視力重要性不如大腦把光點(diǎn)處理成復(fù)雜圖像的能力

這并不是新鮮的發(fā)現(xiàn)，從走馬燈時(shí)代甚至更早，我們就對(duì)這個(gè)原理完全掌握并靈活運(yùn)用，現(xiàn)在最先進(jìn)的3D電影和軍用雷達(dá)技術(shù)等也都與此密切相關(guān)。過去它被稱為大腦的錯(cuò)覺，現(xiàn)在看來卻是大腦專門進(jìn)化發(fā)展而來的關(guān)乎生存的能力。

當(dāng)然，這項(xiàng)研究表明我們已從利用原理向探討生物學(xué)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)變，從研究果蠅大腦對(duì)24個(gè)光點(diǎn)的處理起步，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，去逐漸揭開思維本身的奧秘。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月2日(北京時(shí)間)報(bào)道，最近，美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)通過研究果蠅幼蟲的視覺系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，在“觀看”時(shí)，視力的重要性可能遠(yuǎn)不如大腦把光點(diǎn)加工處理成復(fù)雜圖像的能力。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然·通訊》雜志網(wǎng)站上。

果蠅幼蟲的眼睛只有24個(gè)光受體(人眼包含的光受體超過1.25億)，從它們眼睛輸入的光勉強(qiáng)夠大腦把這些光點(diǎn)加工成像。弗吉尼亞大學(xué)文理學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)家巴利·康德倫領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在研究果蠅幼蟲的神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：當(dāng)把一條幼蟲控制在培養(yǎng)皿底部時(shí)，它會(huì)用力扭動(dòng)以擺脫控制，而其他幼蟲就會(huì)被吸引到它身邊。這一現(xiàn)象令人吃驚，因?yàn)樗鼈儙缀跏窍棺樱暳O其有限。

顯然其他幼蟲是看到了受困幼蟲的扭動(dòng)才爬過去。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些幼蟲會(huì)來回?fù)u擺它們的頭，以一種類似于掃描的方式來探測(cè)事物，并非只能通過聽聲音、聞氣味或感受震動(dòng)的方式來感知同伴。

為進(jìn)一步研究幼蟲是怎樣看見這種小動(dòng)作的，他們讓幼蟲觀看一段受困幼蟲扭動(dòng)的視頻，以排除震動(dòng)、聲音和氣味的影響。他們發(fā)現(xiàn)，幼蟲仍能探測(cè)并找到在視頻里掙扎的幼蟲。但如果放慢或加快視頻的速度，幼蟲就會(huì)更少地或根本不會(huì)被吸引到視頻里幼蟲旁邊。死亡的真實(shí)幼蟲或另一種動(dòng)物的被困幼蟲，也不能吸引它們。它們發(fā)現(xiàn)昏暗中的受困幼蟲也很困難。

“這讓我們重新思考，對(duì)于能否‘看見’，視覺輸入可能不如其背后的大腦那么重要。”康德倫說，“果蠅幼蟲能只用24個(gè)光點(diǎn)，并把這些光點(diǎn)處理成可以認(rèn)知的圖像。”

康德倫認(rèn)為，果蠅幼蟲靠快速擺動(dòng)頭部來掃描審視，如此能收集更多光點(diǎn)，讓大腦構(gòu)建出一幅活動(dòng)的全景圖，清晰到足以“看見”事物。搖頭掃描能幫幼蟲把更多視覺輸入收集在一起，那些嚴(yán)重視力下降的人在光線昏暗時(shí)也常常來回?cái)[動(dòng)他們的頭，以此采集足夠的光線來形成大腦圖像。

康德倫表示，果蠅可以是一種研究神經(jīng)元的絕佳模型，它們只有20000個(gè)神經(jīng)元，人類有近1000億個(gè)，但二者的神經(jīng)工作原理卻有很多相似之處。他們正在繪制果蠅的完整神經(jīng)系統(tǒng)，將幫助人們更好地理解動(dòng)物，包括人類的神經(jīng)元在處理信息、加工圖像時(shí)所起的作用。

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