科学家记录了自由飞行蝙蝠的大脑活动

翰斯·霍普金斯大学的研究人员已经开发出一种研究蝙蝠飞行时大脑的方法，这是第一次记录当一只流动动物聚焦并重新注意它时会发生什么。

这一突破性进展使我们能够看到自然行为动物的大脑中发生了什么，不受实验室限制的束缚。由于蝙蝠与包括人类在内的所有哺乳动物具有相同的基本大脑结构，今天发表在eLife杂志上的成就加深了我们对当我们穿越世界时大脑中发生的事情的理解。

“如果你想了解大脑在现实世界中的运作方式，你必须让动物以自然的方式在世界各地移动，”共同作者，博士后研究员Melville Wohlgemuth说。“这种没有电线记录大脑的想法是全新的。没有人用它来了解动物如何感知世界并对这些信息作出反应。”

为了研究飞行中的蝙蝠，该团队首先需要一种无线记录设备，这种设备不会压低自身重量不到一盎司的动物。

在外部工程公司的帮助下，这种设备需要大约一年的时间才能开发出来，然后又需要一年的反复试验才能完善。该团队还配备了一个带有高速摄像头和一系列麦克风的“飞行室”来接收蝙蝠的回声定位呼叫。

25年前，当约翰霍普金斯大学的心理学和脑科学教授辛西娅·莫斯(Cynthia Moss)首次梦想研究一只蝙蝠飞行时，这一切都不存在。到目前为止，研究人员仅限于观察固定动物的大脑，这些动物从事简单且经常做作的行为 - 比如在电脑屏幕上观看像素。他们可以从不动的蝙蝠的大脑中学习，但人工环境只能揭示大脑在现实世界中的表现。

在现实世界中，蝙蝠和其他动物通常做的是移动。

“二十五年前，我正在与一位同事谈论记录一只自由飞行的蝙蝠的神经活动，他看着我，好像我有两个脑袋，”莫斯说。“为了实现这一目标，我们需要付出很多努力和技术进步。”

约翰斯·霍普金斯大学的团队是世界上第一个无线记录大脑活动的团队，也是第一个将动物移动到太空中，将注意力从一个物体转移到另一个物体的团队。蝙蝠产生从物体反弹的高频声音，它们听到回声“看到”物体在环境中的位置。

该团队最终能够将有关蝙蝠位置，蝙蝠发声时间和蝙蝠大脑活动的数据结合起来，以确定哪些物体会引发神经元发射，从而确定蝙蝠注意的内容。

作为一只专注于物体的蝙蝠，研究人员观察到某些中脑细胞的活动爆发 - 当包括人类在内的任何动物转移注意力时，可能会发生这种情况。

“我们可以看到动物如何与物体相互作用，就像一个人在树林里行走一样，”Wohlgemuth说。

最后观察自由移动的动物的大脑活动对作者来说是巨大的，他们认为将这项技术用于未来的研究有很大的潜力。

研究生Ninad Kothari说：“当动物真正看到某种东西，然后看到神经元发生火灾时，看到大脑中的信号，对我来说是个圣杯。”“随着这项研究的进行，我们可以从蝙蝠，老鼠和猫头鹰等动物身上获取信息，并将其用于人类术语，以帮助有注意力缺陷的人。”