Science:新感觉信息或助盲人导航
近日,发表于Science上的一篇文章指出,科学家们通过一台给大脑发送电信号的指南针,使得失明大鼠在迷宫中有了定向的能力。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,有助于开发出造福盲人的导航技术。
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)。比如看到你家附近的街道,你就能很快找到回家的路。然后,缺乏视觉信息会严重影响人类的定向能力,虽然失明的人可以依靠其他感官,比如说面包店散发出的香味或者隆隆开过的火车声,但许多地点缺乏这样的线索。举例来说,失明小鼠在它们曾去过的无菌的迷宫中就很难找到出路。
东京大学的Hiroaki Norimoto和Yuji Ikegaya在4月2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,植入物就会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。这种电击所产生的感觉不同于皮肤电击,Norimoto指出,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,会看见一种白点。“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,大鼠又丧失了这种能力,说明它们并没有记住路径,而是在利用定向信息行动。
这项研究向人们展示了大脑利用新感觉信息的惊人能力。“我认为人类可以通过传感器拓展自己的感知能力,包括地球磁性、紫外线、辐射、湿度、信息素、超声波或无线电波。”不过目前Norimoto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,比如说在拐棍里安装指南针,为使用者提供触觉或听觉上的方向性反馈。
《医学科学报》 (第14期 第5版 国际期刊), 百拇医药