Science：让失明小鼠行动自如
2015-04-07 佚名 生物通
Science网站最近报道了一项突破性成果，科学家们通过一个给大脑发送电信号的指南针，赋予失明大鼠在迷宫中定向的能力。这项研究可以帮助人们进一步理解大脑如何处理感觉信息，还有助于开发出造福盲人的导航技术。“这是一个了不起的成就，”加州理工的神经科学家Shinsuke Shimojo评论道。大脑主要依赖于视觉信息感知机体与环境之间的关系（allocentric sense）。看到你家附近的街角，你就
Science网站最近报道了一项突破性成果，科学家们通过一个给大脑发送电信号的指南针，赋予失明大鼠在迷宫中定向的能力。这项研究可以帮助人们进一步理解大脑如何处理感觉信息，还有助于开发出造福盲人的导航技术。
“这是一个了不起的成就，”加州理工的神经科学家Shinsuke Shimojo评论道。
大脑主要依赖于视觉信息感知机体与环境之间的关系（allocentric sense）。看到你家附近的街角，你就能很快找到回家的路。缺乏视觉信息会严重影响人类的定向能力，虽然失明的人可以依靠其他感官，比如说面包店的香味或者隆隆开过的火车，但许多地点缺乏这样的线索。举例来说，失明小鼠在无菌的迷宫中就很难找到出路，即使它们曾经来过。
东京大学的Hiroaki Norimoto和Yuji Ikegaya在四月二日的Current Biology杂志上发表文章，描述了一种植入失明大鼠头部的特殊指南针。当大鼠的头朝向正北20°以内时，植入物就发送电脉冲到视觉皮层的左侧。当大鼠的头朝向南方时，植入物就发送电脉冲到视觉皮层的右侧。
这种电击所产生的感觉不同于皮肤电击，Norimoto说，因为植入物是直接刺激大脑活性。视觉皮层以这种方式受到电刺激的人，会看见白点。“大鼠可能意识到这些白点的位置代表着它们头的朝向，”他说。
这项研究中的大鼠很快就学会使用这种植入装置。在接受移植四天内，失明大鼠能在80%的情况下找到迷宫中的正确道路，进而获得隐藏的食物。研究人员去除指南针的时候，大鼠又会丧失这种能力，说明它们并没有记住路径，而是在利用定向信息行动。
这项研究向人们展示了大脑利用新感觉信息的惊人能力。“我认为人类可以通过传感器拓展自己的感知，包括地球磁性、紫外线、辐射、湿度、信息素、超声波或无线电波。”不过目前他研究的重点还是定向，希望能够由此帮助有视力缺陷的人感知环境，比如说在手杖里安装指南针给使用者提供触觉或听觉上的方向性反馈。
原始出处：
Hiroaki Norimoto, Yuji Ikegaya.Visual Cortical Prosthesis with a Geomagnetic Compass Restores Spatial Navigation in Blind Rats.Science, April 2, 2015; DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.02.063
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