耶魯新研究:哺乳動物在出生前如何“夢到”它們即將經曆的世界

2021年07月29日09:03

  耶魯大學研究人員日前發文稱,當新生的哺乳動物第一次睜開眼睛時,它已經可以對周圍的世界產生視覺上的感覺。但是,在它們經曆視覺之前,這是如何發生的呢?耶魯大學的一項新研究表明,從某種意義上說,哺乳動物在出生前就已經“夢到”它們即將經曆的世界。

  由威廉-齊格勒三世神經科學教授和眼科及視覺科學教授邁克爾-克雷爾領導的團隊在7月23日的《科學》雜誌上撰文,描述了新生小鼠在睜開眼睛之前從視網膜中發出的活動波。這種活動在它們出生後不久就消失了,取而代之的是一個更成熟的視覺刺激的神經傳輸網絡,在那裡信息被進一步編碼和存儲。

  該研究的高級作者、耶魯大學負責研究的副教務長克雷爾說:“在睜眼時,哺乳動物能夠做出相當複雜的行為。但是,使我們能夠感知運動和導航世界的電路是如何形成的呢?事實證明,我們生來就具有許多這些行為的能力,至少是初級形式的。”

  在這項研究中,克雷爾的團隊探索了這些活動波的起源。耶魯大學團隊在小鼠出生後不久但在眼睛睜開之前對其大腦進行成像,發現這些視網膜波以一種模式流動,模仿動物在環境中前進時的活動。

  克雷爾指出:“這種早期的類似夢境的活動在進化上是有意義的,因為它使小鼠能夠預測它在睜開眼睛後會經曆什麼,並準備好立即對環境威脅作出反應。”

  研究小組還調查了負責傳播視網膜波的細胞和電路,這些視網膜波在新生小鼠中模擬著向前運動。他們發現,阻斷星爆型無長突細胞的功能,即視網膜上釋放神經遞質的細胞,可以阻止活動波向模擬前行的方向流動。這反過來又損害了小鼠出生後對視覺運動的反應能力的發展。

  耐人尋味的是,在小鼠的成年視網膜內,這些相同的細胞在一個更複雜的運動檢測電路中發揮著關鍵作用,使它們能夠對環境線索作出反應。

  當然,小鼠與人類不同,它們在出生後不久就能快速瀏覽環境。然而,人類嬰兒也能夠立即檢測物體並識別運動,例如手指在他們的視野中移動,這表明他們的視覺系統在出生前也已被激發。

  “這些大腦回路在出生時是自我組織的,一些早期教學已經完成,”克雷爾說。“這就像在你睜開眼睛之前就能夢見著你將會看到什麼。”

  本文來自cnBeta

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