在霍普金斯医学院的研究人员和他们的同事发现,除了自己的简单表达人类的光受体的小鼠可以获得新的色彩视觉,表明大脑可以更迅速的适应新的感官信息比预期。
这项工作,出现在3月23日科学类,也表明,当第一个祖先灵长类继承了一个新型的感光器比4000万年前,它可能立即有彩色增强,这可能允许这种特质 快速蔓延。
“如果你在前端给老鼠一个新的感觉输入,他们的大脑会在后端学习利用额外的数据吗?“杰瑞米问内森博士,博士,神经科学,分子生物学和遗传学教授霍普金斯,眼科。“答案是肯定的,是的。他们不需要额外的一代又一代的发展新的景象。”
视网膜的灵长类动物,如人类和猴子是独一无二的哺乳动物,他们有三个视觉受体吸收短(蓝色)、中(绿色)和长波长的光(红)。小鼠,像其他哺乳动物一样,只有两个;一个中等波长短的一个。
在这项研究中,研究人员设计了一个“敲门”的老鼠,它有一个中等波长的受体,它与人类长波长的受体所取代,所以这两种基因在视网膜上表达。人的受体在小鼠体内具有生物功能,但真正的问题是,小鼠是否能够使用新的视觉信息。
为了解决这个问题,研究者们使用了一种经典的偏好试验;小鼠在三光面板被触摸的一个小组,出现了不同于其他两个。 回答正确得到一滴豆浆。
为了规避棘手的问题,有关颜色知觉的主观性质?每个人都有一个讨论,是否“绿色”,他们看到的是相同的“绿色”他们的朋友看到可以证明这一点?研究人员只测试是否小鼠可以区分 灯。
“每个感光细胞吸收的波长范围,但效率随波长变化,”该解释。“例如,一个感光细胞可能吸收绿色光只有一半尽红灯。 如果动物只有这种类型的感光细胞,然后一个绿色的光,当红灯亮两倍将红色的相同。 但如果动物添加不同吸收特性的第二感光,然后通过比较这两种受体,红色和绿色的灯光总是可以区分的。”
正常小鼠未能区分黄色与红色的光时,光强度被设置为给予相等的激活他们的中间波长。然而,小鼠与人类长的波长和鼠标的中间波长受体学会告诉的差异,虽然它接管了10000个试验,以学习的区别。
该提示这些基因敲除小鼠模仿我们最早的祖先获得三色视觉,基于三受体的颜色视觉。在过去的一点 ,随机突变产生一个受体基因的一种变体,位于X染色体上,产生两个不同的受体类型。 现今的新世界猴(南美洲)仍然使用这一系统,这意味着在这些猴子只有某些女性可以获得 三色视觉。
相反,在旧世界(非洲)的灵长类动物,如人类,两种不同的X染色体基因复制,使每个X染色体现在进行受体类型的基因,给男性和女性的三色视觉。
“你可以说,原始的灵长类动物的彩色视觉系统,和一个新世界猴今天还在使用,是“穷人的'或是准确的,”可怜的女人的颜色视觉版Nathans说,”。
该研究由国家眼科研究所和休斯霍华德医学研究所资助。
在本文作者杰瑞米Nathans和休米大学的霍普金斯,和杰拉尔德雅可布和加里威廉姆斯的加利福尼亚大学,圣塔巴巴拉。
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