你所见的世界，它真的存在吗？

当接近未知的边界时，科学总是有一些哲学的味道。《科学》杂志在线发表的一篇论文很好地向我们解释了这一点。斯坦福大学的研究小组发现了一种刺激老鼠大脑和模拟视觉的方法。他们指出，只需激活20个神经元，老鼠就会“看到”不存在的东西并改变它们的行为！

你知道，老鼠大脑中有数百万个神经元。如果只激活其中的20个就能让老鼠产生幻觉，我们怎么知道我们看到的世界是真实的还是由神经元的意外激活引起的幻觉？这个问题想起来非常可怕。

负责这项研究的人是卡尔·戴瑟罗斯教授，他是“光遗传学”的先驱之一。昨天，他刚刚获得了2019年沃伦·阿尔珀特奖，以表彰他在这一领域的杰出贡献。今天发表在*学术期刊上的这项重量级研究再次证实了光遗传学的巨大应用价值。

▲负责这项研究的人是卡尔·戴瑟罗斯教授，光遗传学的先驱之一(照片来源:斯坦福大学)

首先，让我们谈谈光遗传学。它的原理实际上非常简单——神经活动源于神经元的活动，而光遗传学利用基因修饰在神经元上安装“开关”。利用特殊波长的光，我们可以控制特定神经元的打开和关闭，从而控制神经活动。作为神经生物学家的重要研究工具，它使我们能够理解动物行为背后的生物学机制。

为了研究老鼠的视觉如何影响行为，研究人员首先在老鼠视觉皮层的大量神经元中引入了一种绿色荧光蛋白。一旦神经元被激活，它就会发出绿色荧光。后来，他们给老鼠看了两种不同的条纹图案，一种在水平方向，另一种在垂直方向。因为这两种模式不一样，老鼠视觉皮层中的激活神经元也不同。根据大脑发出的绿色荧光，研究人员发现神经元只对“水平条纹”和“垂直条纹”分别有反应。

科学家发现神经元只对垂直条纹或水平条纹有反应(照片来源:参考资料

▲经过连续训练，与真实视觉刺激(黑色)相比，虚拟脑刺激(红色)可以达到类似的准确度(图片来源:参考资料

▲仅仅20个神经元就能让老鼠产生幻觉。有多少神经元能让人产生幻觉？(荣誉:肖恩·奎林、詹姆斯·马歇尔、瑟夫拉·拉贾和卡尔·戴瑟罗斯，斯坦福大学)

研究人员指出，只需要大约20个神经元就可以让老鼠“大脑补充”图片，这个图片小得惊人。过去，我们经常认为幻觉是一种罕见的现象。然而，这项研究表明，从神经机制的角度来看，幻觉所需的神经元并不多。“如果创造感知只需要20个神经元，那我们为什么不整天都有幻觉呢？”戴瑟罗斯教授补充道。在他看来，这可能是由于哺乳动物皮层的高度敏感性和特异性。一方面，它可以对很少的神经元做出反应；另一方面，它不容易受到信号噪声的影响，因此不容易受到干扰。

综上所述，这项研究指出，只有少量的神经元需要在老鼠大脑中被激活才能做出相应的反应。这一发现是否能在人类身上重现，值得进一步探索。如果可以，那么我们将更好地理解与幻觉相关的精神疾病背后的机制。