大腦能「看見」的東西比眼睛更多

最近，美國弗吉尼亞大學通過研究果蠅幼蟲的視覺系統發現，在「觀看」時，視力的重要性可能遠不如大腦把光點加工處理成複雜圖像的能力。相關論文發表在最近的《自然·通訊》雜誌網站上。

果蠅幼蟲的眼睛只有24個光受體（人眼包含的光受體超過1.25億），從它們眼睛輸入的光勉強夠大腦把這些光點加工成像。弗吉尼亞大學文理學院神經生物學家巴利·康德倫領導的研究小組在研究果蠅幼蟲的神經系統時，發現了一個有趣的現象：當把一條幼蟲控制在培養皿底部時，它會用力扭動以擺脫控制，而其他幼蟲就會被吸引到它身邊。這一現象令人吃驚，因為它們幾乎是瞎子，視力極其有限。

顯然其他幼蟲是看到了受困幼蟲的扭動才爬過去。研究人員發現，這些幼蟲會來回搖擺它們的頭，以一種類似於掃瞄的方式來探測事物，並非只能通過聽聲音、聞氣味或感受震動的方式來感知同伴。

為進一步研究幼蟲是怎樣看見這種小動作的，他們讓幼蟲觀看一段受困幼蟲扭動的視頻，以排除震動、聲音和氣味的影響。他們發現，幼蟲仍能探測並找到在視頻裡掙扎的幼蟲。但如果放慢或加快視頻的速度，幼蟲就會更少地或根本不會被吸引到視頻裡幼蟲旁邊。死亡的真實幼蟲或另一種動物的被困幼蟲，也不能吸引它們。它們發現昏暗中的受困幼蟲也很困難。

「這讓我們重新思考，對於能否‘看見’，視覺輸入可能不如其背後的大腦那麼重要。」康德倫說，「果蠅幼蟲能只用24個光點，並把這些光點處理成可以認知的圖像。」

康德倫認為，果蠅幼蟲靠快速擺動頭部來掃瞄審視，如此能收集更多光點，讓大腦構建出一幅活動的全景圖，清晰到足以「看見」事物。搖頭掃瞄能幫幼蟲把更多視覺輸入收集在一起，那些嚴重視力下降的人在光線昏暗時也常常來回擺動他們的頭，以此採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元的絕佳模型，它們只有20000個神經元，人類有近1000億個，但二者的神經工作原理卻有很多相似之處。他們正在繪製果蠅的完整神經系統，將幫助人們更好地理解動物，包括人類的神經元在處理信息、加工圖像時所起的作用。