如果您曾经看过眼科医生，很有可能您会感觉到眼睛突然冒出一股空气，这是青光眼的传统测试。这不是任何人最喜欢的体验，但粉扑是非侵入性和无害的。科学家们使用类似的方法来测试动物和人类的学习和记忆。就像巴甫洛夫将中性刺激与生理反应联系起来的经典实验一样，眨眼测试将光线或声音与快速吹入眼睛的空气配对。通过重复，动物学会闭上眼睛或眨眼，只对光或声音做出反应。这称为联想学习，反应由称为小脑的大脑区域控制。

虽然眨眼测试自 1922 年以来一直存在，但直到现在才在猪身上尝试过。在行为神经科学前沿的一项新研究中，研究人员证明眨眼测试在 3 周大的猪身上有效，猪是人类婴儿营养神经科学研究的模型物种。

“这个想法是，如果我们可以通过营养干预改善大脑的结构发育，那么猪应该需要更少的试验来学习规则。我们现在正在评估营养片，但我们必须进行测试首先是工作，”伊利诺伊大学动物科学系教授、该研究的合著者瑞安·迪尔格 (Ryan Dilger) 说。

Dilger 专门研究营养对发育中的大脑的影响，他的大部分工作直接应用于婴儿配方奶粉行业。他使用新生猪是因为与啮齿动物不同，它们的大脑解剖结构、肠道生理学和营养需求与人类婴儿惊人地相似。

Dilger 的团队通常通过磁共振成像(MRI)研究猪脑对新成分的反应，该技术侧重于不同大脑区域的结构和大小。他们还依赖于经过充分验证的行为任务，例如新物体识别，这些任务反映了海马体和纹状体(与学习和记忆相关的一些大脑区域)的活动。

但是 Dilger 想要一种专门评估小脑认知处理的工具。就在那时，他求助于荷兰伊拉斯谟医学中心的眨眼专家和神经科学家 Henk-Jan Boele 和 Sebastiaan Koekkoek。

尽管人类和各种动物都经过了眨眼测试，但这种行为范式从未在猪身上得到验证。

“对于人和小鼠的眨眼调节，我们使用完全不同的系统，”在伊拉斯谟和普林斯顿大学获得双重任命的博士后研究员 Boele 说。“人类易于指导，通常非常合作，并且在实验过程中坐着不动，这使得送粉扑和测量眼睑很容易。小鼠在实验过程中大多是头部固定的，这使得送气变得容易吹气并测量眼睑。相反，猪是一个挑战，因为我们不想固定它们的头部。可靠地输送空气并测量眼睑反应真的很困难。

“我们尝试了摄像机、二极管和各种东西来捕捉眨眼。我们不得不使用一件设备来输送非常接近眼睛的空气以避免任何延迟。我们需要非常敏锐，短时间的抽吸对动物没有侵入性，但时间仍然非常精确。所以这是一个挑战，”他说。

解决方案是在一只眼睛旁边贴上一小段空气管，然后在前额和眼睑上贴上磁性传感器来记录眨眼。系统将眨眼测量到毫秒。

是的，Boele 对着自己的眼睛喘了口气来测试系统。有效。“哦，是的，我眨了眨眼，”他笑着说。

为了确保猪头部自由活动但不会起身跑来跑去，研究人员将它们放在一个定制的隔音箱中，并配有猪大小的吊床。

显然很舒服。

伊利诺伊州神经科学项目的博士生、该研究的合著者 Sangyun Joung 说：“每头猪都接受了五天的训练，让它们适应吊床和测试环境。到第三天，它们非常放松，以至于他们中的一些人真的睡着了。在分析过程中这对我们来说是一个小挑战，因为这肯定会影响他们的反应。但它也告诉我们整个行为范式对他们来说没有压力。对我们来说，这是既有趣又令人沮丧。”

一旦猪习惯了设置，真正的工作就开始了。这些猪连续进行了八项测试。第一个是仅吹气，以测量眨眼反射。接下来的六项测试将小型蓝色 LED 灯与吹气配对。灯亮了半秒，500 毫秒，到了最后，灯还亮着，送了气。最后一部分，灯亮，空气喷涌，只持续了 50 毫秒。最后的测试是只有光 - 没有粉扑。

研究人员在连续五天的每一天重复每组八次测试五次。测试之间的时间略有不同，以保持猪的猜测。

“这不仅仅是每秒一次的断断续续。系统会等到眼睛处于稳定位置，然后随机重复测试，这样猪就无法预测抽吸，”Dilger 说。

但在为期五天的实验过程中，他们确实学会了预测抽吸。很快，在第 8 次试验中，猪在 500 毫秒的标记处闭上了眼睛——有光但没有抽吸。

“时机是完美的。如果你看看有条件的眼睑反应，你可以看到眼睑在粉扑送出的那一刻正好闭合，”Boele 说。“完美的电机计时，精确到毫秒。太棒了。”

研究小组了解了一些他们以前不知道的关于猪的东西。

“我们了解到猪一次只能闭上一只眼睛;它们可以眨眼。实际上，我们对此并不确定，”Dilger 说。“但是因为它们是猪，所以它们会让你整天沮丧。有些猪只是闭着一只眼睛躺在那里，这意味着我们不能使用那个特定的主题。它们是聪明的生物。”

眨眼测试专门针对小脑的活动，小脑是负责做出快速、无意识预测的大脑部分。这些预测与运动反应有关，例如走路时该往哪里走;和认知过程，例如预测某人接下来将在对话中说什么。

“小脑一直在不断地做出短期预测。与我们的环境互动是必不可少的。当我们想到学习和记忆时，我们通常会想到非常复杂的认知事物，但我们的大部分日常生活行为只是平稳的，与我们的环境自动交互，”Boele 说。“在眨眼调节中，你的小脑基本上为你解决了问题。你不必考虑它。它正在做出这种短期预测，这就是我们正在研究的内容。”

猪出生时的小脑比人类婴儿更发达。从 Boele 对 6 到 8 个月大的婴儿进行的眨眼调节测试中可以清楚地看出这一点。他们通常不会在那个年龄学习任务。

与人类不同，猪需要能够立即做出运动和认知预测，因为它们在出生后几分钟就可以起身走动。当 Dilger 使用主要关注结构的 MRI 研究猪小脑时，他通常不会看到由于营养干预而产生的太大变化。那是因为猪的小脑在出生时更加发达，这使它们成为一种早熟的物种。但营养变化可能会改变大脑区域的功能。这就是眨眼测试将在未来的研究中告诉他的信息。

“通常，功能遵循结构，但并非总是如此。缺乏营养可能会导致眨眼调节能力不足，这是一项联想学习任务，”他说。“我们希望能够使用营养干预作为一种相对非侵入性的方式来了解小脑发育。”

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