研究野生黑猩猩工具使用变化表明阿尔茨海默病及相关疾病的进化起源。
几十年来，科学家一直认为只有人类会经历痴呆症。如今，新的野外观察表明，野生黑猩猩——我们最近的灵长类近亲——也可能随着年龄增长而出现认知衰退的迹象。
发表在《eLife》杂志上的一项研究中，由国际研究者团队（包括罗切斯特大学大脑与认知科学系的贝弗利·佩特森·毕夏普和查尔斯·W·毕夏普讲席教授多拉·比罗（Dora Biro））报告称，老年黑猩猩在执行认知挑战性任务的能力上可能会像人类一样出现与年龄相关的下降。该研究为阿尔茨海默病和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老化的启示。
“我们的工作一方面是尝试理解黑猩猩自身的认知能力，另一方面是探究这能告诉我们关于人类自身心智进化的信息，”比罗说，“获得我们与非人类灵长类近亲之间的这些比较数据点，对于重建解剖学、行为或认知的进化历史非常有价值。”
行为变化在人类和圈养灵长类中已被广泛研究，但科学家对野生动物在自然栖息地中如何受老龄化影响知之甚少，部分原因是自然栖息地中活到高龄的情况很罕见。对于那些确实存活下来的个体，追踪其长期行为变化（包括工具使用）可以提供基本见解。
“工具使用在动物中并不常见，可能是因为它需要一系列身体和认知能力，如规划、精细运动协调、理解因果关系以及识别环境中物体的物理特性。鉴于这些能力中的许多可能受老龄化影响，野生动物的工具使用行为可能会随着老年而衰退，”主要作者、马克斯·普朗克动物行为研究所博士后研究员、牛津大学比罗的前博士生埃利奥特·霍华德-斯平克（Elliot Howard-Spink）表示。
霍华德-斯平克补充道：“迄今为止，还没有对老龄如何影响野生动物技术行为的系统研究，这可能是因为缺乏长期数据。”
野外老化现象
为解决这一空白，比罗及其同事分析了几内亚西非博苏森林中黑猩猩数十年的视频录像。科学家自1970年代以来一直在观察这个黑猩猩群落，追踪它们的生活、行为和社会互动。比罗指出，尽管该群落最初约有20名成员，但如今仅剩四只个体，主要归因于栖息地丧失和疾病爆发等人为影响。
“我们的结果提出了关于老龄化如何影响自然环境中猿类认知和行为的重要问题。”
自1988年以来，研究人员在博苏维护了一个“户外实验室”，即森林中的一片空地，放置石头和坚果以研究黑猩猩的工具使用。在这里，研究人员观察到黑猩猩展示了动物王国中最复杂的工具使用行为之一：坚果开裂。黑猩猩使用一块石头作为锤子，另一块作为砧板，小心地敲开坚硬的坚果以获取内部的果仁。
开裂坚果是一种通过文化学习获得的技能，个体需要数年才能掌握。长期观察使科学家能够追踪幼年黑猩猩如何通过长期练习磨练技能。例如，幼崽最初分别玩弄石头和坚果，然后将物体组合在一起。随后，它们逐渐掌握坚果开裂所需的复杂动作序列，这一过程持续数年。
技能的惊人转变
比罗过去每年都会访问该野外站点，但在中断几年后，她与一位同样离开过的同事返回。在返程中，她们惊讶地发现，一只年长的雌性黑猩猩——曾是群体中技能最娴熟的坚果开裂者之一——现在似乎对过去已掌握的工具感到困惑。她频繁更换石头，放错坚果位置，并在以前能流畅执行的任务上出现失误。
坚果工作： 佩利（右）在西非几内亚博苏森林中开裂坚果。（多拉·比罗提供）研究人员还观察到老年黑猩猩更广泛的行为变化，包括减少出席户外坚果开裂站点以及执行任务所需时间延长。
比罗说：“这让我们意识到，生命末期存在一个非常有趣的阶段，我们可能看到个体不仅在身体能力上，而且在认知能力上的衰退。”
这种衰退在自然界中很难研究，因为包括黑猩猩在内的大多数野生动物在达到老年之前就死于捕食者、疾病、饥饿或人类活动。但这个黑猩猩群落是个例外。它们生活在相对和平的地区，没有竞争的黑猩猩群体，并受到当地人的保护（当地人将其视为图腾动物），因此该群体的几名成员已活到五六十岁，这在野外是一项了不起的成就。
我们进化史的线索
这些罕见的观察为回答更大的进化问题打开了大门。黑猩猩和人类共享一个大约六百万至八百万年前生活的最后共同祖先。通过观察博苏的老年黑猩猩，研究人员可以开始确定痴呆症等状况是否存在于我们共享的进化历史中，或者它们是否在人类中更近期才出现。
“我们试图理解这些人类特征的进化，以及它们是否独特，”比罗说，“如果它们是独特的，那就意味着这些特征是在我们与黑猩猩分道扬镳后才进化的。”“此类比较为重建人类进化历史和疾病根源提供了宝贵数据。如果痴呆症和认知衰退出现在黑猩猩身上，那就表明阿尔茨海默病的起源比之前认为的更深，这可能会影响我们理解、预防和治疗人类与年龄相关疾病的方式。”
整个生命周期的认知
观察老年黑猩猩还有助于研究人员理解执行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方式，科学家可以识别执行这些行为所需的基本记忆、规划、协调和解决问题的技能。
比罗说：“我们目前还无法确定老龄化影响坚果开裂的具体原因，但我们的结果提出了关于老龄化如何影响自然环境中猿类认知和行为的重要问题。”“未来的工作应探索早期生活和成年期的技能熟练度以及晚年练习，是否影响个体一生中维持此类行为的能力。”
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