@ 2016.01.01 , 20:09

正在工作的蠕虫大脑,像圣诞装饰一样亮起

大规模地记录自由移动的动物大脑神经元活动,对于科学家们理解神经元的活动模式控制动物行为非常重要。先前科学界的类似研究要么局限在动物大脑中一小块区域里的神经元,要么限制动物的行动或者将其麻醉。而一项新研究记录了一只圆虫在自由移动时,其整个大脑内部神经元工作的情况。

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上图为圆虫自由地在一个盘子里蠕动时,它那302个神经元中的77个像圣诞装饰一般亮起的场景。这一场景非常令人惊奇,我们看到了一只动物的大脑正在工作的场景。

这张截图来自普林斯顿大学的研究人员们拍摄的一段视频,他们还在美国国家科学院院刊补发了一篇论文,让我们看到一只圆虫的一整个大脑正在行动的场景。科学家们之所以能做到这一点,是因为神经元会根据它们是否与其它神经元沟通来调整它们内部的钙含量。科学家们在该圆虫的体内注入了一种蛋白质,该蛋白质在遇到钙时会发出荧光。当神经元在工作的时候,它们就会亮起来。

一旦神经元亮了起来,研究人员们就可以拍下蠕虫体内同步进行的多个图像。图片左上格为神经元所在位置的特写镜头,右上格向我们展示了蠕虫移动时,钙在它体内游移从而点亮它身体的场景。

图片下面两格为缩小镜头。右下格我们看到的是蠕虫大脑所在地,而左下格为蠕虫本身在四处移动的场景。

这一技术使得科学家们不仅看到单个或者一小组神经元控制一个动物行动的方法,还让科学家们了解到究竟有多少个神经元在同时工作。研究人员们希望创造出一种数学模型,并利用模型来刺激蠕虫的神经元从而控制而不仅仅是观察它的行为表现。该研究的主要作者是Jeffrey P. Nguyen和Frederick B. Shipley。

本文译自 Gizmodo & PNAS,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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