拆家的狗子先别扔，也许它还是台行走的“热量探测仪”

作者：苏澄宇

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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狗的鼻子有多厉害，我已经无需多言。但科学家最近发现，狗不仅嗅觉灵敏，还可以作为热量探测器。

说到热量探测器，最有名的就是热红外生命探测仪了。它之所以可以探测生命，是因为它可以通过感知温度差异来判断不同的目标。任何物体只要温度在绝对零度以上都会产生红外辐射，人体自然也是红外辐射源。红外生命探测仪就是利用人体与其他物体之间的温度差别，以成像的方式把要搜索的目标与背景分开。

自然界中有很多可以探测到温度的动物，比如蟑螂、叩头虫、吸血蝙蝠和有颊窝的蛇……蛇的颊窝拥有一个独特的感觉系统，可以检测红外线，使它们能够产生捕食者或猎物的热图像。

蛇的颊窝 图源：Wikipedia

热量探测新成员：狗

来自瑞典隆德大学的生物学家做了一个实验。

研究人员设计了一个装置，分为两个密闭的隔间，用黑色绝缘带完全包裹，其中一间是高温的（比室内温度高11度左右，可以发出微热辐射，也就是红外辐射），并且有食物，可以通过滑杆推开；另一间则是和室内温度差不多的，也有食物，但推不开。

左边是没有温度的，完全打不开，右边是有温度的，可以推开 图源：文献1

装置除了有温度的差异之外，不会发出声音，也不会有气味。因此，影响狗狗做出判断的因素只有一个：温度。

然后，研究人员从普通人家里找来了3只宠物狗，在通过一定的训练之后，让狗把温暖的隔间和有食物联系在了一起。

在红外探测下，左边的隔间温度和室温一样，右边有高于室温的温度，有一定的红外辐射。然后让金毛猎犬在一定距离对隔间的温度做出判断。图源：文献1

接下来就是正式实验，研究人员把隔间里的食物撤掉，让它们在1.6米外对两个隔间做出选择。狗是不能原路返回重新选择的，中间有一块挡板隔开了。通过双盲实验测试，3只狗都成功地探测到了温度较高的隔间。

为了更准确地说明狗可以探测到热量，而且这个探测器是狗的鼻子，科学家做了进一步的实验。科学家找来了13只宠物狗，有5只金毛猎犬，4只边境牧羊犬，1只澳洲牧羊犬，1只中国冠毛犬和2只杂交品种。科学家先在狗面前（有一定距离）放置一些物体，物体之间的温度差异和上一个实验一样，同时用功能磁共振成像扫描仪扫描它们的大脑。

结果发现，狗的大脑中左侧躯体感觉皮层，也就是负责传递鼻子信息的区域，对温暖的热刺激比对中性（室温）的热刺激反应更强烈。当出现温度较高的物体在狗面前时，狗的大脑左半球区域出现了14个体素（3D像素）的集群，但在其大脑右半球并没有任何这样的集群，也就是说大脑感受到了温度刺激，并且是用鼻子在远距离感受到的。当出现室温物体在狗面前时，结果一点反应也没有。

有热辐射的刺激下，左侧躯体感觉联合皮层中有14个体素。图源：文献1

经过这两个实验，科学家证明了狗鼻子是可以远距离感受到热源的，它们大脑的左侧区域会被红外辐射激活。

为什么狗可以探测到热量呢？

至于其中的原因，研究人员只做了简单的分析。因为狗鼻子在正常情况下是湿冷湿冷的，只有22度左右，也就使得它的鼻子对周围的温度特别敏感。

红外观察下，狗鼻子温度较低，只有约22度 图源：文献1

因此，狗可以通过它的鼻子来作为热量探测器，来协助寻找特定目标，比如要捕捉的猎物。然而，狗鼻子是如何检测并将红外信号转换成神经冲动，这一点还不清楚，还需要进一步的研究。

现在，“狗鼻子”不仅意味着嗅觉灵敏，还意味着可以探测热量。

参考文献:

Bálint, A., Andics, A., Gácsi, M., Gábor, A., Czeibert, K., Luce, C. M., … Kröger, R. H. H. (2020). Dogs can sense weak thermal radiation. Scientific Reports, 10(1). doi:10.1038/s41598-020-60439-y

Gracheva, E. O., Ingolia, N. T., Kelly, Y. M., Cordero-Morales, J. F., Hollopeter, G., Chesler, A. T., … Julius, D. (2010). Molecular basis of infrared detection by snakes. Nature, 464(7291), 1006–1011. doi:10.1038/nature08943