上海生科院在恒河猴自我意识研究中取得进展

2月13日，《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了题为《经过镜前视觉－本体位置偶联训练的恒河猴自发的表现出镜像自我识别的能力》的研究论文，该研究由中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心非人灵长类研究平台龚能团队与研究员蒲慕明合作完成。该研究通过设计了一种新的视觉－本体位置偶联训练方法，发现经过训练的恒河猴自发地表现出镜像自我识别的能力。镜像测试是检测自我识别和自我意识的常用实验方法，过去只有人类和少数类人猿等通过该测试，因此自我意识一般被认为只存在于人类和类人猿等高等灵长类动物中。该研究发现当恒河猴通过训练学会使用镜子（即明白镜子内外的位置对应关系）后，自发地通过了镜像“标记测试”并表现出了各种照镜子的行为。这个结果说明镜像测试用于验证自我意识的局限性，并提示自我意识相关的高等认知功能可能存在于更多更低等的物种中，并需要更合适的实验手段揭示。同时，该研究为自我意识的神经机制研究提供了重要的线索。

自我意识作为人类最重要的高等认知功能之一，其神经机制并不清楚，其中一个重要的限制就是动物模型的缺乏。能够识别镜中的自我被认为是验证自我意识的有效手段，镜前的“标记测试”，即在被试不知情的条件下在其脸上涂上颜料标记，看被试会不会在镜子前触摸和检查脸上的标记，被认为是经典的检测方法，并被用于人类和多种动物。之前公认的只有人类和少数类人猿可以通过镜像测试，所以自我意识被认为只在这些高等灵长类动物中才有。但是，领域内一个重要的争议问题就是动物不能通过镜像“标记测试”到底是因为动物不具备自我意识相关的认知能力，还是这个方法本身不足以揭示这种能力。

神经所非人灵长类研究平台龚能团队在2015年的一项研究中，已经发现经过视觉－感觉偶联训练后的恒河猴表现出镜像自我识别的行为。然而，视觉－感觉偶联的训练方案是直接在恒河猴脸部进行训练，通过较高功率的激光在猴脸部产生热感诱导猴子去触摸脸上的光点。对于该结果的一个争议在于猴子触摸脸上标记的行为被认为是一种被教出来的条件化的行为，不代表自发的镜像自我识别。因此，在此项研究中，团队成员重新设计了实验方案，即只教恒河猴如何使用镜子当工具去找寻身边的物体或光点，而不在实验猴的脸部以及身体上进行任何训练。具体训练方案为在恒河猴的头部两侧放置方形纸板，将激光点照到纸板上，训练恒河猴根据镜子影像来触摸头部两侧的光点（附图A）。当训练的3只恒河猴都能很精准地利用镜子影像触摸到纸板上的光点后，实验人员将光点移到猴子的脸上，发现3只猴子都能很准确地触摸脸上的光点，进而自发地通过了镜前“标记测试”，并表现出典型的照镜子的行为，即利用镜子检查自己身体上本来看不到的部位（附图B）。

此工作进一步证明了恒河猴确实具备镜像自我识别的能力，视觉－本体位置偶联训练方法可以进一步结合脑电和核磁成像等手段用来研究恒河猴自我意识的神经基础。更重要的是，该研究表明了目前最公认的镜像“标记测试”用于检测动物是否具备自我意识的局限性，即动物不能通过镜像“标记测试”并不能说明动物不具备该能力，自我意识相关的高等认知功能可能存在于更多更低等的物种中，并需要更合适的实验手段来揭示。

该项工作由神经所非人灵长类平台的常亮堂和章世昆在龚能与蒲慕明的共同指导下完成。该研究得到了科技部“973”项目、中科院战略先导项目、中科院青年创新促进会的支持。