克利小组面前。严格地说,她是个受过严格的脑神经解剖学训练的家庭主妇,一直在康奈尔大学伴随着当教授的丈夫,养着两个婴儿,并忙里偷闲地代几门解剖课。她一天在刚哄孩子睡着后读到了伯克利小组的研究,兴奋得恨不得马上就要参与。恰巧她丈夫此时在伯克利拿到个教职,她立即收拾家当带着孩子落户伯克利,并到研究小组自报家门。当时学界还鲜有女性,那几位教授虽然吃惊不小,但马上给她安排了工作。
她的突破也正是从这里开始。
她不是对照小鼠脑中的化学分泌物,而是解剖分析其大脑,看看其结构是否有所不同。
结果发现:在高刺激环境中成长的小鼠,大脑皮层要比在缺乏刺激环境中生长的小鼠要厚6%。这是历史上第一次有人发现早期的生活环境对动物大脑的结构会产生实质性的影响。
为了保险起见,她又重复了九例解剖,又确证了起初的结果。到了1963年,已经有了三个孩子,在大学干半职的她,把自己的发现摆在研究小组的领袖David Krech面前。
次年,以她领衔的三名科学家把这一结果发表出来。戴蒙德在首都华盛顿,面对全美解剖学会的两百多位同行,作了平生第一次学术报告。 戴蒙德的突破,在动物研究中不断被印证。
比如,加拿大Lethbridge大学的神经学家Sergio Pellis和澳大利亚Monash大学的神经学家Andrew Iwaniuk及生物学家John Nelson发现,在哺乳动物中,大脑比例和动物的游戏习性有着很强的正向关系。
一般而言,喜欢游戏的动物,大脑在全身的比例要大一些。
另一位学者Jaak Panksepp揭示出游戏刺激脑神经的增长。动物学家John Byers则发现动物游戏促进前脑皮层的发育。各种物种游戏最频繁的生长期和其小脑的发育也有直接的相关性。类似的研究,可以说举不胜举。
但是,把动物研究引入并应用于人的大脑发育和教育过程,则有重重障碍。即使是在小鼠的研究中,仅发现大脑皮层的加厚是不够的,还必须解释加厚的原因和性质是什么。
举个简单的例子,如果你看到一个人的身体粗大起来,你不能就简单地说他变得强壮了。他也许不过是发福了,体能随之下降了。只有你确定他最近一直坚持锻炼,而且看到他浑身饱满的肌肉后,才能得出他强壮的结论。更何况,人的大脑比小鼠要复杂得多,而且样本非常少,很难进行直接地观察。
戴蒙德1964年发表的经典研究就已经指出,环境刺激了老鼠大脑皮层的增长。而这种增长和神经元树突的分叉有直接关系。在环境刺激丰富的环境中生长的小鼠,其大脑皮层不仅比较厚,而且神经元主体分布的间距比较大。
后来戴蒙德的一位学生Ralph Holloway确证了小鼠的脑皮层加厚是神经树突分叉增长的结果。
伊利诺斯大学的科学家William Greenough则进一步揭示出:在刺激丰富的环境中生长的小鼠,其大脑中神经树突高级别分叉比较多,也就是说树突不停地分叉,变得枝叶茂盛;而在缺乏刺激的环境中生长的小鼠,其大脑中神经树突分叉则停留在低层级,也就是说分了一两次就不再继续分叉了。
除了树突、轴突外,还有一个神经细胞连接的问题。
当一个神经元的树突从另一个神经元的轴突接收信号时,树突和轴突并没有完全连接在一起。轴突的顶端如纽扣状,树突顶端则如泡状,两者之间留下一条微小的缝隙,形成一个“打火”装置,称为“突触”。
当某个信号到达一个神经元的轴突顶端时,如果这个信息强到一定的程度,就会激发接收一端的兴趣,进而在突触的缝隙中碰撞出“火花”,信号就如同“打火”一般地从一个神经元的轴突发送端跳到另一神经元的树突接受端上,后一个神经元再将这一信号传到自己的轴突,向接下来的神经元的树突终端发送。每一秒钟,人体中都会出现数十亿这样的“打火”式信号传递。
无论是动物还是人类,其神经系统的运行依靠着连接轴突和树突的突触之中小缝隙间不停的“打火”、“过电”。作为接收方的树突终端,有生出许多小刺形的脊柱。一系列动物和人类的解剖观测显示:不停地外界刺激引发信号的反复旅行,不仅树突会不停的增长分叉,而且树突终端上的小脊柱也不断发育为大头甚至伞形,使接受信息更有效率。而缺乏外界刺激,树突和树突上的小脊柱就都会因为废弃不用而萎缩。 脑子和肌肉一样有弹性。你练就发育,不练就萎缩。环境对大脑的结构形成有着重要的塑造作用。
最早引导人们认识到这一点的戴蒙德,又领导伯克利研究小组对小鼠进行深化的研究,并发表了150多篇论文。他们把小鼠分成三组,而不是过去的两组。
一组为标准环境,即三只小鼠关在一个没有玩具的笼子里;
一组为缺乏刺激的环境,即一只小鼠独自关在没有玩具的笼子里;
最后一组为高刺激环境,把十二只小鼠关在一个充满了游乐设施的大笼子里。结果,他们获得了一系列重要的发现:
在高刺激环境下怀孕的母鼠,生下来的小鼠的大脑皮层比在缺乏刺激的环境中怀孕的母鼠生下的小鼠要厚。新生的小鼠在高刺激的环境中喂养,仅仅一周的时间其大脑皮层就比在缺乏刺激的环境中喂养的小鼠要厚7-11%。两周后,在高刺激环境中成长的小鼠大脑中负责感官的部分增厚了16%。更重要的是,缺乏刺激的环境使大脑皮层变薄的幅度,比高刺激环境让大脑皮层变厚的幅度要大。小鼠在枯燥的环境中生活四天后大脑皮层就出现萎缩。当然,有些学者正确地指出,在最有刺激的环境中生活的小鼠,其大脑皮层显然也赶不上野鼠。显然,自然的环境比人工的环境要丰富得多。
