Unveiling the Deepest Secrets of the Animal Emotions
当科学家们开始深入研究动物的情感时，恐怕有不少小动物开始感到自己像是走进了一部名为“情感大揭秘”的纪录片。你可以想象一下，一只聪明的小老鼠在实验室里拿着一杯咖啡，戴着一副小眼镜，坐在一张迷你桌子前，认真地翻阅着最新的神经科学文献。另一边，一只酷炫的小鸟儿在麦克风前唱起了“情感研究之歌”：“我和你的心情，从此刻开始有了联系，科学家们在研究，这不是个笑话！”人们常常以为只有人类才拥有复杂的情感，但越来越多的证据表明，动物王国中的成员们也是情感的高手。就如同猫咪对于纠缠在绳子上的小球表现出的兴奋，或是猴子在合群游戏中流露出的友好互动，这些动物们似乎已经踏上情感的旅程，而科学家们则像是这场探险的引领者。这场科学之旅，穿越了大脑的神秘通道，探索了神经元的心情日记，甚至揭示了杏仁核的“害羞角落”。而我们这些观众，不禁感叹：原来在动物的世界里，也有着如此丰富多彩的情感交响曲。从果蝇的“恐惧卡巴雷”到猫咪的“好奇狂想曲”，每一个小节都是一次跨越物种界限的音乐盛宴。在本次科研主题汇报中，让我们随着前人的研究步伐，一起踏上揭秘动物情感的探险之旅。
一．动物具有情绪吗？
动物情绪研究是一门令人着迷的领域，它不仅能够揭示动物世界的奥秘，还有助于我们更好地理解人类自身的情绪体验。在本段报告中，我们着重介绍了动物情绪研究的历史、基本概念以及情绪在动物界的存在意义。
动物情绪研究的历史回顾
动物情绪研究的历史源远流长，早在古代哲学家和观察家就开始探讨动物内心世界的可能性。然而，正式的科学研究在19世纪才开始迈出重要一步。查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的著作《种类起源》中提出了动物情绪的可能性，尤其是在他的后续著作《人类与动物的情绪表达》中详细探讨了这一观点。这些想法在当时引起了许多讨论，但是直到20世纪，科学界开始以更系统和实验性的方式研究动物情绪。在本次报告中，我们主要以David J. Anderson和Ralph Adolphs教授的观点来讲述动物情绪的基本概念和研究方法。
动物情绪的基本概念
Anderson和Adolphs提出了明确的概念框架来区分日常生活中对“情绪”的理解与科学研究中的情绪。从科学角度，他们定义情绪为一种内在的中枢神经系统状态，会引发生理、行为、认知和主观反应。这种科学定义为跨多种模式动物进行系统研究提供了基础。为了在这一框架下进行研究，他们提取了情绪的四个普遍特性，称之为情绪基元（emotion primitives），构成了所有情绪的基础。这些基元包括效价（Valence）、可扩展性（Scalability）、持续性（Persistence）和概括性（Generalization）。效价表示情绪具有内在的价值性，可以是积极的或消极的，例如喜悦和愤怒。可扩展性指情绪行为随基础状态强度的变化而增减，与反射性不同。持续性表明情绪行为会持续一段时间，与引发刺激的持续时间不同。泛化性表示同一情绪状态可以被不同刺激触发，且唤起后能影响对其他刺激的反应。这一概念框架可通过观察记录能体现情绪基元特性的参数来定义动物的情绪行为。需要注意的是，动物行为中展现出情绪基元特性并不必然意味着动物在俚语中具有“情绪”，因为科学定义中的情绪与俚语含义不同。
情绪在动物世界的存在意义
动物情绪的存在引发了一个重要的问题：为什么动物需要情绪？从进化的角度来看，情绪可能是动物在适应环境中的关键工具，为动物在适应和生存中提供了显著的优势。首先，情绪可以引导行为的选择。在动物王国中，情绪对于行为选择和决策至关重要。恐惧情绪可能促使动物在面对威胁或危险时采取逃避或躲藏的策略，从而保护自己的生命。这种反应有助于确保个体能够逃离潜在的威胁，提高其生存机会。另一方面，愉快情绪可能激发动物去探索新的环境、寻找食物或与同类互动，这些行为有助于获取资源和繁殖机会。此外，情绪可以让动物在适应环境时更具灵活性。情绪状态可以根据环境需求进行调整，帮助动物在不同的情境下做出最适合的反应。例如，当动物遭遇新的、不熟悉的情况时，它们的情绪状态可能会变得警惕和谨慎，以便更好地评估风险和机会。
二．动物情绪样行为的研究方法
