13日出版的美國《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇以中國科學(xué)家唐世明先生為第一作者的論文,,這一論文改變了人們對昆蟲視覺的理解,,指出果蠅具有高等動物類似的視覺特征。
有關(guān)專家指出,,這項研究成果對于揭示腦內(nèi)概念,、思維的形成,以及進化都具有重要的意義,。
今年33歲的唐世明博士是中國自己培養(yǎng)的科學(xué)家之一,。他在大學(xué)及研究生期間學(xué)習(xí)火箭及自動控制、機器人,,六,、七年前才進入中國科學(xué)院生物物理研究所,,進行生物方面的研究工作。他被認(rèn)為是復(fù)合性人才的典范之一,。近年來,,中國非常注重符合性人才的培養(yǎng),希望這些人才在一些交叉領(lǐng)域,、新興技術(shù)領(lǐng)域有所突破,,以提高中國的科研水平和能力,縮短中國同發(fā)達國家之間的差距,。
經(jīng)過一年左右的實驗,我國科學(xué)家驚奇地發(fā)現(xiàn),,果蠅這樣的低等動物竟然也具有識別“變化”圖形的能力,,從而表明果蠅具有復(fù)雜的視覺信息處理機制,改變了過去十多年來人們對昆蟲視覺的傳統(tǒng)認(rèn)識,。
以中國科學(xué)院生物物理研究所33歲的唐世明研究員為第一作者的有關(guān)論文,,發(fā)表在13日出版的權(quán)威雜志《科學(xué)》上。專家認(rèn)為,,這一研究對于視覺神經(jīng)機制研究及進化論都有重要啟示,。
同樣的圖案出現(xiàn)在視野的不同位置仍能被識別,或圖案按比例縮小,、放大后仍能被識別,,圖案旋轉(zhuǎn)一定角度后仍能被識別,這種視覺不變性是高等動物特別是人的視覺的基本特征之一,,但這種重要的生物特性在低等動物中一直沒有被發(fā)現(xiàn),。以往人們認(rèn)為果蠅的腦很簡單,只能按模板匹配識別圖形,,如果遇到同樣目標(biāo),,位置稍微變一點就會認(rèn)不出來了。我國科學(xué)家的研究改變了這一看法,。
科學(xué)家將飯粒大小的果蠅固定在一臺飛行模擬器上,,當(dāng)果蠅試圖轉(zhuǎn)向某個圖形時,身體會受到紅外光的照射,,從而遭受“熱”的懲罰,。經(jīng)過一段時間訓(xùn)練,果蠅就知道某個圖形是危險的,,而“自覺”地轉(zhuǎn)向另一個安全的圖形,。
在接受訓(xùn)練后,科學(xué)家將圓形,、斜線等圖形在果蠅眼前變化位置,,或者變大,、縮小,結(jié)果發(fā)現(xiàn),,果蠅仍能區(qū)分出危險或安全的圖形,,從而證明了果蠅的視覺具有不變性,而且其視覺信息可在兩個腦半球之間交流和共享,。
科學(xué)家進一步研究發(fā)現(xiàn),,果蠅還能識別“藍色方塊在綠色方塊之上”,并且能識別一些簡單的組合圖案,。
唐世明研究員的學(xué)士,、碩士、博士學(xué)位均在國內(nèi)獲得,,此前曾經(jīng)作為第一作者在《科學(xué)》上發(fā)表過一篇論文,。中國科學(xué)院院長路甬祥就此評價說:“這表明土生土長的博士也能做出一流成果。”
今天出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》雜志發(fā)表了我國青年科學(xué)家唐世明為第一作者的題為“果蠅的視覺模式識別具有視網(wǎng)膜位置不變性”的研究論文,。年僅33歲的中科院生物物理研究所研究員唐世明等人發(fā)現(xiàn)和證明了果蠅的視覺具有位置不變性,,這一研究成果改變了人們以往對昆蟲視覺的理解,表明果蠅的腦具有復(fù)雜的視覺信息處理機制,,使昆蟲視覺與脊椎動物視覺在認(rèn)知層面上統(tǒng)一起來,。
這項科研成果由唐世明領(lǐng)導(dǎo)的研究組為主與德國同行合作完成。他們自行巧妙地研制出一種新的實驗儀器——新型飛行模擬器,,科學(xué)家將飯粒大小的果蠅固定在這臺飛行模擬器上,,當(dāng)果蠅試圖轉(zhuǎn)向某個圖形時,身體會受到紅外光的照射,,從而遭受“熱”的懲罰,。經(jīng)過一段時間訓(xùn)練,果蠅就知道某個圖形是危險的,,而“自覺”地轉(zhuǎn)向另一個安全的圖形,。由此,通過這種辦法檢測出果蠅的視覺模式識別能力,。
同樣的圖案出現(xiàn)在視野的不同位置能被識別,,或圖案按比例縮小、放大后能被識別,,圖案旋轉(zhuǎn)一定角度后仍能被識別,,這種視覺不變性是高等動物特別是人的視覺的基本特征之一,但這種重要的生物特性在低等動物中一直沒有被發(fā)現(xiàn),。以往人們認(rèn)為果蠅的腦很簡單,,只能按模板匹配識別圖形,如果遇到同樣目標(biāo),位置稍微變一點就會認(rèn)不出來了,。唐世明等人的研究成果改變了這一看法,,發(fā)現(xiàn)了果蠅視覺具有平移不變性,或者說果蠅也是按圖形的特征進行識別的,,這一成果對于視覺神經(jīng)機制研究及進化論哲學(xué)認(rèn)識都有重要的啟示,。