这些增强是为走路而生的:研究表明，运动使视觉系统进入更高的档位
无论你是美国职业棒球大联盟的外野手，还是在繁忙的城市人行道上行走的普通人，在走路或跑步时密切关注周围的环境都是值得的。现在，加州大学旧金山分校神经科学家的新研究表明，在这些快速变化的情况下，身体可能会从一种特殊的大脑回路中得到帮助，这种回路会导致视觉系统神经元在运动时更强烈地放电。
关于睡眠期间不同大脑状态的变化，人们已经做了大量研究，但这项新发现发表在3月13日的《睡眠与睡眠》杂志上细胞，提供了一个令人信服的清醒大脑状态变化的例子。
人们早就知道神经细胞在视觉系统当我们密切关注物体时比被动地观看场景时更强烈。但是这项新研究是由UCSF实验室资深作者Michael P. Stryker博士，W.F. Ganong生理学教授的博士后Yu Fu博士领导的，他开辟了新的领域，设计了一种通过走路或跑步直接激活的视觉系统放大器。
尽管这种回路尚未被证明存在于人体内，但斯特赖克正在设计实验，以确定它是否存在。他说，如果他的研究小组没有在人类身上发现类似的机制，他会感到惊讶，因为这样的系统已经在果蝇身上发现了，而老鼠的视觉系统迄今为止已被证明是人类视觉许多方面的良好模型。
他说:“触觉只能告诉你物体离你很近，听觉系统通常不像视觉系统那样对物体的确切位置敏感。”“视觉——一种能告诉你关于远处事物的最多信息的感官形态——似乎在你在世界上移动时更有效，这通常是有用的。”
斯崔克说，在这项新研究中发现的神经系统可能已经进化到保存能量的程度，它允许大脑在要求不高的行为情况下以低于峰值的效率运行。“当你不需要你的视觉系统处于高增益状态时，你的大脑在反应时消耗的能量可能会少得多，”Stryker说。“理想情况下，当你移动时，增益的变化是你想看到的——神经元在做同样的事情，它总是在做，但它对大脑的其他部分说话更大声。”
在这项新研究中，老鼠被允许在一个悬浮在气垫上的泡沫聚苯乙烯球上自由行走或奔跑，同时科学家们使用一种被称为双光子成像的技术来监测大脑的激活细胞在大脑的主要视觉区域，即V1。
研究人员发现，V1神经元的一个子集，那些含有一种叫做血管活性肠肽(VIP)的物质，即使在黑暗中，也会纯粹通过运动以时间锁定的方式被强烈激活，而其他V1神经元基本上保持沉默。
给老鼠看视觉刺激无论是在静止时还是在运动时，测量结果表明，走路可以使V1神经元的反应增加30%以上。此外，V1对这些刺激的反应随着VIP神经元的活动以及小鼠开始或停止行走而增加或减少。
为了确定VIP神经元是导致这些变化的原因，研究人员使用光遗传学技术，将光敏感蛋白专门插入VIP神经元中。利用光刺激这些细胞群，研究小组发现他们可以模拟运动的效果——当VIP细胞被激活时，V1细胞对刺激的反应更强烈，不管动物是否在运动。相反，当研究人员专门针对并使VIP细胞失效时，其他V1细胞的运动诱导反应增加被取消。
