當 Cris Niell 說他想研究小鼠是如何看東西的時候，并沒有得到更多高級神經科學家的認可。小鼠是夜行動物，它們用鼻子和胡須為自己導航，因此許多研究人員認為關于小鼠的許多視覺實驗是毫無意義的。通常情況下，研究人員都用猴子作為替代模型，因為猴子有處于正前方的視野和比小鼠更加敏銳的視覺。更重要的是科學家們可以依靠幾十年的成熟的技術，將靈長類動物的實驗結果運用到人類的視覺系統。“人們都說，在老小鼠身上研究視覺系統，這太瘋狂了，”Niell 回憶說。

但他始終堅信這些嚙齒動物能夠為視覺系統的研究帶來一些獨特的東西。自 1960 年代以來，研究人員就利用貓和猴子做過一些研究，發現了大腦將信息從眼睛映射到意識的重要線索。但是想要在細胞水平上進行更加深入的研究，研究人員就必須能夠控制和監測神經元，而在貓和猴子的復雜系統中很難做到這一點，在小鼠身上就相對容易得多。如果小鼠處理視覺刺激的進程與靈長類動物相似的話，我們就可以搞清楚大腦是如何在受到外來刺激后從大量的數據中提取信息——甚至弄清楚大腦是如何工作的。

在眾多神經科學家對 Niell 的想法表示質疑的時候，他找到了一個支持者，舊金山加州大學的 Michael Stryker。Stryker 為 Niell 提供了在自己實驗室里攻讀博士后的機會，兩人從 2005 年開始著手準備這一項瘋狂的小鼠視覺實驗。

將近十年后，這兩位研究者擁有了更多的研究同仁。在去年舉行的神經科學學會年度會議上，Niell 出席了許多關于小鼠視覺的研討會。2012 年 3 月，西雅圖的艾倫腦科學研究所宣布了一項為期十年計劃花費超過 1 億美元的科研項目來研究小鼠視覺在大腦上的映射區域。今年6月，在紐約冷泉港實驗室一個為期兩周的培訓課程向人們展示了小鼠視覺研究的未來和重點。加州大學神經學家、這一課程的課程主任 Andrew Huberman 表示，22 個學生中，有超過四分之三的人選擇調查如何使用小鼠進行視覺系統研究。此外他還表示，在最初的 2001 年，只有一兩個學生選擇在這一領域學習，但是現在學生人數呈指數上升，“這是一個爆炸式的增長。”

大量的關注很大程度上源于科技的進步，利用光遺傳學技術，研究人員能夠監測和控制特定的小鼠神經元。低廉的成本與不存在倫理限制，也是這一項目吸引人的地方。

Huberman 指出，就目前而言，他們是否能夠就此揭開關于人類的視覺的有用信息還是一個開放性的問題。“小鼠視覺皮層的神經科學就像是一部智能手機，每個人都認為自己需要買一個玩，但是智能手機究竟是僅僅給人帶來方便，還是讓人分心的玩具，亦或是在發明電之后的有一個偉大發明，仍然有待時間的驗證。”

嚙齒動物的吸引

Niell 想重溫一些知名的和開創性的視覺科學實驗。在 1950 年代和 1960 年代，David Hubel 和 Torsten Wiesel 將電極放在貓和猴子的大腦背面，用揚聲器來跟蹤神經元活動。當動物看到斜線和移動的小圓點時，研究人員分別監聽了它們的大腦活動。他們所監聽到的結果顯示，神經元組織區域相應運動和邊緣圖形。這項發現讓他們獲得了諾貝爾獎。

原來，神經元會對眼睛輸入到視覺皮層的信息加以篩選：一些神經元只響應垂直的線，一些響應水平線，還有一些響應斜線，還有一些相應移動的原點，以此類推。

Niell 現在管理著尤金俄勒岡大學的一個實驗室，他也知道將上述發現套用在小鼠身上并非易事。例如安放在小鼠大腦的電極有可能損壞脆弱的小鼠大腦，不僅無法起到監控作用，還會影響小鼠自身活動。但是在隨后的研究中，他們重新設計了研究設備，Niell 和 Stryker 現在使用硅制的微探針記錄小鼠大腦活動。

響應一系列斜線的神經元映射圖，在特定的圖形取向下，神經元活動達到高峰。但當首選斜線傾斜角度變成其它的角度后，這些細胞則陷入了沉默。Stryker 回憶說，“我簡直不敢相信這些圖像如此清晰，就像書本上的圖表一樣。”Stryker 和 Niell 認為這是小鼠可以作為高等動物的視覺研究模型的有力證據。

當這一研究結果被傳開后，他們的實驗室很快有了訪客。最早的是加州大學的兩位神經科學家 Hillel Adesnik 和 Bassam Atallah。Adesnik 和 Atallah 一直致力于研究小鼠大腦切片的連接。他們想要測試細胞如何在新切割組織回應刺激，但是沒有成熟的處理技術。所以當他們聽到來自舊金山的這個消息時，立即跳上摩托車行駛 800 公里去向 Niell 學習。自從那次訪問之后，Adesnik、Atallah 所做的實驗也證實了神經元在小鼠視覺皮層的交互作用。

但是索爾克研究所大的一個神經生物學家 Edward Callaway 指出，現在還不知道這門科學能夠走多遠，“到目前為止，我們還沒有從小鼠視覺系統上發現任何新的東西。但是這并不奇怪，因為我們光研究猴子視覺系統就花了40年。”

但這些早期的數據使得研究者向著利用簡單模型揭示大腦復雜活動的目標邁進了一大步。例如，這個研究結果就表明小鼠大腦有著與靈長動物類似的復雜處理過程。

無獨有偶，大約在同一時間，倫敦大學的 Matteo Carandini 將多年的研究視野從猴子和貓轉向小鼠。他想研究神經回路上下游的活動，因此他必須記錄單個神經元的活動。而這一點在猴子和貓復雜的大腦系統中是非常難以做到的，所以 Carandini 開始探究模式小鼠的神經元活動。

他和他的團隊開發了一個任務：訓練小鼠在看到條紋時按下一個按鈕。該團隊還監視小鼠在運動或探索虛擬環境時的視覺處理過程。現在 Carandini 想在這樣的實驗條件下操縱特定的神經元，觀察小鼠行為的變化。他認為在小鼠小而扁平的大腦上進行研究，可以映射高等動物的大腦行為進程。

模糊的視覺

但是 Carandini 和許多這一領域的研究者都承認這一研究有一些限制。例如沒有人能否認老鼠的視覺不怎么好; Niell 估計它們的視覺相當于人類視覺的 1/100(相當于盲人)。因此有些研究任務，在嚙齒動物身上是無法完成的。“想要真正得到正確的研究結果，我們不得不使用靈長類動物，”世衛組織研究人員 Callaway 說道。

但是也有人表示，小鼠和人類之間的相似之處大于差異。小鼠的視覺皮層包含與人類相同的神經類型、相同的種類比例，以及相同的作用機制。在進化關系上，老鼠與人類的親緣關系比貓更近。事實上，小鼠的大腦區域相比猴子和貓更易于處理。

可并不是所有的科學家都能認同這一說法。因為小鼠與猴子的大腦區別非常明顯。首先是大小，其次是神經元的數量。有人認為小鼠的大腦太小，以至于不能采用同樣的方式進行研究。