鲸鱼和海豚能在脑中建立地图吗？

以脑体积为横坐标，海马体积为纵坐标的对数图。图中的数据包括375种哺乳动物。

鲸目动物(海豚和鲸鱼)的大脑在许多方面与其他哺乳动物不同，其中最令人惊讶的是它们的海马体的大小。虽然一般来说，哺乳动物的大脑体积越大，海马的比例就越小，所以海豚和鲸鱼的海马应该不是特别大。但事实是，它们的海马体比预期的要小得多，几乎和它们不存在时一样。

最近，保罗·马槽领导的研究小组定量测量了鲸目动物海马的相对大小，并将几种鲸鱼和海豚的数据与数百种其他哺乳动物的数据进行了比较。他们发现，如果将海马体的大小和整个大脑的大小作为两个坐标，从这些数据绘制的图表中可以清楚地看出鲸类和其他哺乳动物的区别。除了鲸鱼，对应于其他动物的数据点可以很好地用平滑曲线拟合。鲸目动物的海马大小仅为这条曲线预测值的8%-20%。其他哺乳动物的情况并非如此。甚至河马，最接近鲸鱼的动物，也不像鲸鱼，但非常接近拟合曲线。

马槽的团队还发现了鲸鱼和其他哺乳动物的另一个显著区别。海马体是成年哺乳动物大脑中仅有的两个具有神经再生能力的区域之一(另一个是嗅球)。马奇和他的同事检查了71种哺乳动物的海马体，发现只有鲸类动物在成年后没有神经再生能力。

马槽一直对海豚和鲸鱼的智力持怀疑态度，他认为这些数据进一步表明鲸鱼的大脑可能没有其他哺乳动物复杂。根据目前海马功能的理论，这个结果非常有趣。海马体相对较小的尺寸和成年后神经再生的缺乏都暗示着相同的结论:不管海马体的功能是什么，海豚和鲸鱼不像其他哺乳动物那样需要它。

那么海马体到底有什么功能呢？简而言之:我们可以猜测，但我们还不知道答案。理论家认为海马体有两个主要功能，两者都与记忆有关:第一个是长期情景记忆，第二个是空间记忆。我会一个一个来。

当人类海马体被破坏时，人们将无法形成新的记忆，也无法记住最近的事件。但是较老的记忆，如童年记忆，通常不受影响。即使患有这种健忘症的病人几年来每天都去看同一个医生，他仍然不会记得医生的名字，甚至不知道他以前见过他。

需要注意的一点是，海马体的损伤不会影响所有类型的记忆。程序学习(学习新任务的能力)和工作记忆(在短时间内记住信息的能力)不会受到影响。与海马体相关的健忘症的显著特征是一个人不能意识到自己的经历，而不是一般的记忆丧失。

海豚和鲸鱼呢？他们“萎缩”的海马体是否意味着他们不知道过去的经历？不幸的是，我们没有足够的数据来回答这个问题。虽然一些实验研究海豚的记忆，但这不是我们在这里讨论的那种记忆。

海豚有一种必须高度发展的记忆。通过手势，人们可以教海豚一系列的动作，一段时间后，人们可以要求海豚“重复”这一系列的动作。海豚非常擅长这些任务。然而，两个动作之间的时间间隔通常只有几秒钟，所以这种记忆是工作记忆，而不是绘图记忆。

去年的一项研究与海豚的情节记忆最为相关。研究人员发现，即使海豚上次相遇是在几十年前，它们也能识别出它们以前知道的同一物种的声音。如果海豚能识别同一个物种的声音，就像人类能记住其他物种的名字一样，那么患有海马相关健忘症的生物拥有这种能力是出人意料的。然而，我们也必须注意，仅仅从这些信息中轻率地得出决定性的结论是非常危险的。

简而言之，海豚的情节记忆领域仍然是一片处女地，我们无法预测未来的实验将如何帮助我们理解这个难题。

空间记忆呢？

近年来，解释海马功能最流行的理论之一是“认知地图假说”，认为海马在脑地图的形成中起着至关重要的作用，使大脑能够表征环境的布局以及物体和环境中各种特征的位置。

有趣的是，鲸目动物不像其他哺乳动物那样需要认知地图。大多数时候，它们只是生活在公海上，但是海面上的“方位”概念没有什么意义。空间位置之间的相对关系当然非常重要，但这指的是对象之间的相对位置，而不是对象和固定位置之间的相对位置。(我这里说的是小比例尺地图。掌握大比例的空间地图，如海岸线的形状，如岛屿、珊瑚礁和河流入口的位置，确实对鲸鱼有益，但我们有理由相信，这种大比例地图和小比例地图所涉及的神经机制是不同的。)

所以问题是海豚和鲸鱼是否能在大脑中绘制出它们周围的地图，并记住物体的位置。这个问题应该很容易通过实验来回答。这是因为尽管野生海豚的周围环境没有明确的结构，但圈养海豚生活的环境是固定的——大小有限，环境特征的位置不变。我们可以研究这些海豚如何理解它们的坦克布局。不幸的是，这方面的实验数据几乎是空白的。尽管研究空间认知的科学家已经设计了许多测量空间记忆的方法，但还没有人将这些方法应用到海豚身上。

唯一与这个问题相关的信息来自凯利·雅克科拉和她的同事在2010年的工作。他们想知道海豚能多好地记住隐藏物体的位置。研究人员在泳池边放了三个水桶，相距约30厘米。然后，研究人员准备了一个玩具，并安排了几个场景:(1)当海豚看到玩具时，将玩具放入桶中；(2)首先将它放入一个桶中，然后将其移入另一个桶中；(3)先把它放入容器中，然后放入桶中，不要让海豚看到。(4)先把它放进桶里，然后用另一个桶替换这个桶。实验表明，在前两种情况下，海豚可以找到玩具的位置，但后两种情况并不容易。对于后两种情况，即使能找到海豚，这种做法也很奇怪，需要更多的训练时间。作者认为海豚记忆隐藏物体位置的能力很弱，类似于狗，但不如猿。

除了这项研究，唯一相关的信息更像是一个故事。路易斯·赫尔曼和保罗·福雷斯特尔在20世纪80年代做了一个实验。他们让海豚回答泳池里是否有特定的物体。大多数时候，海豚会在回答之前在水池里搜索一圈。有时候，海豚的行为似乎暗示它们明白物体的哪一部分在泳池里。然而，这个结论还没有经过实验的正式检验。

简而言之，我们真的没有任何明确的信息来回答海豚是否能形成认知地图的问题。当然，我们可以推测海豚和鲸鱼的海马太小，这影响了它们的情节记忆和空间记忆，但是现在我们真的没有这个问题的答案。