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科学家发现斑马鱼的大脑能够根据视觉线索自动采取行动
动物的大脑中拥有专门的神经元网络,它们从视网膜接收有关外界的信号,并通过启动适当的行为做出反应。马克斯·普朗克生物智能研究所的研究人员研究了斑马鱼的一种基因突变,这种突变消除了整个发育过程中视网膜和大脑之间的所有联系。
研究小组发现,这些“深盲”鱼的大脑回路功能齐全,因为用光遗传学直接刺激大脑可以驱动正常的视觉行为。这表明斑马鱼大脑的组装几乎不需要视觉经验。
斑马鱼和人类一样,严重依赖视觉:大脑的大部分区域致力于处理视觉信息,而视觉对于动物寻找食物和在环境中导航至关重要。就像人类婴儿一样,年幼的斑马鱼也会从经验中学习:它们更喜欢熟悉的食物并记住它们在哪里找到的。这一过程的基础是脑细胞之间新连接的形成和旧连接的完善。
“当我们研究大脑发育时,我们广泛区分先天过程和经验依赖过程,”马克斯·普朗克生物智能研究所所长赫维格·拜尔(Herwig Baier)解释道。“神经元回路的组装,例如在视觉大脑区域,通常被认为是一个依赖于经验的过程:神经元网络被认为是由视觉输入和神经元活动塑造的。”但如果视觉信息从一开始就不存在,会发生什么呢?
为了解决这个问题,研究人员研究了鱼或老鼠等动物在黑暗中长大时的发育情况。在这种情况下,大脑被剥夺了视觉体验,但眼睛仍然向大脑发送许多信号。视网膜通常会将到达眼睛后部的光子模式转换为电脉冲模式,然后由具有长轴突的特殊细胞(称为视网膜神经节细胞)传输到大脑。
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