环境对大脑的塑造作用,存在于小鼠中,也存在于成年的老鼠中,甚至存在于相当于人类年龄九十岁的高寿老鼠中。 许多对人脑的研究,也印证了对鼠脑研究的结论。
在上个世纪五十年代,主持一个欧洲实验室的Oscar Vogt和Cecille Vogt夫妇就收集了一些欧洲天才的大脑样本,以确立人的经验、成就与其大脑结构的关系。
比如,一位艺术家大脑皮层负责处理视觉信息的部分要比常人宽一倍。一位比利时小提琴家的大脑皮层中负责听觉的部分,也比常人大一倍。
加州大学洛杉矶分校由Arnold Scheilbel(即戴蒙德的第二任丈夫)主持的实验室通过解剖发现,人的教育水平越高,其神经元的树突分叉就越多。在主控手和手指活动的大脑皮层,两位职业打字员的神经元树突分叉就非常多。而一个机械师和一个厨师在同一区域神经元树突的分叉就明显少一些。
Arnold Scheilbel由此得出结论,人的教育水平和神经元树突分叉的程度有着密切的相关性。换句话说,教育可以通过刺激神经树突的分叉而强化人接受和发送信息的能力。
1999年英国神经学家Eleanor Maguire对伦敦出租司机大脑的研究则更令人信服。伦敦的街道,被称为是“出租司机的噩梦”。伦敦有一千五百年的历史,罗马、斯堪的纳维亚、撒克逊、诺曼、丹麦、英格兰等许多种族的人前后到这里暂居或定居,在毫无规划的情况下根据一时之需修路,最终使伦敦的交通系统成为一片杂乱无章的丛莽。从市中心向外六英里的范围,居然有两万五千条弯曲盘旋的街道,一般人走几步就晕头转向。因此,在伦敦要拿到出租司机的执照,必须经过考试,记住每条街道。
出租司机们骄傲地把这一百科全书式的街道信息称为“知识”,因为这种“知识”显示了他们超人的能力。Eleanor Maguire的研究,则是要看看这种超人的能力是否改变了脑结构。
她用脑电图对这些司机的脑子进行了扫描,并与常人进行对比,结果发现:有经验的出租司机后脑海马体(posterior hippocampus)明显大于普通人。而这部分正是脑子中主控空间感的区域。
当然,人们可以说,那是因为后脑海马体比较大的人有空间记忆的天分,容易经过竞争而成为出租司机。但Eleanor Maguire的细致研究则否认了这一点。她揭示出,后脑海马体的大小,和出租司机的经验有直接关系:从事此业时间越长的司机,后脑海马体越大。显然,脑子中这一超常的结构是经验所塑造的,并非天生的。
哈佛心理学家Leon Eisenberg总结说:“大脑皮层有着惊人的能力根据环境变化而对自身进行改造”。大脑的这种可塑性,使预测人的智能极限变得几乎不可能。 科学家们发现,控制大脑和神经系统发育的基因对于兔子的驯化特别重要。
动植物的驯化是农业发展的先决条件,也是人类历史上最重要的技术革命之一。动物的驯化始于九千年到一万五千年前,最初被人类驯化的是狗、牛、绵羊、山羊和猪。兔子的驯化比较晚,发生在约一千四百年前法国南部的修道院。据称,人们驯化兔子是因为天主教曾经宣称仔兔不是肉而是鱼,因此可以在斋戒期食用。当时在伊比利亚半岛和法国南部被驯化的是欧洲野兔。
研究人员首先测序了一只家兔的完整基因组,生成了参考基因组。随后,他们重测序了六个不同品种的家兔,以及来自伊比利亚半岛和法国南部14个地区的野兔。这是迄今为止最深入的动物驯化研究,展现了野兔驯化过程中发生的遗传学改变。
与家兔相比,野兔有很强的逃跑反应(flight response)。这是因为它们要躲避老鹰、狐狸和人的追捕,只有警惕性高反应迅速的兔子才能在野外生存。科学家们揭示了这种显著行为学改变的遗传基础,为驯化机制提供了宝贵的信息。
研究显示,野兔原本就具有对驯化有利的突变,驯化过程主要改变了这些基因突变的频率。驯化涉及的是许多基因的微小改变,而不是少数基因的显著变化。
也就是说,如果你把家兔释放到野外,被驯化所改变的基因可能会发生反向选择,因为野生型遗传变异很少被完全丢失。
研究人员并未发现驯化过程中有什么基因失活,驯化带来的改变主要发生在基因组的非编码区域。他们总结道,野兔和家兔之间的差异主要来源于基因调控。
研究显示,驯化过程影响了大量与大脑和神经系统发育有关的基因,这一现象很好的解释了家兔和野兔的行为差异。野兔是高度多样性的物种,携带着许多有利于驯化的基因变异。在驯化过程中,大量微小的改变累积起来,抑制了野兔强大的逃跑反应。类似过程应该也出现在其他动物的驯化中,可以说并不存在什么特殊的“驯化基因”。另外,类似的基因多样性很可能也存在于人群中,赋予人们不同的个性和行为。 亮点很多。。。
当然里面说的所谓玩具也不是指那些兔笼子里挂的拉拉杂杂的玩意,不用突发奇想搞那些进去
重点在于长期刺激兔脑发育的培养 兔子幼儿园要开班了是伐 你没发现我家两个成长轨迹就是这样的么
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