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Cell子刊:日科学家植入电子罗盘提高失明老鼠感知方向能力

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。


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。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)。人类和动物通过非自我中心意识和环境交互,进行自身定位和导航,也就是俗称的“方向感”。他们为此设计了一个头戴式的磁传感器,通过将智能手机中的电子罗盘,用两个钨制的微电极链接失明的老鼠的视觉皮层相连接。当老鼠面向南或北时,就相当于一个罗盘了。


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。


目前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。


原文链接:Visual Cortical Prosthesis with a Geomagnetic Compass Restores Spatial Navigation in Blind Rats


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