研究人员报告称，奔跑有助于小鼠从生命早期因感觉剥夺引起的失明中恢复过来。该研究于6月26日发表在eLife上，也阐明了大脑响应经验而自我重塑的过程——这种现象被称为可塑性，神经科学家认为这是学习的基础。
50多年前，神经生理学家大卫·休伯尔和托斯顿·威塞尔破解了将信息从眼睛发送到大脑的“代码”。他们还表明，只有在生命早期同时接收到来自双眼的输入时，视觉皮层才能正常发育。如果一只眼睛在这个“关键时期”被剥夺了视力，结果就是弱视，或“懒惰眼”，一种接近失明的状态。这种情况可能发生在出生时有眼睑下垂、白内障或其他未及时矫正的缺陷的人身上。如果在成年后打开眼睛，恢复过程可能会缓慢且不完整。
2010年，加州大学旧金山分校 (UCSF) 的神经科学家克里斯托弗·尼尔和迈克尔·斯特里克表明，奔跑使小鼠视觉皮层神经元对视觉刺激的反应增加了一倍以上（参见'神经科学：通过小鼠的眼睛'）。斯特里克说，在快速导航时跟踪环境可能更重要且更费力，而休息时较低的反应性可能是为了在要求较低的情况下节省能量而进化出来的。“当你穿梭于环境时，将视觉系统置于高增益状态是有意义的，因为视觉告诉你关于远处事物的信息，而触觉只告诉你关于近处事物的信息，”他说。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
视觉恢复
人们普遍认为，活动会刺激可塑性（参见'神经发育：解锁大脑'），因此斯特里克和他的同事，同样是UCSF的神经科学家梅古米·卡内科想知道，奔跑是否会影响视觉皮层的可塑性。他们通过缝合小鼠的一只眼睛几个月，在视觉发育的关键时期和之后诱导小鼠患上弱视。然后，他们重新睁开小鼠的眼睛，并将它们分为两组。一组小鼠在跑步机上跑步时，每天四小时连续三周展示“嘈杂”的视觉模式。选择该模式是为了激活小鼠初级视觉皮层中几乎所有的细胞。研究人员使用内在信号成像记录了小鼠的大脑活动，这种方法类似于功能性磁共振。
一周后，这些小鼠在与被闭合的眼睛相对应的皮层部分表现出更高的反应性。两周后，反应与从未被剥夺过视觉的正常小鼠相当。另一组小鼠被安置在笼子里，没有额外的视觉刺激，它们对新睁开的眼睛的反应要慢得多，而且从未达到正常的反应水平。
进一步的实验表明，无论是单独的奔跑还是视觉刺激都没有这种效果。恢复也特定于刺激。观看噪声模式的小鼠没有表现出对漂移条模式的反应改善，反之亦然，这表明只有在奔跑期间激活的视觉回路才能恢复。
加州大学圣地亚哥分校的神经生物学家马西莫·斯坎齐亚尼说：“令人惊奇的是这种现象的稳健性。它强大且高度可重复，这是研究该机制的理想选择。”
斯特里克和他的同事们尚不清楚他们的发现是否适用于人类，但他们计划进一步开展工作以找出答案。
本文经许可转载，并于2014年6月27日首次发表。