眼睛不長(zhǎng)在頭上，還能看見(jiàn)嗎？

近日，塔夫茨大學(xué)再生和發(fā)育生物學(xué)中心的科學(xué)家們做了一件非常瘋狂的實(shí)驗(yàn)，他們摘掉了蝌蚪的眼睛并將其中一只眼睛安裝到了它的尾巴上。他們并沒(méi)有考慮神經(jīng)末梢連接的問(wèn)題，他們僅僅拿了一個(gè)原基（最終能夠發(fā)育成一只眼睛的細(xì)胞塊），并在蝌蚪的尾巴上面挖了個(gè)洞，接著再將它塞進(jìn)去。這種科學(xué)怪人式的方法，出人意料地管用。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多令人稱奇的地方，首先，這一研究嚴(yán)格地在一只蝌蚪的身上進(jìn)行。蝌蚪是某種兩棲動(dòng)物生命周期的幼年階段，當(dāng)它們最開(kāi)始被孵化出來(lái)的時(shí)候，身體或多或少有點(diǎn)像球，它們還有兩側(cè)扁平的尾巴和位于身體內(nèi)部或外部的腮。在它們生長(zhǎng)的時(shí)候，會(huì)經(jīng)歷變態(tài)發(fā)育，長(zhǎng)出四肢和肺，并讓尾巴消失。它們的消化系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生巨大的變化，從蝌蚪的食草生活進(jìn)入成年期的食肉生活。

它們的眼睛也會(huì)經(jīng)歷巨變。它們?cè)谏L(zhǎng)的時(shí)候，會(huì)伸出神經(jīng)纖維的卷須（或者說(shuō)軸突）。之前當(dāng)生物學(xué)家們將有熒光蛋白標(biāo)記的細(xì)胞注入蝌蚪體內(nèi)時(shí)，觀察到了這一現(xiàn)象。這使得它們能長(zhǎng)出可視化神經(jīng)。蝌蚪約有一半的神經(jīng)直接與脊柱相連，而另外一半神經(jīng)的連接在胃部附近建立。然而沒(méi)有一個(gè)直接與大腦相連。因此研究人員們開(kāi)始思索如果蝌蚪的眼睛不與大腦相連，那么它們也不一定非要長(zhǎng)在蝌蚪的腦袋上。

給蝌蚪注射了魚(yú)用鎮(zhèn)定劑之后，研究人員們摘掉了它們的眼睛（對(duì)于它們而言傷口愈合非?？?，在不到24小時(shí)的時(shí)間里就愈合了），接著他們將其中一只眼睛安裝到了尾巴上。之后他們發(fā)現(xiàn)蝌蚪不僅能檢測(cè)到光的變化，還表現(xiàn)出了學(xué)習(xí)視覺(jué)行為。

顯然，這一實(shí)驗(yàn)提出來(lái)的問(wèn)題比它解答的問(wèn)題更多。眼睛如何發(fā)育，它們?cè)趺粗涝撊绾卧谏眢w另一個(gè)末端與脊柱相連？該研究認(rèn)為蝌蚪捕獲數(shù)據(jù)之后傳輸數(shù)據(jù)的方式發(fā)生了變化，但具體的機(jī)制依舊是個(gè)謎。

該研究的含義非常重要，對(duì)于控制系統(tǒng)而言尤其如此。如果我們能夠理解大腦和神經(jīng)元的可塑性（根據(jù)經(jīng)歷發(fā)生改變的能力），那么也許有一天我們能夠設(shè)計(jì)出能編程、學(xué)習(xí)和適應(yīng)的控制系統(tǒng)。