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研究人员为探究鸟类内源性注意力神经基础，对乌鸦开展研究，发现 NCL 存在相关神经元关联，意义重大。
在动物的认知世界里，注意力就像是一个神奇的 “聚光灯”，能让它们从海量信息中筛选出关键内容，做出适应性行为。在哺乳动物中，这种 “聚光灯” 背后的神经机制已经有了较为深入的研究，但鸟类的情况却大不相同。尽管鸟类和哺乳动物在行为层面有相似之处，可它们的大脑在漫长的 3 亿多年里平行进化，鸟类甚至没有哺乳动物那样的皮质分层结构。目前，鸟类内源性注意力的神经基础仍迷雾重重，这就像一座等待攀登的科学高峰，吸引着众多科研人员探索。
为了揭开这座 “高峰” 的神秘面纱，德国鲁尔大学波鸿分校（Ruhr University Bochum）的 Lukas Alexander Hahn、Erica Fongaro 和 Jonas Rose 等研究人员踏上了探索之旅。他们将研究聚焦于乌鸦，通过一系列实验，试图找到鸟类内源性选择性注意的神经元关联。这项研究成果发表在《Communications Biology》上，为我们理解鸟类认知打开了一扇新的窗户。
在研究方法上，研究人员采用了多种关键技术。他们训练两只人工饲养的成年雄性小嘴乌鸦（Corvus corone corone）执行视觉变化检测的工作记忆任务。在实验过程中，利用多通道微电极记录乌鸦端脑尾侧外侧巢状核（nidopallium caudolaterale，NCL，鸟类相当于哺乳动物前额叶皮层的区域）的神经元活动。同时，借助定制的软件和硬件系统，实现对实验流程的自动化控制以及数据的精确采集。此外，通过头部追踪技术确保乌鸦头部位置稳定，使实验结果更加可靠。
研究结果主要体现在以下几个方面：
- 乌鸦在提示位置的变化检测表现出色：在预提示（pre-cue）试验中，乌鸦在变化检测任务中表现卓越，有着极高的命中率和正确拒绝率。例如，鸟 1 在不同位置的命中率中位数达到 98.08%、98.25%、98.11% ，鸟 2 在顶部位置的命中率更是高达 100%。这表明乌鸦能够有效地利用外部提示，集中注意力检测颜色变化1。
- NCL 的神经元活动：研究人员共记录了 356 个神经元，其中 56% 的神经元在不同条件下放电率存在显著差异。在预提示试验中，29% 的神经元对提示位置有显著反应，只有 4% 的神经元对颜色有单独显著反应，23% 的神经元对提示位置和颜色都有显著反应。而且，提示位置是驱动神经元活动的主要因素，神经元群体在整个试验过程中都对提示位置进行编码，并且能够通过神经元分类器解码提示位置234。
- 神经元群体对颜色信息的编码：鸟类需要在工作记忆（working memory，WM）中编码和维持颜色信息以检测变化。当提示出现在某个位置时，神经元能强烈区分颜色；在群体水平上，提示位置处的颜色信息在采样阶段达到峰值，随后逐渐降低。而当提示不在该位置时，颜色信息几乎不存在，这表明提示增加了其所在位置的颜色信息56。
- 无提示试验中的行为特征和神经元活动：在无提示（no-cue）试验中，乌鸦行为和表现受颜色变化位置的影响。鸟 1 在不同位置的命中率变化较大，而鸟 2 在顶部位置命中率接近完美，在其他位置则几乎错过所有变化。同时，神经元活动模式与预提示试验相似，且预提示试验的神经元活动能够预测无提示试验中的位置偏好78。
研究结论和讨论部分指出，乌鸦在有外部提示和自主选择的情况下，都能高效地将注意力集中在单个位置，这一策略体现了它们优化努力与回报比率的能力，展示了鸟类此前未被充分认识的认知灵活性。研究还发现，NCL 中存在内源性注意力的神经元关联，尽管 NCL 缺乏哺乳动物新皮层的分层结构，但这并不影响内源性注意力的产生。这表明，哺乳动物的皮层分层结构并非内源性注意力的必要条件。此外，研究人员认为 NCL 的神经元活动在功能上与灵长类动物前额叶皮层（PFC）相似，代表了一种自上而下的信号。不过，要更清晰地描述这种信号的作用，还需要对鸟类端脑注意力相关活动的动态变化进行更多研究。
总的来说，这项研究不仅为鸟类内源性选择性注意的神经机制提供了重要见解，还让我们对鸟类认知有了更深入的理解。它揭示了乌鸦在注意力控制方面的独特能力，为进一步探索鸟类大脑的奥秘奠定了基础，也为跨物种认知研究提供了新的视角。
