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研究发现大脑能“看见”的东西比眼睛更多

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核心提示:美国弗吉尼亚大学通过研究果蝇幼虫的视觉系统发现,在“观看”时,视力的重要性可能远不如大脑把光点加工处理成复杂图像的能力。

这并不是新鲜的发现,从走马灯时代甚至更早,我们就对这个原理完全掌握并灵活运用,现在最先进的3D电影和军用雷达技术等也都与此密切相关。过去它被称为大脑的错觉,现在看来却是大脑专门进化发展而来的关乎生存的能力。当然,这项研究表明我们已从利用原理向探讨生物学基础转变,从研究果蝇大脑对24个光点的处理起步,由简单到复杂,去逐渐揭开思维本身的奥秘。

据物理学家组织网11月2日(北京时间)报道,最近,美国弗吉尼亚大学通过研究果蝇幼虫的视觉系统发现,在“观看”时,视力的重要性可能远不如大脑把光点加工处理成复杂图像的能力。相关论文发表在最近的《自然·通讯》杂志网站上。

果蝇幼虫的眼睛只有24个光受体(人眼包含的光受体超过1.25亿),从它们眼睛输入的光勉强够大脑把这些光点加工成像。弗吉尼亚大学文理学院神经生物学家巴利·康德伦领导的研究小组在研究果蝇幼虫的神经系统时,发现了一个有趣的现象:当把一条幼虫控制在培养皿底部时,它会用力扭动以摆脱控制,而其他幼虫就会被吸引到它身边。这一现象令人吃惊,因为它们几乎是瞎子,视力极其有限。

显然其他幼虫是看到了受困幼虫的扭动才爬过去。研究人员发现,这些幼虫会来回摇摆它们的头,以一种类似于扫描的方式来探测事物,并非只能通过听声音、闻气味或感受震动的方式来感知同伴。

为进一步研究幼虫是怎样看见这种小动作的,他们让幼虫观看一段受困幼虫扭动的视频,以排除震动、声音和气味的影响。他们发现,幼虫仍能探测并找到在视频里挣扎的幼虫。但如果放慢或加快视频的速度,幼虫就会更少地或根本不会被吸引到视频里幼虫旁边。死亡的真实幼虫或另一种动物的被困幼虫,也不能吸引它们。它们发现昏暗中的受困幼虫也很困难。

“这让我们重新思考,对于能否‘看见’,视觉输入可能不如其背后的大脑那么重要。”康德伦说,“果蝇幼虫能只用24个光点,并把这些光点处理成可以认知的图像。”

康德伦认为,果蝇幼虫靠快速摆动头部来扫描审视,如此能收集更多光点,让大脑构建出一幅活动的全景图,清晰到足以“看见”事物。摇头扫描能帮幼虫把更多视觉输入收集在一起,那些严重视力下降的人在光线昏暗时也常常来回摆动他们的头,以此采集足够的光线来形成大脑图像。

康德伦表示,果蝇可以是一种研究神经元的绝佳模型,它们只有20000个神经元,人类有近1000亿个,但二者的神经工作原理却有很多相似之处。他们正在绘制果蝇的完整神经系统,将帮助人们更好地理解动物,包括人类的神经元在处理信息、加工图像时所起的作用。(来源:科技日报)

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