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成人大脑依然具有高度可塑性

科技日报记者 张佳欣

葡萄牙尚帕利莫未知中心研究人员设计了一种新装置,成人可在啮齿动物磁共振成像(MRI)扫描仪的大脑有限范围内提供复杂的视觉刺激,这是高度工程和科学独创性的一项非凡壮举。这使他们在理解成人大脑视觉通路的可塑可塑性方面开辟了新的前景,对成人大脑康复和视觉恢复具有重要意义。成人


研究人员设计了一种新装置,大脑用于在啮齿动物MRI扫描仪中提供复杂的高度视觉刺激,以了解成人大脑视觉通路的可塑可塑性。
图片来源:美国科学促进会Eurekalert网站

就像幼儿在早年迅速习得语言一样,成人视觉系统在生命的大脑最初几年也有一个快速发展的“关键期”。过了这段时间,高度改变就变得更加困难。可塑正如一句英文谚语:老狗学不会新花招。成人事实上,大脑许多旨在恢复视力的高度治疗方法,例如针对先天性白内障或弱视的治疗方法,仅在7岁之前有效。随着各种用于恢复成人视力的基因疗法、仿生学疗法的出现和成熟,了解成人大脑是否能够处理新的视觉信号至关重要。

通过新的功能磁共振成像(fMRI)装置,研究小组对动物进行复杂的图案化刺激,并以无创方式绘制了全脑特性图。他们借此探索成人大脑对视觉信号的适应性。

当动物第一次暴露在光线下时,大脑对视觉信息没有表现出有组织的反应。相反,它们不同区域的神经细胞对大大小小各种视觉细节都有反应。与对照组相比,视力丧失的大鼠的神经元感受野大小(它们响应的视野的特定区域)也更大。

其次,暴露于光线下后,动物的大脑开始发生变化。仅一周内,视觉反应便更加有组织,邻近的神经元开始对视野中附近的位置作出反应,细胞开始对特定的视觉特征作出更多反应。神经元的感受野也变得更小,在空间上更具选择性。一个月后,这些动物的大脑看起来很像健康对照组动物的大脑。

这些发现不仅提供了成人大脑仍然具有高度可塑性的证据,挑战了之前关于成人大脑僵化的看法,而且还为视觉康复治疗开辟了新途径。

研究人员设计了一种首创的装置,用于在啮齿动物 MRI 扫描仪中提供复杂的视觉刺激,以了解成人大脑视觉通路的可塑性。来源:美国科学促进会Eurekalert网站

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