水螅是一种微小、透明的生物，与水母同属一类。
日前，科学家记录了活水螅体内每一个神经元的放电活动。这是对水螅神经系统成像的突破，通过研究这种动物的抽搐和移动，我们能深入理解如此简单的动物是怎样控制其行为的。
或许有一天，此类技术能帮助我们更深入地了解人类的大脑是如何工作的。纽约哥伦比亚大学的Rafael Yuste说：“不管是对人类大脑的研究，还是对一般意义上的神经科学研究，这项技术都很重要。”
水螅虽然没有脑，但却拥有自然界最简单基本的神经系统，网络中的神经元遍布全身。尽管如此，研究人员还是几乎不了解水螅体内几千个神经元是如何相互作用，让水螅动起来的。
为了搞清这一点，Yuste和同事Christophe Dupre对水螅进行了基因修饰，令其神经元在有钙时发光。神经元激活放电时，钙离子浓度上升，于是Yuste和Dupre便能够将水螅的行为与发光的神经回路关联起来。
例如，每当水螅张口进食，就有一条神经回路激活，那么该回路就有可能与水螅体体内消化腔的消化活动有关。这样的关联显示该回路可能是我们的消化神经系统的祖先。
神经元编码
另一条回路则在水螅躲避捕食者，缩成球状时放电。还有一条回路似乎可以感光，还能让动物知道什么时候该吃饭——尽管水螅并没有眼睛，但仍然需要光来捕食，并且多是在早晨。
研究团队发现，每个神经元只参与一个回路。这表明，在动物身上，每种反射都都发展出了专门的神经网络——这种安排非常原始，相较于人类神经系统的内部交互，要简单得多。
但不管怎样，水螅都是破解神经元编码的第一步。所谓神经元编码，是指神经活动是怎样决定行为的。Yuste说：“水螅的脑是地球上有史以来最简单的脑，所以我们可以先了解一点，然后将这些知识应用到更复杂的脑。”
Yuste希望，对人脑研究而言，目睹神经网络的实时运作能带来一些新见解，也让我们对精神疾病了解更多一点，比如精神分裂症。 “如果我们不知道神经系统是如何运作的，我们就不可能治愈病人。”
Yuste是哈佛大学的一位神经科学家。另外还有George Church，他于2012年推出了脑活动图谱项目（Brain Activity Map Project），号召大家记录人脑中每个神经元的活动，这对神经科学家来说无异于一个战斗的口号。
该项目构成了2013年奥巴马政府发起的耗资数十亿美元的脑计划（BRAIN Initiative）的核心。
“啊哈！”——灵感瞬间
水螅现在是第一种已绘制出全身神经活动图谱的动物，另外斑马鱼的全脑活动也以类似的方式进行了绘制。Church说，这项工作是 “了不起的里程碑，值得庆祝”，不过，将这项成果扩大到啮齿动物或灵长类动物将会是极大的挑战。
北卡罗来纳州杜克脑科学研究所的神经科学家Dale Purves则怀疑，绘制水螅的神经活动图谱是否能帮助人类了解自己。
“你必须得问：这种动物有没有可能像果蝇、蠕虫和鼠一样，能当成模型动物，能让我们更好地了解神经系统。” Purves说， “很不幸，我的答案就是‘没有’。”
不过，Yuste已经与另外七个团队展开合作，专攻水螅的神经元编码。他们希望彻底弄清神经元放电的方式，这样就可以建立一个算法模型，根据神经元的活动就能预测动物的行为。
Yuste说：“我们的梦想之一就是破解神经科学的根基，就像遗传学上发现DNA双螺旋那样。”
虽然有些人认为脑太复杂了，不可能做到这一点，但Yuste非常乐观， “我希望能活着见到这一刻，‘啊哈！’所有的拼图都凑到了一起。”
编辑：Dionysos
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