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哺乳动物的视觉能力在发育早期就开始增强

我们看待周围世界的方式是两种神经通路结合的结果——一种为所有脊椎动物共有,另一种是最近在哺乳动物身上进化而来的。对于科学家来说,这两个网络是如何在发展过程中形成的,从而帮助我们形成对我们周围世界的连贯图景,一直是个谜。耶鲁大学的神经科学家9月24日在《神经元》(Neuron)杂志上发表报告称,涉及更高认知功能的较新的神经网络在发育过程中会行使其独立性,而其较为原始的近亲则不会。

所有脊椎动物都有一个原始的神经网络,在这个神经网络中,视网膜直接向上丘发送信号,上丘是大脑中处理视觉刺激的区域。“这是一个更具反射性的系统,”该研究的主要作者、迈克尔·克莱尔(Michael Crair)实验室的研究生亚历山德拉·格里比吉斯(Alexandra Gribizis)说。克莱尔是威廉·齐格勒三世(William Ziegler III)的神经科学教授、眼科和视觉科学教授。

在最近进化的通路中,来自视网膜的信号被接收到丘脑,并被传递到大脑皮层,大脑皮层是高级思维的中枢。这个网络使哺乳动物能够识别复杂的视觉特征,并评估周围哪些物体是重要的,或将注意力集中在环境的某些特征上。为了探讨网络互动,Gribizis和她的同事们开发了一个系统来跟踪神经输入和输出同时在老鼠两个系统在开发过程中,一个工具,可以帮助科学家探索大脑活动和发展的许多方面,作者说。

该系统显示,尽管原始的神经网络在整个发育过程中始终对视网膜保持活跃和响应,但在出生后的第二周,视觉皮层对视网膜输入的依赖程度降低了。

“在发育过程中,大脑皮层的活动变得越来越独立于视网膜的指令,”Gribizis说。

相比之下,原始神经网络的活动与视网膜的联系更为紧密,这与它在对感官刺激做出反应时所起的反射作用相一致。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.yale.edu/2019/09/24/mammals-enhanced-capacity-see-emerges-early-development