我们用一个塑料谷物盒制作了第一辆老鼠车。经过反复试验，我和同事们发现大鼠可以通过抓住一个像油门踏板一样的小金属丝来学会向前驾驶。不久后，它们甚至能够出乎意料地精准转向，驶向装有 Froot Loop（一种甜味麦片）的奖励点。
正如预期，生活在充满玩具、空间和同伴的丰富环境中的大鼠，比生活在标准笼子里的大鼠学会驾驶的速度更快。这一发现支持了一个观点：复杂的环境可以增强神经可塑性，即大脑在整个生命过程中根据环境需求发生改变的能力。
在我们发表研究后，“驾驶鼠”的故事迅速在媒体上走红。这个项目如今在我的实验室里得以延续，并由机器人学教授约翰·麦克马纳斯（John McManus）及其学生设计了新的改进版“大鼠驾驶车辆”（ROVs）。这些升级版的电动车具备防鼠咬的电线、坚不可摧的轮胎和符合人体工学的驾驶杆，可称得上是老鼠版的“特斯拉Cybertruck”。
作为一名倡导在自然栖息地中饲养和测试实验动物的神经科学家，我发现这个项目让我们偏离了以往的实验室实践，这不禁让我感到有趣。通常，大鼠更喜欢泥土、树枝和石块，而不是塑料物品。但现在，我们让它们学会了开车。
但是，人类也不是为了驾驶而演化的。尽管我们的远古祖先没有汽车，但他们拥有灵活的大脑，能够学习新的技能，例如用火、语言、石器工具和农业。后来，随着车轮的发明，人类制造出了汽车。
虽然这些为大鼠设计的汽车与它们在野外可能遇到的事物相差甚远，但我们认为驾驶是一种有趣的方式，可以研究啮齿动物如何掌握新技能。出人意料的是，我们发现大鼠对驾驶训练表现出了极大的兴趣。它们经常在车辆开动前跳上车并“发动”驾驶杆引擎。这是为什么呢？
“乐趣之旅”的新方向
我们在啮齿动物驾驶实验室中，从心理学入门教材中的概念出发，通过实践赋予其新的意义。基于操作性条件反射等基础学习方法，我们通过逐步强化目标行为的战略激励，给大鼠上了一堂“驾驶培训课”。
一开始，它们学习简单的动作，比如爬上车、按下驾驶杆。但随着练习，这些简单的动作逐渐演变成更复杂的行为，例如将车辆开往特定的目的地。
2020年夏天，在新冠疫情期间，我从实验室中的三只“驾驶鼠”身上学到了意义非凡的一课。那段时间，不仅是人类，连实验室的大鼠都感受到情感上的孤立。当我走进实验室时，注意到一个不同寻常的现象：那三只受过驾驶训练的大鼠会兴奋地跑到笼子旁边，像我的狗听到“散步”时一样跳起来。
它们一直都这样，而我之前没注意到吗？它们只是想要一个 Froot Loop 奖励，还是期待驾驶的乐趣？无论哪种情况，它们似乎在体验某种积极的情绪，也许是兴奋或期待。
积极体验相关的行为在人类中与“愉悦”相关，那大鼠呢？我是否看到了类似“快乐”的情绪表现？也许是这样，尤其是越来越多的神经科学研究表明，快乐和积极情绪对人类和非人类动物的健康都起着至关重要的作用。
受到这一现象的启发，我和博士后研究员基蒂·哈特维格森（Kitty Hartvigsen）设计了一个新实验协议，通过引入等待时间来增加大鼠对积极事件的期待感。将巴甫洛夫条件反射融入其中，大鼠需要在笼中放置一个乐高积木后等待15分钟，才能获得 Froot Loop 奖励。此外，它们需要在运输笼中等待几分钟才能进入“鼠乐园”（Rat Park），它们的玩耍区域。我们还添加了挑战，比如让它们在吃葵花籽前先剥壳。
这一实验被我们命名为“等待研究计划”（Wait For It program），我们称这种新研究方向为 UPERs（不可预测的积极体验反应）。经过一个月的训练后，我们将大鼠暴露在不同的测试中，研究等待积极事件如何影响它们的学习和行为。目前，我们正在观察它们的大脑，绘制延长的积极体验对神经功能的影响图谱。
初步结果表明，必须等待奖励的大鼠在测量乐观程度的测试中表现出从悲观认知风格向乐观风格的转变。它们在认知任务中的表现更好，并在解决问题的策略上更大胆。我们将这一研究与实验室更广泛的兴趣结合，探索“行为制药学”（behaviorceuticals），即认为行为体验可以像药物一样改变大脑化学。
这一研究进一步支持了期待如何增强行为的观点。早期对实验室大鼠的研究表明，当大鼠按压杠杆以获取可卡因（一种增加多巴胺活性的兴奋剂）时，它们在期待可卡因剂量时已经经历了一次多巴胺的激增。
尾巴的故事：情绪的身体表达
不仅期待对大鼠行为的影响引起了我们的注意。一天，一位学生注意到一个奇怪的现象：在被训练期待积极体验的大鼠中，有一只大鼠的尾巴直立且尾端弯曲，像一个老式雨伞的把手。
在几十年的大鼠研究中，我从未见过这种情况。我们查看了视频录像，发现接受期待训练的大鼠比未训练的大鼠更可能高高竖起尾巴。这究竟意味着什么呢？
带着好奇，我在社交媒体上分享了这一现象。神经科学同行们认为这是一种较轻的“Straub尾巴”行为，通常在服用阿片类药物（如吗啡）的大鼠中出现。这种 S 形卷曲还与多巴胺有关。当多巴胺被阻断时，Straub 尾巴行为会消失。
我们发现，大脑中减少疼痛和增强奖励的关键物质（如天然阿片类物质和多巴胺）似乎是大鼠尾巴在期待训练中变化的关键成分。这一现象表明，大鼠的情绪可能通过全身行为表达出来。
我们不是唯一研究动物积极情绪的团队。神经科学家亚克·潘克塞普（Jaak Panksepp）通过“挠痒痒”实验证明了大鼠的愉悦感。他的研究表明，理想的低压力环境会重新调节大鼠大脑的奖励回路，例如扩展伏隔核中对食欲体验敏感的区域。而在压力环境下，伏隔核中与恐惧相关的区域会扩大。这表明，大脑如同一架被环境“调音”的钢琴。
驾驶鼠项目为我的行为神经科学研究打开了新的大门。虽然研究恐惧和压力等负面情绪很重要，但积极体验同样显著地塑造着大脑。
无论是人类还是动物，在应对生活的不可预测性时，期待积极体验有助于推动我们坚持寻找生活的奖励。在一个即时满足的世界中，这些大鼠让我们洞察到指导日常行为的神经原则。它们提醒我们，规划、期待并享受旅程，可能是维持大脑健康的关键。
作者：Kelly Lambert
译者：EY
Neuroscientists taught rats to drive tiny cars. They took them out on 'joy rides.'
