科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，奔跑能幫助小鼠恢復(fù)早期感覺剝奪(sensory deprivation)所造成的失明。這項研究發(fā)表在六月二十六日的eLife雜志上，闡明了大腦可塑性背后的具體過程，這種可塑性被認(rèn)為是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

五十多年前，神經(jīng)生理學(xué)家David Hubel和Torsten Wiesel破解了將視覺信息傳送到大腦的編碼機(jī)制。他們還向人們展示，只有兩只眼睛都接受足夠的早期刺激，視覺皮層才能夠正常發(fā)育。

在關(guān)鍵時期剝奪一只眼睛的視覺，會導(dǎo)致弱視，甚至達(dá)到接近失明的狀態(tài)。如果上瞼下垂、白內(nèi)障等出生缺陷沒有及時糾正，就會造成上述問題。成年后再進(jìn)行治療不能完全恢復(fù)視力，整個恢復(fù)過程也很緩慢。

2010年，加州大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Christopher Niell和Michael Stryker發(fā)現(xiàn)，在奔跑時小鼠視覺皮層神經(jīng)元對視覺刺激的應(yīng)答增加了一倍多。Stryker指出，高速奔跑時掌握環(huán)境并調(diào)整方向更加重要，而休息狀態(tài)的較低應(yīng)答有助于保存能量。

人們普遍認(rèn)為，活動能夠刺激大腦的可塑性。于是Stryker和同事Megumi Kaneko展開合作，分析了奔跑對視覺皮層可塑性的影響。他們在視覺發(fā)育的關(guān)鍵階段，縫合了小鼠的一只眼睛，以誘導(dǎo)小鼠發(fā)生弱視。隨后，他們打開小鼠的眼睛，并將它們分為兩組，分別記錄大腦的活動。

一組小鼠一邊在跑步機(jī)(treadmill)上奔跑，一邊觀看復(fù)雜的視覺圖像。這一圖像經(jīng)過篩選，可以刺激小鼠初級視覺皮層的幾乎所有細(xì)胞。另一組小鼠被關(guān)在籠子里，不接受額外的視覺刺激。

一周之后，在縫合眼睛所對應(yīng)的皮層區(qū)域，奔跑小鼠的響應(yīng)能力增強(qiáng)。兩周之后，這一區(qū)域的應(yīng)答能力就與正常小鼠差不多了。在不奔跑也不接受額外視覺刺激的小鼠中，視覺恢復(fù)很艱難，無法達(dá)到正常的應(yīng)答水平。

進(jìn)一步研究顯示，奔跑和視覺刺激都不能獨立產(chǎn)生這么好的效果。此外，接受特定圖像刺激的小鼠，并沒有增強(qiáng)對其他圖像模式的應(yīng)答，這說明在奔跑過程中只有視覺回路被激活。

“這一現(xiàn)象非常穩(wěn)定，”加州大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家Massimo Scanziani說。“刺激的效果很強(qiáng)，可重復(fù)性也很高?！边@項研究為人們提供了治療弱視的一條潛在新途徑。