照片还是实物?回忆并区分它们的神经基础

直到现在，做出感性和概念性判断的能力，例如知道物体的图片和实际的3D物体本身之间的区别，一直被认为是灵长类动物的一种定义能力。一项研究首次提供了行为证据，证明实验室小鼠能够进行更高层次的认知过程。研究结果也有力地支持了小鼠的海马体，就像人类一样，需要这种形式的非空间视觉识别、记忆和图像-物体等效性。

　　

   

   

在采样过程中，小鼠观看棋子的2D图片(白嘴鸦或象，有黑有白)。第二天，小鼠带着“熟悉”的物体进入熟悉的场地，该物体的颜色是新的(即，如果小鼠在取样时收到一张白嘴鸦的图片，在测试时，白嘴鸦是黑色的)，新物体的颜色与样本2D图片相同。不管样本图片中物体的颜色是什么，小鼠都会优先探索新的物体，而刺激物的颜色在辨别能力上并没有什么不同。

一张照片胜过千言万语，尤其是当它能激发人们对照片对象的记忆时，比如一张度假照片。二维视觉刺激，比如在印刷媒体、电视或网络上看到的图片，通常是人类获取现实世界知识的方式。在这种格式中，2D刺激作为实际物理项目的符号。

感知物体的二维图像对应于其三维物理形态或“图像-物体等效”的能力是一种认知功能，被认为是高级物种(如灵长类和一些鸟类)独有的。有人认为，这种“代表性的洞察力”可能超出了啮齿类动物的能力，或者在实验设计中造成了实质性的问题。

佛罗里达大西洋大学的研究人员的一项研究挑战了这一理论，并提供了第一个行为证据，证明实验室的小鼠具有高层次的图像到物体的感知能力。他们已经证实，小鼠能够感知物体的图片和实际的3D物体本身之间的内在差异。

通过一项修改过的物体识别任务，研究人员允许naïve小鼠在一个样本会话期间观看物体的照片(2D刺激)。第二天，小鼠被呈现一个新颖的3D物体和前一天在2D照片中看到的实际3D物体。

有趣的是，这项发表在《Scientific Reports》上的研究结果表明，与“熟悉的”3D物体相比，小鼠更喜欢探索新的3D物体。这是首次有证据表明，小鼠能够成功地完成一项图像-物体等效的认知任务，这让人想起那些用于测试儿童和非人类灵长类动物的视觉识别记忆的任务。重要的是，这些发现表明，在对2D视觉刺激进行编码后，小鼠采用了更高阶的认知过程，将3D物品与2D参照物的回忆记忆联系起来。

研究结果还表明，小鼠的海马体(大脑内侧颞叶记忆系统的主要结构)和人类一样，对图像到物体的等价性所必需的表征或传递推理有重要贡献。此外，他们还发现，这种更高阶推理所需的图像记忆，取决于海马背侧CA1区神经元的活动。

“我们的研究挑战了这样一种观点，即小鼠的感知限制使它们不适合为人类记忆和视觉处理建模，以及基于熟悉程度的识别是独立于海马体的，”Robert W. Stackman Jr.说。“我们的研究结果也有力地支持了这一观点，即小鼠海马的功能对于这种形式的非空间视觉识别、记忆和图像-物体等效性是必需的。”

如果小鼠花足够的时间(超过30秒)观看一个物体的图片，它们随后就能区分出一个“熟悉的”3D实体物体和一个新的3D实体物体，即使是在低级别的视觉策略被控制的情况下。无论物体的对称性、相似性、视角、构图和图像真实感如何，图像-物体的等效能力都会出现。即使对颜色和亮度等低级视觉特征进行了控制，小鼠仍然能够将2D图像泛化为3D对象。

在灵长类动物,海马体被认为起着关键作用在声明或外显记忆使个体能够重播以前编码的“故事”的经验，我们认为，这个‘故事’使人能够识别以图片形式学习的物品，当它们随后以3D形式呈现时。小鼠的海马体很可能编码并巩固对图片的探索，将其作为经历或事件的‘故事’，在特定的背景下作为一种外显记忆形式。

小鼠的识别记忆已经很好地建立起来了，但这项研究的结果进一步表明，啮齿动物具有高级的视觉识别能力，并通过观看图像间接地学习实际物体。海马体的作用可能是检索在示例会话中探索的图片的记忆，在测试会话中鼠标可以适当地匹配其中一个可用的项目。

Stackman说:“小鼠能够对呈现的任务刺激做出知觉和概念上的判断，这是令人惊讶的，因为图片和物体的等效性一直被认为是灵长类动物的定义能力。综合来看，我们的研究结果提供了令人信服的证据，表明小鼠可能是一种有效的模式生物，以研究哺乳动物视觉感知和识别的高级复杂方面。”

Mice recognize 3D objects from recalled 2D pictures, support for picture-object equivalence