假如給我三天光明，我的世界可能會變得更糟！？

大腦發育的過程是極具魅力的。

我們每個人都從一個胚胎開始，逐漸發育成現在的樣子。

在發育的過程中，有些能力的產生和完善是需要在特定時期完成的，比如視覺信息處理能力和語言能力。

如果一個先天盲人在幾十歲的時候重見光明，這對他來說未必是一件好事，想像一下，如果你看到的世界裡沒有景深、各種顏色和你腦海中的顏色也不盡相同，這時候睜著眼睛走路可能還沒有閉著眼睛走得穩。

這是因為視覺系統已經錯過了關鍵的發育期，很難與其他感覺系統的信息整合，這種多出來的感覺信息輸入很可能是個「累贅」。

這聽起來很難以置信？

其實早在 1963 年，Held 和 Hein 兩位科學家做過這樣一個實驗，他們把出生不久的兩隻小貓飼養在一個籠子里，這兩隻貓被固定在一根軸上，一隻貓可以正常的行走（Active moving），而另一隻貓被裝在盒子里不能自主行走（Passive moving），正常行走的貓通過行走可以帶動另一隻貓被動行走。實驗裝置如下圖所示。

在這個實驗中，兩隻貓看到的世界並無不同，經過一段時間的飼養後，把這兩隻貓放在桌子邊上，正常行走的貓看到邊緣知道要掉下去，所以用爪子抓緊桌沿，以免自己掉下去；而被動行走的貓並不知道看到邊緣後應該怎樣運動，所以仍然向前走。

之所以會出現這樣的現象，是因為被動行走的貓在發育過程中沒有建立起視覺反饋與運動輸出之間的關係，因此無法做出正確的運動行為。

然而，這種現象的神經機制並不明確。

近期，來自瑞士的科學家對這一現象的神經機制進行了探究。

他們把小鼠飼養在黑暗中，等小鼠 30 天大的時候，把它們放在一個虛擬現實的環境中。小鼠踩在滾珠上，而虛擬現實屏幕會呈現視覺刺激，給小鼠視覺流向前走或是向後走的感覺。

實驗過程中記錄了小鼠初級視覺皮層（V1）第 2 層和第 3 層的神經活動。

視覺流在呈現一段時間後突然會向反方向流動，這就好比你在過馬路時突然所有的車都開始倒車一樣。

這對於小鼠來說就出現了視覺輸入和運動輸出的不匹配（mismatch），因為人家好好的向前走，突然來了個場景反轉。

不匹配出現的瞬間往往會伴隨著神經元放電。

科學家們進一步發現，不匹配神經元（mismatch neuron）接收到了來自視覺的抑制性輸入和來自運動相關的興奮性輸入，並據此計算預測的視覺輸入和真實的視覺輸入之間的差異。

這種不匹配神經元非常敬業，發現不匹配，及時放電！

科學家們還根據他們繪製的神經迴路進行了模擬計算，給定視覺輸入和運動相關輸入，利用LIF模型，可以很好的預測出不匹配神經元的活動。

模擬計算與生理結果的一致性使得不匹配神經元的神經迴路更加可靠。

大腦發育中的視覺—運動耦合過程的非常重要，小孩子剛會爬時到處摸索就是在建立視覺—運動信息的耦合關係，使自己在複雜的視覺流輸入中做出正確的運動行為。

參考文獻：

[1] Attinger A, Wang B, Keller G B. Visuomotor Coupling Shapes the Functional Development of Mouse Visual Cortex[J]. Cell, 2017.

[2] Held R, Hein A. Movement-produced stimulation in the development of visually guided behavior[J]. Journal of comparative and physiological psychology, 1963, 56(5): 872.

海倫·凱勒：如果上帝給了我三天光明，我會看到多麼美好的世界呢～

科學家：不會，你看到的世界不會是美好的。

海倫·凱勒：…………哦…………

科學家：雖然是後天失明，但你依然錯過了視覺系統發育的關鍵時期。

海倫·凱勒：………

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