長(zhǎng)期以來(lái),,科學(xué)家一直對(duì)自然界中是否存在著一種像遺傳代碼一樣的神經(jīng)代碼感興趣,,他們想知道如果有這樣一個(gè)代碼,那么這個(gè)代碼是否可將感知和經(jīng)驗(yàn)的復(fù)雜性,,簡(jiǎn)化成一些簡(jiǎn)單的規(guī)則,?然而,答案是否定的,。以色列研究人員通過(guò)對(duì)老鼠是如何用胡須來(lái)感知周?chē)h(huán)境的研究發(fā)現(xiàn),,看起來(lái)十分簡(jiǎn)單的感知三維物體的行為,卻需要使用三種不同類(lèi)型的代碼,。
與普通的夜間動(dòng)物相比,,老鼠的胡須是非常發(fā)達(dá)的感應(yīng)器官。為了確定周?chē)沫h(huán)境,,老鼠在運(yùn)動(dòng)時(shí)需要前后揮舞其胡須,。過(guò)去的研究已經(jīng)揭示,舞動(dòng)胡須是一種非常關(guān)鍵的感知行為,。但是在運(yùn)動(dòng)中,,老鼠的大腦是如何感知這些三維物體的呢?
以魏茲曼研究院神經(jīng)生物學(xué)系耶胡達(dá)•阿赫撒教授為首的研究小組通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),,老鼠探測(cè)周邊環(huán)境的感知始于其胡須的根部神經(jīng),。在老鼠感知物體的時(shí)候,其神經(jīng)元用一種完全不同形式,,將物體的三維坐標(biāo)(水平,、垂直和距離)分別進(jìn)行編碼,。例如,為了測(cè)定水平坐標(biāo),,神經(jīng)元啟動(dòng)臨時(shí)精度定位系統(tǒng),,測(cè)定與胡須移動(dòng)有關(guān)的信號(hào)時(shí)間段,對(duì)物體的水平位置進(jìn)行編碼,。在測(cè)量距離上,,是神經(jīng)元在數(shù)量上進(jìn)行編碼,即對(duì)神經(jīng)元發(fā)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行編碼,。當(dāng)物體離老鼠的嘴巴越來(lái)越近時(shí),,神經(jīng)元發(fā)出信號(hào)的數(shù)量會(huì)越來(lái)越多。而物體的高度則是通過(guò)間距來(lái)測(cè)定的,,因?yàn)槔鲜蠛毜奈鑴?dòng)只是在水平方向上展開(kāi),,但老鼠胡須在嘴的兩邊呈網(wǎng)格狀分布,因此,,垂直方向的坐標(biāo)可以通過(guò)測(cè)定各個(gè)胡須的垂直位置來(lái)定位,。
研究人員還發(fā)現(xiàn),為了不同類(lèi)型的編碼需要,,老鼠胡須根部的神經(jīng)細(xì)胞被特殊化了,。但是,大腦是如何翻譯這三種信號(hào),,并將它們?nèi)诔梢粋€(gè)知覺(jué)對(duì)象,,仍是該研究小組繼續(xù)研究的問(wèn)題。