灯光下，一只小米粒大小的果蝇顶着标志性的红眼睛，张开翅膀，“自以为是”地飞起来。

　　

    

其实，这不是严格意义上的飞。果蝇的身体被悬挂在一个细小的金属钩上。

　　

    对于发生在身体上的细微变化，它似乎浑然不觉。

　　

    果蝇周围的圆形纸筒开始转动起来，那上面是两个位置相反的“T”字图案。在自己的世界里，这只微型的“小苍蝇”用硕大的眼睛全神贯注的盯着眼前的目标，自由自在地享受着“飞来飞去”的感觉。

　　

    而这时，果蝇的飞行状况通过一系列复杂的传感装置反馈到计算机上。

　　

    但是，研究者们所专注的并不是飞行者优雅的姿态。他们更关心的是果蝇眼中的世界，以及这对大眼睛之后所折射出的脑力的光芒。

　　

    看起来确实有趣，近5年来，这个长着红色复眼的小东西一直是刘力和他的“脑与认知”课题组的“科学伴侣”。

　　

    人们对于周遭世界的认知，开始于我们的脑。

　　

    当我们熟识某个人后，无论他穿什么衣服；距离我们远或者是近；我们是否都能够把他一眼辨认出来呢？答案应该是肯定的。因为我们可以通过眼睛收集到重要的信息，并且把这些信息转化为自己的记忆。

　　

    那么，我们的这种能力究竟源于怎么样的神经活动呢？

　　

    这个看起来不可理喻的问题，却一直是科学上的难题。

　　

    在人的大脑中，活跃着1000亿个神经元，直到今天，我们仍然找不到一种可行的方法同时监测这么多神经细胞的活动。

　　

    但是果蝇不同，与我们相比，它们的脑要简单得多。

　　

    

中国科学院生物物理研究所 脑与认知科学国家重点实验室 刘力研究员：我们知道人的大脑有10的10次方到11次方这么多个神经元。其实果蝇的脑里面有10的5次方个神经元，差了5－6数量级。所以相对于人来讲它们的脑是相对简单的，可是这个简单也只是相对而言。

　　

    物体进入我们的眼中，我们的脑对图像分类后加以储存，形成了概念。而概念则构建出思维与情感这样更高层次的内心世界。

　　

    那么，比我们头脑简单得多的果蝇，它们的眼是否也和我们一样是认知的窗口，它们的脑是否也有学习和记忆的能力呢？

　　

    2006年2月2日，国际期刊Nature上发表了中国科学家的研究论文，这一最新发现表明：果蝇的视觉记忆功能需要脑中特定的神经元形成回路来完成。

　　

    简单的说：果蝇有记忆，会学习。它们的大脑同样复杂。

　　

    作为飞行的昆虫，何时起飞，又将飞向何方？这些行为都与视觉密不可分。但是果蝇不会与我们对话，那么，我们怎么能知道它们到底是如何看，又如何理解的呢？

　　

    它不像是人，人可以问他，记住没记住，我记住。或者是你分得开分不开，我分开了。可以用语言进行交流，但是动物它没有这样的功能。我们不知道它到底是不是真正的学习了还是记忆了，还是能不能分辨图形了，这样就需要实验者设计出精巧的一些实验能够表现出判断出果蝇确实是能把图形分辨开的，是能够学习和记忆的

　　

    于是，研究者们为果蝇量身度造了一套复杂的“飞行模拟装置”。

　　

    悬挂在金属钩上的果蝇置身于明亮的圆筒形空间里。除了脖颈处稍有不适之外，一切都好，于是展开双翅，向眼前的目标飞去。

　　

    

在我们眼中，果蝇始终在原地打转，可是在果蝇的眼里，旅行已经开始，可以选择追随的目标只有两个。它们是旋转圆筒上的正反两个“T”字图案。

　　

    它向左或是向右转动的扭转力矩是可以被检测到的，果蝇本身不动，它向左或者是向右转动的时候其实本身保持不动，而是它周围的背景圆筒作相对于它的转动。如果果蝇希望向右转那么其实本身不动，圆筒就是向左转。

　　

    当果蝇转向某一侧选择盯住其中的一个图案时，圆筒也受到果蝇飞行扭矩的控制，在它自己的选择下转动起来。

　　

    飞行模拟器将果蝇眼中的图像模拟得与现实世界一样，它果真以为自己在两个“T”字间飞来飞去。

　　

    其实我们的飞行模拟器从工程上来讲就像一个简单的模拟的飞机或者是模拟的汽车一样，只是让果蝇来进行这样一个操作。在这样一个飞行模拟器里，我们可以呈现给果蝇不同的视觉图案，果蝇可以通过自己的飞行来控制图案的呈现。

　　

    既然目标只有两个，它当然会在两者之间随心所欲的选择。

　　

    但是研究者们却不想看到果蝇总是这样。他们想要了解果蝇是否能够清楚的区分开这两个图形。这就需要一些特殊的手段来辅助，那就是“惩罚”。

　　

    比如说我们呈现给果蝇两种不同的视觉图案，当它追踪其中一种图案的时候我们给它一个惩罚，就提示果蝇这个图形对于你来讲是一个危险的信号，相当于红灯。

　　

    当小家伙的视线由正T转向倒T时，程序立即启动激光，它的身体被红光瞄准，伴随而来的是激光的刺痛。

　　

    每一次不由自主的转向倒T时，悲剧就会发生一次。

　　

    当他追踪另外一个图形的时候，我们不给它这个惩罚，另外一个图形对你来说是一个安全的信号，相当于一个绿灯。

　　

    只有当它将头转回正T时，惩罚才立刻消失。

　　

    在这个残酷的“教育”的过程中，果蝇脑中的一些机制被启动了。

　　

    长时间的训练后，即使当“惩罚”的条件已经消失，它仍然会专注地看着“正T”，而对“倒T”置之不理。因为它们一个等同于“安全”，而另一个则意味着“危险”。

　　

    这种对于图形分辨后的记忆牢牢生根在脑中了。

　　

    在这个巧妙的“飞行游戏”中，果蝇们证明它们的脑同样懂得“吃一堑长一智”。

　　

    

并不是说把你的所有细节都记到脑子里，我是抽提了你的一些特征。在另外一个情况下我只要看到你的这几个特征我就知道你是谁。果蝇也有这样的能力，它能够把这些图案的特征抽提出来并且形成记忆在脑里面，到了另外一个环境里面，它可以根据脑里边的这样一个模板，把这个图形再给它识别出来，进行一些匹配，那么一下子就能够识别出来，进行视觉归纳。

　　

    实验证明果蝇在视觉处理上同样具有学习归纳的能力，但这样的发现并不是研究者们的最终目的。

　　

    当我们睁开眼睛，大脑中的一套机制便被开启了。

　　

    这样的一些神经回路究竟是怎样搭建起来的，究竟它怎么就能使我们外边看到的这个图案在脑里面形成一个表征，或者是形成一个内部的结构，最后我们还能在脑里面记住它。

　　

    我们的脑太过复杂。所幸的是，不同物种的脑虽然在形态上迥然不同，但是在基本功能上却有着相似性。那么，对于小小的果蝇，如果能够从更细微的角度去探究驱动它们这些行为的机理，是否会为我们对于自己大脑的解读带来一些启示呢？