動物的大腦中擁有專門的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，它們從視網(wǎng)膜接收有關(guān)外界的信號，并通過啟動適當?shù)男袨樽龀龇磻?yīng)。馬克斯·普朗克生物智能研究所的研究人員研究了斑馬魚的一種基因突變，這種突變消除了整個發(fā)育過程中視網(wǎng)膜和大腦之間的所有聯(lián)系。
研究小組發(fā)現(xiàn)，這些“深盲”魚的大腦回路功能齊全，因為用光遺傳學(xué)直接刺激大腦可以驅(qū)動正常的視覺行為。這表明斑馬魚大腦的組裝幾乎不需要視覺經(jīng)驗。
斑馬魚和人類一樣，嚴重依賴視覺：大腦的大部分區(qū)域致力于處理視覺信息，而視覺對于動物尋找食物和在環(huán)境中導(dǎo)航至關(guān)重要。就像人類嬰兒一樣，年幼的斑馬魚也會從經(jīng)驗中學(xué)習：它們更喜歡熟悉的食物并記住它們在哪里找到的。這一過程的基礎(chǔ)是腦細胞之間新連接的形成和舊連接的完善。
“當我們研究大腦發(fā)育時，我們廣泛區(qū)分先天過程和經(jīng)驗依賴過程，”馬克斯·普朗克生物智能研究所所長赫維格·拜爾(Herwig Baier)解釋道。“神經(jīng)元回路的組裝，例如在視覺大腦區(qū)域，通常被認為是一個依賴于經(jīng)驗的過程：神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)被認為是由視覺輸入和神經(jīng)元活動塑造的。”但如果視覺信息從一開始就不存在，會發(fā)生什么呢?
為了解決這個問題，研究人員研究了魚或老鼠等動物在黑暗中長大時的發(fā)育情況。在這種情況下，大腦被剝奪了視覺體驗，但眼睛仍然向大腦發(fā)送許多信號。視網(wǎng)膜通常會將到達眼睛后部的光子模式轉(zhuǎn)換為電脈沖模式，然后由具有長軸突的特殊細胞(稱為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞)傳輸?shù)酱竽X。
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