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你能想象果蠅也具有注意力、工作記憶和類似意識的能力嗎？

都快趕上哺乳動物了。

在剛登上Nature的一項研究中，科研人員給果蠅打造了專用VR設備。

在這個360度的全景環境中，果蠅雖然身上系著繩子，但是可以自由扇動翅膀，它的動作也會實時更新場景，從而產生自由翱翔的錯覺。

正是在這樣的實驗中，科研人員有了新的發現，他們觀察到了通常在哺乳動物中才能觀察到的認知能力現象：

果蠅微小的大腦中會有記憶的形成、消退以及“分心”等先進的認知能力。

這是怎么回事？難道昆蟲與哺乳動物差距這么小？我們來一探究竟。

巴甫洛夫的果蠅

這次果蠅的實驗沿用了心理學上著名的經典條件反射實驗：巴甫洛夫的狗。

在給狗喂食的場景中，剛開始主人一過去喂食，狗狗就會流口水，然后巴甫洛夫在每次喂食前都敲響一個鈴聲，后來狗狗聽到鈴聲就會流口水。

在這個過程中，狗狗就把喂食（非條件刺激，US）和鈴聲（條件刺激，CS）聯系了起來。

對果蠅的實驗也是同樣的道理，只不過把喂食換成了“用激光燙一下”，把敲鈴換成了“看T形圖案”。

當果蠅視野中有正的“T”形圖案時，也會同時被燙一下，反之不會。這樣訓練7次之后，在視野中同時出現正“T”和倒“T”時，果蠅就會“飛向”倒“T”。

這個“飛行”方向會由高速相機根據果蠅振動翅膀的角度來判斷：

會“分心”的果蠅

在果蠅把圖案和被燙的刺激聯系在一起之后，就可以來測試它的記憶了。

例如我們可以先呈現圖案，等圖案消失后5-20s再開激光去燙它。

在反復幾次之后，如果不開激光，果蠅也能在5-20s后做出反應，就說明果蠅的大腦中保留了視覺刺激的痕跡。

為了判斷果蠅的記憶能保留多久，科研人員還設計了讓果蠅“分心”的干擾元素：在圖案消失后不同時間段對果蠅吹一股柔和的氣。

結果和沒有干擾氣流（白條）的情況相比，果蠅在有干擾氣流（灰條）的情況下表現指數下降更快，在40s后基本歸零。

這就說明了圖案刺激可以在果蠅大腦里留下短暫的記憶，并且干擾因素可以讓果蠅“分心”，也就是存在注意力機制。

除此之外，研究人員還監測了這個過程中果蠅大腦的活動，發現記憶的形成和消退都和R2，R4m神經元活動有關：

這部分神經元在果蠅中央復合體的橢圓體部分，對應到人腦中就是大腦皮層區域：

這么看來，果蠅和哺乳動物的認知能力之間的聯系還是很顯著的。今后說不準還可以把果蠅作為高級認知功能的模型。

要是再聯想到昆蟲和哺乳類都是從同一個祖先進化而來，這種聯系就顯得更深刻了。

加州大學圣迭戈分校的生物科學教授Ralph Greenspan也表示，可以根據分子特征和記憶存儲方式繪制出果蠅和哺乳動物大腦區域的對應關系，逐漸揭示人類如何實現認知功能。