新野外观察表明,作为人类最近亲缘的灵长类动物——野生黑猩猩,也可能随着年龄增长出现认知能力衰退的迹象。
在《eLife》期刊发表的一项研究中,包括罗切斯特大学脑与认知科学教授多拉·比罗(Dora Biro)在内的国际研究团队报告指出,衰老的黑猩猩在执行认知挑战性任务时的能力可能与人类一样,会随年龄增长而下降。该研究为阿尔茨海默病及其他认知障碍的起源提供了线索,并揭示了这些模式对人类大脑衰老研究的启示。
"我们的工作既包含对黑猩猩认知本身的探索,也试图理解这对我们自身心智演化史的启示,"比罗表示,"在人类与非人类灵长类近亲之间获取这些比较数据点,对于重建解剖、行为或认知等演化历史具有重要价值。"
衰老引发的行为变化在人类和圈养灵长类中已被广泛研究,但科学家对野生环境中的类人猿老龄化进程知之甚少,部分原因在于自然栖息地中能存活至高龄的个体极为罕见。对于那些成功存活的个体,追踪其长期行为变化——包括工具使用——可能带来基础性发现。
"工具使用在动物界并不常见,可能因为它需要一系列身体与认知能力,例如规划能力、精细动作协调、理解因果关系以及识别环境物体物理特性。鉴于这些能力中的许多可能受衰老影响,野生动物的工具使用行为可能随年龄增长而衰退,"该研究第一作者、马克斯·普朗克动物行为研究所博士后研究员艾略特·霍华德-斯平克(Elliot Howard-Spink)指出,他曾在牛津大学师从比罗教授。霍华德-斯平克补充道:"此前尚无系统研究探讨老龄如何影响野生动物的技术性行为,这很可能源于长期数据的缺乏。"
为填补这一空白,比罗及其团队分析了西非几内亚博苏森林数十年的黑猩猩视频记录。科学家自1970年代起持续观察该黑猩猩社群,追踪其生活、行为和社会互动。比罗指出,尽管该社群最初约有20名成员,但如今仅存4名个体,主要因栖息地丧失和疾病爆发等人为因素影响。
自1988年起,研究人员在博苏建立了一个"户外实验室"——森林中的一片空地,放置石块和坚果用于研究黑猩猩工具使用行为。在此处,研究者观察到黑猩猩展示出动物界最复杂的工具使用行为之一:用石锤和石砧小心敲开坚硬的坚果以获取内部果仁。
坚果开裂是一种需要多年才能掌握的文化习得技能。长期观察使科学家能够追踪年轻黑猩猩如何通过长期练习精进技能:幼崽最初分别把玩石块和坚果,随后在数年内逐步掌握开裂所需的复杂动作序列。
比罗曾每年造访该野外站点,但在中断数年后与一位同样离开多年的同事重返时,他们惊讶地发现:曾是群体中最熟练开裂者的某只年长雌性黑猩猩,如今却对过去已精通的工具表现出困惑。她频繁更换石块,放置坚果时位置错位,且执行先前流畅完成的任务时出现失误。
研究人员还观察到老年黑猩猩的广泛行为变化,包括减少前往户外开裂站点的频率以及任务处理时间延长。
"这让我们意识到生命末期存在一个极具研究价值的阶段,我们可能观察到个体不仅在身体能力,更在认知能力方面的衰退,"比罗表示。此类衰退在自然界中罕见——包括黑猩猩在内的大多数野生动物,往往在进入老年前就死于天敌、疾病、饥饿或人类活动。但该黑猩猩社群是个例外:生活在相对和平且无竞争黑猩猩群体的区域,加之被视其为图腾动物的当地居民保护,部分成员已活到五六十岁,这在野生环境中堪称非凡成就。
这些罕见观察为解答重大演化问题打开大门。黑猩猩与人类的最后共同祖先生活于约600-800万年前。通过观察博苏的老年黑猩猩,研究者得以探究痴呆症等疾病是否存在于我们共享的演化史中,抑或仅为人类近期演化产物。
"我们正试图理解人类各种特质的演化历程,以及它们是否具有独特性,"比罗解释,"若具有独特性,则表明这些特质是在与黑猩猩分化后才演化形成的。"此类比较为重建演化历史和人类疾病根源提供了宝贵数据。若痴呆症与认知衰退在黑猩猩中同样存在,说明阿尔茨海默病的起源可能比先前认知更为深远,这将为人类理解、预防和治疗衰老相关疾病提供关键线索。
观察老年黑猩猩还有助于研究者理解复杂行为所需的心理能力。通过追踪老年黑猩猩执行坚果开裂等任务的表现,科学家可识别这些行为所必需的基础记忆、规划、协调及问题解决能力。
"我们尚无法确定衰老影响坚果开裂的具体原因,但研究结果提出了关于衰老如何影响野生环境中类人猿认知与行为的重要问题,"比罗强调,"未来研究应探索:生命早期及成年期的技能熟练度,以及晚年持续练习,是否会影响个体终身维持此类行为的能力。"
消息来源:罗切斯特大学
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