据物理学家组织网近日报道，美国塔夫斯大学的生物学家第一次展示了脊椎动物移植后的眼睛，即使位于远离头部的位置，也能在与大脑不具有直接神经连接的情况下传达视觉信息。相关研究报告发表在2月27日出版的《实验生物学》杂志上。
科学家所面临的一大挑战就是了解受试动物的大脑和身体如何适应组织的巨大变化。通过实验他们揭示了大脑卓越的可塑能力，即处理从错位的眼睛传来的视觉数据，即使它们处于距离头部较远的位置。
研究小组通过手术切除了供体，如蝌蚪胚胎的眼睛原基，并通过荧光蛋白对其进行了标记，然后再将它们嫁接到受体胚胎的后部区域。这将导致受体动物眼睛的异位生长，而其原有的眼睛也会被移除，只剩下错位的眼睛。科研人员透过荧光显微镜发现了不同的神经支配模式，但却没有一根神经将异位的眼睛与动物的大脑或是头颅连接起来。
为了确定异位的眼睛是否传达了视觉信息，科学家开发了一种由计算机控制的视觉训练系统，水中的各个象限都由红色或蓝色的发光二极管所照亮。这一系统能够对游动在特定象限的蝌蚪施加温和的电击，而与摄像头和电脑程序适配的动作追踪系统则能使他们监视并记录下蝌蚪的动作和速度。
研究结果十分令人振奋，超过19%的连接到脊柱上的动物视神经都显示出其对于灯光具有习得反应。当蓝灯亮起时，他们会自然地从红灯区域游开。这一反应与拥有正常眼睛的蝌蚪群无异。此外，在没有受到电击的情况下，两种蝌蚪都不会出现类似的反应。
科研人员指出，医学上的一个主要目标就是利用生物或人工部件，来恢复受损或是丧失的感应结构的功能。但他们从没想到不与大脑相连的错位眼睛也能具备视觉功能。大脑能从与脊髓神经密切相连的眼睛处获取视觉数据，这显示了大脑的可塑能力，即其可从身体的多个区域吸取信号，并将它们转化为行为程序。这将为治疗失明等感觉障碍提供有力帮助。
下一步，科学家仍需确定脊椎动物大脑的可塑性是否能够延伸至其他异位的器官，或者是其他类别动物的器官。他们还谈到，这一研究未来最吸引人的领域在于，大脑如何能识别出从五脏六腑周边组织发出的电信号，并将其理解为可视数据。在计算机工程领域，这一问题通常会由依附于信息包的元数据片段所解决，根据这些片段就可追溯出它的来源和类型。而紧连脊髓的眼睛所发出的电信号是否携带了有关它们自身起源的标识，仍是需要测试所检验的假设。