大脑研究将青蛙的的眼球在眼窝中旋转180

为了研究大脑发育的秘密，科学家们想尽了各种可行的办法。在大脑发育过程中，有一个问题是研究者一直想搞明白却很难搞清楚的：神经元是如何正确地联系在一起的？

人的大脑有亿个神经元，这么多的神经元，在发育过程中难免会出现联系错误。神经元细胞在与脑侧室相邻的某个区域分裂形成后，会沿着放射状神经胶质细胞而到达皮层的正确位置。这个过程极其复杂，会出现错误。事实上，由于新生神经元迁移错误会带来不良的后果，比如造成大脑整体性麻痹、智力缺陷和癫痫。

对于绝大部分正常人来说，他们的大脑发育过程没有出现神经元联系错误。因此，这个现象很让人疑惑：数量巨大的神经元以极其复杂的过程迁移到正确位置，为什么正确率这么高？而且细究这里边的细节，你会发现其中包含了重重困难。

比如说视神经。它需要投射到正确的视觉部位——位于丘脑的一个特定区域，然后在那里接着长出很多轴突到枕叶的视觉皮层。不仅如此，在感受光的视网膜内，光感受点的毗邻空间关系也必须在轴突生长到脑部的过程中保持不变。如果以上几点出现了错误，视觉世界就会杂乱无章，无法进行视觉成像。

科学家做了相关的实验来观察视神经的发育。加州理工学院的罗杰-斯佩里就做了一个有趣的实验。在青蛙视神经的轴突长到脑内以前，斯佩里将它的一个眼球在眼窝中旋转了度。令人感到惊奇的现象出现了，青蛙在接下来的发育过程中，眼球长出的轴突仍然克服了物理信号中断的困难，正确找到了位于视顶盖（相当于人脑视觉中枢）的正常靶点（即神经元细胞体的树突）。

是什么引导轴突找到正确的靶点？斯佩里的结论是：在发育中，突出特异性的化学特征信号可以使轴突与靶点互相配对接触。这个实验表明，即使眼球中断了物理信号，化学信号也能指导轴突与相关神经元树突配对。

这个故事还没完。虽然轴突与树突配对成功了，但是那只青蛙的视知觉正常吗？不幸的是，青蛙的视知觉与正常青蛙的完全相反了：本来在后侧的飞虫，它会以为是在前侧，所以捕食时会搞错位置。

如果不是把蛙眼反转，而是把青蛙视顶盖的一半进行损坏，轴突该如何生长？科学家原以为将有一半的轴突找不到指定的靶点。但是实验结果又一次出乎意料。事实是，所有来自眼球的向内生长的轴突都聚集到视顶盖剩余的那部分了。这个实验暗示了目标区域的神经元表面呈现的生化分子浓度梯度在指导向内生长的轴突。

近来的研究已经发现了某些分子能够建立这种梯度，如果这些分子出现混乱，将干扰正确的突触形成。而且，这些指导神经元轴突去向的分子，正是发育早期指导神经元进行迁移的分子，看来，这些“分子管理者”在大脑发育过程中的地位至关重要。