野生黑猩猩工具使用变化研究揭示阿尔茨海默病的进化起源
几十年来，科学家们认为只有人类会经历痴呆。现在，新的野外观察表明，作为我们最近亲的灵长类动物——野生黑猩猩——也可能随着年龄增长表现出认知能力衰退的迹象。
在《eLife》杂志发表的一项研究中，包括罗切斯特大学大脑与认知科学学院贝弗利·佩特森·毕晓普和查尔斯·W·毕晓普教授多拉·比罗（Dora Biro）在内的国际研究团队报告称，老年黑猩猩在执行认知挑战性任务的能力上可能与人类一样，会随着年龄增长而出现衰退。这项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衰老的意义。
比罗表示："我们的工作一方面是尝试理解黑猩猩自身的认知能力，另一方面是看看这能告诉我们关于自己思维进化的什么信息。获取我们与非人类灵长类亲属之间的这些比较数据点，对于重建解剖学、行为学或认知方面的进化历史可能非常有价值。"
随着年龄增长而发生的行为变化在人类和圈养灵长类动物中已被广泛研究，但科学家对年老如何影响野生猿类知之甚少，部分原因是在自然栖息地中活到高龄的情况很少见。对于那些确实活到高龄的个体，追踪它们的长期行为变化——包括工具使用——可以提供基本的见解。
"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会受到衰老的影响，野生动物的工具使用行为可能会随着年龄增长而衰退，"论文第一作者、马克斯·普朗克动物行为研究所的博士后研究员、牛津大学比罗的前博士生埃利奥特·霍华德-斯平克（Elliot Howard-Spink）指出。
霍华德-斯平克补充道："到目前为止，还没有对老年如何影响野生动物技术行为的系统研究，这可能是由于缺乏长期数据。"
野外的衰老
为解决这一空白，比罗和她的同事分析了西非几内亚博苏森林中黑猩猩数十年的视频记录。科学家自1970年代以来一直在观察这个黑猩猩社群，追踪它们的生活、行为和社会互动。比罗指出，虽然这个社群最初大约有20名成员，但如今只剩下4个个体，这主要是由于栖息地丧失和疾病爆发等人为影响。
"我们的结果提出了一个重要的问题：衰老如何影响猿类在自然环境中的认知和行为。"
自1988年以来，研究人员在博苏维护了一个"户外实验室"，即在森林中的一片空地上放置石头和坚果，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界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，另一块石头作为砧板，小心地敲开坚硬的坚果以获取里面的果仁。
开裂坚果是一种文化习得的技能，需要个体花费数年时间才能掌握。长期观察使科学家能够追踪年轻的黑猩猩如何通过长时间的练习来磨练它们的技能。例如，幼崽首先分别玩弄石头和坚果，然后再将物体组合在一起。随后，它们在几年内逐渐掌握坚果开裂所需的复杂动作序列。
技能的惊人转变
比罗过去每年都访问这个野外地点，但在休息了几年后，她与一位同样离开的同事一起返回。在返回途中，他们惊讶地发现，曾经是该群体中最熟练的坚果开裂者之一的老年雌性黑猩猩，现在似乎对过去掌握的相同工具感到困惑。她频繁更换石头，放置坚果的位置不正确，并且在执行过去能够顺利执行的任务时出现失误。
坚果工作： 佩利（Peley，右侧）在西非几内亚博苏森林中打开坚果。（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地点以及执行任务所需时间延长。
比罗表示："这给了我们一个想法，在生命结束时有一个非常有趣的时期，我们可以潜在地看到个体如何衰退，不仅是在身体能力方面，而且在认知能力方面。"
这种衰退在自然界中不寻常，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成为了捕食者、疾病、饥饿或人类活动的牺牲品。但这个黑猩猩社群是个例外。生活在没有竞争对手黑猩猩群体的相对和平地区，并受到将它们视为图腾动物的当地人的保护，该群体的几名成员已经活到了五六十岁，这在野外是一项了不起的成就。
我们进化历史的线索
这些罕见的观察结果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诸如痴呆症等状况是否存在于我们的共同进化历史中，或者它们是否在人类中更近期才出现。
比罗表示："我们正在尝试理解这些各种人类特征的进化，以及它们是否独特。如果它们是独特的，这表明它们是我们与黑猩猩分离后进化而来的特征。"这样的比较为重建人类进化历史和疾病根源提供了宝贵的数据。如果痴呆和认知衰退出现在黑猩猩身上，这表明阿尔茨海默病的起源比先前认为的更深，提供了可能塑造我们如何理解、预防和治疗人类衰老相关疾病的线索。
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复杂行为所需的心理能力。通过追踪老年黑猩猩如何执行诸如坚果开裂等任务，科学家可以确定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。
比罗表示："我们还不能确定衰老影响坚果开裂的具体原因，但我们的结果提出了关于衰老如何影响猿类在自然环境中的认知和行为的重要问题。"未来的工作应该探索早期生活和成年期的技能熟练程度，以及晚年练习，是否影响个体一生中这些行为的维持。
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