鲁迅先生曾经说过“人类的悲欢并不相通”，这体现了情绪识别的复杂性。因此在探究动物情绪样行为时，必须要有一整套精确而系统的方法才能准确全面的对动物情绪进行评估，通常包含以下几个方面：1.行为观察与描述。首要的方法是通过观察和描述动物的行为来了解它们的情绪。研究人员记录动物在特定情境下的行为变化，例如对刺激的反应、身体姿态、活动水平等。这种观察提供了初步信息，帮助确定与情绪有关的行为。2.生理指标测量。生理指标，如心率、血压、荷尔蒙水平等，可作为评估动物情绪状态的指标。这些生理指标的变化可以揭示动物对刺激的生理响应，从而推断其情绪状态。例如，通过监测皮肤温度变化间接了解其情绪状态。3.认知测试。运用认知测试测量动物对不同刺激的认知能力和反应方式。例如，使用条件反射实验观察动物对不同刺激的学习和记忆能力，从中推断其情绪体验。认知测试揭示动物在不同情绪状态下的行为差异。4.行为学实验。设计行为实验观察动物对不同刺激的反应。这包括暴露动物于模拟情绪刺激，然后观察其行为变化，如逃跑、攻击、探索等。实验结果帮助理解动物情绪状态及其变化。5.神经影像技术。使用神经影像技术，如脑电图（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI），观察动物在不同情绪状态下脑部活动变化。这些技术提供关于动物情绪处理的神经基础信息。6.情绪基元特性观察。根据情绪基元的特性，如持久性、泛化性，观察动物行为中是否存在这些特征。持久性情绪行为持续一段时间，泛化性表示同一情绪状态对不同刺激的反应。通过观察这些特性，初步确定动物是否具有情绪体验。7.跨物种行为比较。跨物种研究是了解动物情绪的另一方法。观察不同物种在类似情境下的行为变化，比较它们的情绪反应是否类似。这有助于揭示情绪在进化中的共性和差异。在实际的研究过程中，研究人员需要综合运用不同技术和方法，以得出全面准确的研究结论。
三．情绪对动物行为的影响
情绪对动物行为的影响一直是生物学、心理学和认知科学领域的热门研究议题。随着对动物认知能力的深入了解，越来越多的研究证据表明，情绪状态在塑造和调节动物行为方面起着关键作用，这进一步加强了动物情绪研究的重要性。本部分内容将结合所述文献进行一个概括性的总结。
行为是动物情绪的重要表达方式之一。通过观察动物的行为，我们可以推测它们当前的情感状态。这种行为与情感之间的关系是动物行为学和神经科学领域的核心研究内容之一。研究表明，动物在情感状态下会表现出特定的行为模式，这些行为模式反映了它们的情感体验。例如，恐惧情绪可能表现为逃避、躲藏、战斗或者出现害羞的行为。愉悦情感可能会表现为蹦跳、舞蹈、呼唤、嬉戏等积极的行为。这些行为不仅是情感体验的外在反映，还可能在一定程度上帮助动物适应环境，增强生存能力。对于一些社会性动物来说，情绪通过行为的表达尤为重要，因为它们需要在群体中协调行为，维持社会联系。例如，猴子之间的咆哮和亲吻可以传达威胁或友好的情感。狗的摇尾巴和脸部表情也是它们与人类和其他狗交流的方式。动物的行为在不同情感状态下可能会有所变化，但同样的情感状态也可能在不同情境下表现出不同的行为。这反映了行为的可塑性和适应性。例如，同一个动物可能在面对不同的威胁情境时，表现出攻击或逃避的行为。研究人员通过研究动物行为和神经活动之间的关联，揭示了情感背后的神经回路。如恐惧情感可能与杏仁核的活动增加相关，奖赏和愉悦感可能与多巴胺通路的激活有关。
随着近些年的发展，科学家们对于抑郁情绪的研究尤为关注，抑郁情绪对动物及人类自身的影响是一个备受研究关注的领域，尽管我们无法像对人类抑郁症的研究一样直接地诊断动物是否患有抑郁症，但是可以通过多种行为实验，遗传改造等多方面手段构建出抑郁样的模式动物，主要是小鼠，甚至有研究人员在果蝇中也构建出了抑郁样的果蝇。这些构建完成的模式动物只要表现出相关的行为特征及生理反应即可被认为是合格的模型。通过对这些造模的模式动物的研究，科学家们发现了抑郁情绪会影响动物的各个方面。如抑郁情绪的动物可能表现出行为改变，如社交退缩、活动减少、食欲减退和兴趣丧失。抑郁情绪可能导致动物对应激刺激的过度敏感。研究表明，受到长期压力和负面刺激的影响，动物可能会产生皮质醇等应激激素的过量分泌，从而影响其生理平衡和行为。抑郁情绪可能干扰动物的学习和记忆能力。一些研究表明，受到抑郁情绪影响的动物可能在认知任务上表现出障碍，出现学习困难和记忆衰退。
抑郁情绪可能与神经递质的改变相关，尤其是与多巴胺、血清素等与情绪调节有关的神经递质。抑郁情绪可能引发一系列生理变化，包括免疫系统功能下降、炎症反应增加和能量代谢异常等。这些变化可能与抑郁情绪对动物整体健康的影响密切相关。
综合而言，情绪对动物行为的影响是多维度的，涵盖了行为选择、适应性反应以及外界刺激的感知和评估。通过深入研究情绪对动物行为的作用机制，我们能够更好地理解动物的认知和适应能力。这也为探讨情绪在不同物种中的进化和功能提供了重要线索，同时也有助于拓展对人类情绪与行为的理解。
对动物情绪的深入研究不仅有助于我们理解动物“内心世界”的复杂性，还为我们认识人类情绪提供了有用的参照，同时也在伦理、道德和人与动物之间的关系等议题上引发了深刻的思考。通过更深入地了解情绪的存在意义，我们更能够认识自己作为情绪体验者的本质，从而构建更加丰富和共鸣的连接。同时也能够更好地尊重和保护与我们共同生活在这个星球上的其他生物。
本次journal club的 slides 见附件pdf：
by 高灿