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大脑植入物助盲鼠“导航”

最近,研究者们尝试为盲鼠佩戴一种特制的“指南针”,当盲鼠面临向北还是向南的方向抉择时,其身体里的指南针就会向它们的大脑发出电子信号。科学家们希望通过这样的方式,来帮助盲鼠提高“导航能力”。

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为失明老鼠植入特制指南针


大脑主要依赖于视觉信息,来感知机体与环境之间的关系。譬如说,当你看到自己家附近的街角,就能很快找到回家的路。如果缺乏视觉信息,则会严重影响人类的定向能力。虽然失明的人也可以依靠其它感官来做出判断,比如说面包店的香味或者隆隆开过的火车,但如果缺乏这样的线索他们则无所适从。


近日,来自东京大学的研究者弘明纪元和汤时池谷给失明老鼠的头部植入了一种新发明的特制指南针。当老鼠的头朝向正北20°以内时,植入物就发送电脉冲到视觉皮层的左侧;而当老鼠的头朝向南方时,植入物就发送电脉冲到视觉皮层的右侧。研究者表示,因为植入物直接刺激的是大脑活动,因此这种电击所产生的感觉不同于皮肤电击。


实验结果表明,在经历了一系列的大脑活动后,老鼠很快就学会了使用这种植入装置。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。而当研究人员去除指南针的时候,老鼠又会丧失这种能力。


开发造福盲人的导航技术


负责“盲鼠实验”的主要研究者弘明纪元认为,这项研究向人们展示了大脑利用新感觉信息的惊人能力。研究团队希望能够由此帮助有视力缺陷的人感知环境,比如说通过在手杖瑞安装指南针,为使用者提供触觉或听觉上的方向性反馈。


对于这项最新实验,美国加州理工学院的神经学家下条信辅认为,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的,此外还有助于开发出造福盲人的导航技术。虽然这一“导航设备”的发明被认为是神经工程学的一大飞跃,但下条信辅表示目前还存在一定疑惑——即老鼠是否真正的获得了一种新的“感觉”?相比于正常状态,植入导航系统后的盲鼠的识路行为,完全是一种不同类型的线索联想和学习。


这些参与实验的失明老鼠或许真的学到了某些东西,例如当它们得到面北的信号时应该转右去获取食物,而得到面南的信号则应该左转。但无论哪种情况老鼠都确实应用了指南针为它们提供的指示,这些信息是否是经过大脑处理后得出的结论,还有待科学家们进一步研究。


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