老猫头鹰的新问题—— 老猫头鹰也能学会新把戏，成年动物的脑或许有比想象中更大的变化潜力

2002

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老猫头鹰的新问题
老猫头鹰也能学会新把戏，成年动物的脑或许有比想象中更大的变化潜力

September 20, 2002 　　

OURSCI NEWS STAFF

猫头鹰：靠协调视觉和听觉来定位

　　伦敦——年纪大了，学习新事物的能力就不像少年时那么强，这是有生理原因的。但不要灰心，成年的脑子适应新东西的能力，可能要比人们原先估计的大得多呢，前提是不急于求成、而有耐性缓慢积累。美国斯坦福大学的科学家成功地通过积累手段使成年猫头鹰的脑部适应了很大的变化¹。

　　婴儿学语、雏鸟学唱歌、小鸭子认识母亲的阶段，是脑发育的重要时期。幼年的脑神经可塑性较强，随着年龄的增长，一些神经通路“固定”了下来，灵活性大大下降。科学家此前认为，一些基本技能在幼年期定型，成年后很难再改变。但新的研究表明，变化并不像人们认为的那么困难。

　　作为夜间掠食者的猫头鹰，需要协调视觉与听觉系统的感觉，在黑暗中对猎物进行准确定位。这一功能由脑部中央一个称为视顶盖的区域负责。视觉系统产生的“视觉地图”直接从视网膜获得；听觉系统则麻烦一些，需要通过声音到达两只耳朵的时间上的微妙差异来判断方位，产生“听觉地图”。这两个在脑部产生的“意境地图”（心理感知地图）需要精准地对应。例如正常情况下，猫头鹰正视一只老鼠时，老鼠惊恐的吱吱声应该同时到达猫头鹰的两耳；如果老鼠在视野中靠右，相应地吱吱声到达右耳的时间就会早一点。

草鸮：成鸟和雏鸟。中等猛禽，以鼠、蛙、蛇、鸟卵等为食。

　　在一项旧研究中，斯坦福大学医学院的Brie Linkenhoker和Eric Knudsen给草鸮（一种猫头鹰）戴上棱镜做的眼镜，使眼睛看到的东西偏转特定的角度，改变视觉地图。这样，听觉地图也需要作相应改变，才能与视觉取得协调。例如，棱镜使事实上在正前方的东西在猫头鹰看来偏右，与这个视觉信号对应的声音应当同时到达两耳，而不是右耳先听到，否则定位就会发生混乱。试验发现，如果棱镜使视线偏转一个较大的角度，猫头鹰的雏鸟能够很快产生与之对应的、变化很大的听觉地图。但给成年猫头鹰戴上眼睛，其听觉地图的改变要小得多。这表明，雏鸟生涯的前几个月，对建立视觉与听觉的协调是一个关键时期，证明了早年学习的重要性。

　　但Linkenhoker等人的一项新研究显示，如果方法得当，也能使成年猫头鹰产生较大的适应性改变。科学家在9月19日出版的英国《自然》杂志上报告说，他们采用同样的研究方法，给2到4岁的成年猫头鹰配戴棱镜眼镜，给它们听来自不同方位的声音，记录其脑部视顶盖区域的活动。结果发现，如果一上来就把棱镜偏转角度调得很大，那么即使猫头鹰戴眼镜很长时间，其听觉地图也难以发生大的变化。但是，如果从较小的偏转角度开始逐渐加大，猫头鹰就能慢慢地适应，最终使听觉系统发生很大改变。尽管改变的幅度仍然不能与雏鸟相比，但已经比人们预料的大得多。

　　试验显示，成年动物的脑难以产生突然的大幅转变，但可能较容易适应逐渐积累式的转变。这将影响到一些神经科学试验的设计，并使我们对成年后的学习能力及方法获得新认识。

　　References:

　　1. Linkenhoker, B.A., Knudsen, E.I. Incremental training increases the plasticity of the auditory space map in adult barn owls. Nature, 419, 293 - 296, (2002). |Article|

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收录时间：2002.09.20
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来源：三思原创

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