撰文丨林大白 （复旦大学 博士生）
责编丨K
排版丨小箱子
一般而言，当我和亲人朋友们第一次谈及我的实验动物都是这样展开的：
“你用小老鼠做实验么？”
“不是，我做diao。”
“拿雕做实验, 这笼子得有多大？”
“是那个貂皮大衣的那个‘貂’。”
“哦，毛质手感顺滑可撸。那做完实验后你们会把皮扒了卖钱吗？”
“不不不，一般内心默哀完事后，实验动物尸体都集中焚烧处理的。”
全程对话木的感情…
但其实，我们的实验动物也并非是用来做大袄的貂。那么，此“貂”为何貂？为啥又有越来越多的科研狗心甘情愿地想窥视 “貂民”的脑中世界？它们除了“耐人寻味”的骚气外，又有何与众不同之处？首先，在进入科研的大海里游泳前简单了解下这个小生灵。
鼬科佐罗，软萌且凶猛
蒙眼貂（Mustela putorius furo），别称为雪貂或者是黑足貂。由于眼周外及四足的毛发成黑色，得名蒙眼貂。肉食动物是也，外形可爱，性情凶猛。由于蒙眼貂身材修长，嗅觉灵敏，是猎兔子的好手，因而其英文名ferret在语境中还有搜索之义。通体发白的蒙眼貂是白化种，自然状态下较少见，由于人类的审美倾向，白化种作为宠物得以人工扩大繁育。
这种软萌凶猛的小兽为何被神经科学垂青呢？它的大脑定有特殊之处，让我们打开它的颅骨来瞧一瞧。
皮层结构，简约而不简单
每一个物种从诞生到成熟，神经系统的峰回路转差异万千。凡有一千种动物，便有一千种大脑的“褶子”纹理，甚至即使是同种动物，同个“褶子”的深浅还具有一定的细微差异，可谓每个脑子都是绝世的孤品。刚出生的貂崽又聋又瞎，它的脑子也是光滑无比。但是随着发育，貂崽的脑子仿佛除皱针的结界被打破，其大脑的皮层发生折叠，42天左右[1]皮层的沟回外观即可初见成年貂大脑的完备规模。产生有沟回的皮层结构有助于在有限的颅腔内增加皮层的表面积，进而实现更复杂的脑功能[2]。那么为什么就偏偏挑中了蒙眼貂作为研究皮层沟回结构的模式动物呢？其中有一个最主要的原因便是它的皮层结构，简约而不简单。首先说说其皮层的“不简单”，是对应平滑皮层动物而言的，比起正常的小鼠、小鸡那平整光滑的大脑，蒙眼貂的脑皮层则拥有更加高端大气的沟回形态。因而就不能拿小鼠来研究沟回皮层的问题了，就像在青海找中山公园，把青海省翻个底朝天也无济于事。而说起貂的皮层“简约”，则是相对于复杂沟回动物而言的。正如中国有70余个城市都有中山公园[3]一样，某些主要的沟回结构在各种沟回动物的皮层中也是保守的，例如分隔额叶和顶叶的中央沟（central sulcus, CNS）和分隔顶叶、额叶及颞叶三个区域的外侧裂 （lateral sulcus，LS），上述这两个人类、大象均有的脑沟结构，貂也有。而貂脑的沟回比较“简约”，特定的沟回比起复杂动物的就更好辨别定位。这又好比是让你在班戟村里问林大白煎饼摊在哪儿，熟人说村东头的大槐树旁；而你要在菓子市里问林大白煎饼摊在哪儿，熟人就会说是东八区鼬科大街林鼬路130号一层1316号铺面，路太复杂要花时间慢慢找。
利用这种生物的特性不仅可以研究正常的进化发育过程中的皮层折叠过程，而且还能用于相关脑疾病研究[4,5]。例如，有的孩子天生大脑皮层畸形，智力缺陷，这背后究竟是来自父母的遗传因素，还是自身的基因突变，亦或是后天的环境因素造成的？这些因素又是如何一步步地影响皮层的发育？往脑子里打一记相关基因敲除的“大脑除皱针”，给转基因的貂儿照一下脑部的MRI，再看看神经元的基因表达、形态，测一测神经元之间的联结功能还是否正常 … …研究者试图用种种方法，逼近这些科学难题的本质，而这些问题的解答一部分还得仰仗蒙眼貂这位小老弟了。例如，编码钠离子通道(Nav1.3)相关基因SCN3A在出生后如果持续表达，人类会形成大脑外侧裂区域多小脑回（polymicrogyria），即形成小而浅的脑褶，同时会表现为发音和口头表述的运动失常（与语言表达和理解相关的韦尼克区和布洛卡区包含于外侧裂）。该基因突变是如何影响外侧裂皮层折叠的过程呢？研究者就把高表达SCN3A的质粒注射入貂宝宝的脑中。这个质粒的效果就像是“大脑的除皱针”。等貂儿一个多月大的时候再用MRI看看，就能发现脑灰质部分明显的异位现象，原来正常皮层外表的沟沟坎坎变得光滑了不少。其中更深层的原因是什么？研究者发现了SCN3A基因持续表达后，貂儿皮层的细胞在皮层的生发区仍保留着大量的干细胞并且神经元迁移发生了障碍。[6] 你以为这是貂在神经科学的贡献全部，其实它能做的不止如此。
视觉CPU，高端且大气
所谓的视觉CPU，就是处理视觉信息的视皮层，而蒙眼貂的视皮层有何特殊？先了解一下视皮层的“方向选择性”（orientation selectivity, OS）这一概念。视皮层上的神经元，有的只对上下垂直方向的视觉信号有反应，有的只对与水平方向的视觉信号有反应，通常将这类神经元的特性称之视觉信号的方向选择性。
在小鼠和兔子的初级视觉皮层（primary visual cortex, V1），具有OS特性的神经元随机分布。而在蒙眼貂、猫以及所有包括人在内的灵长动物中，V1上的该类神经元排列分布有序，近似方向性的神经元组装联结，形成功能柱（functional orientation columns）[7]。
形成功能柱后，皮层区域之间的信息传递变得更高效。蒙眼貂已经成为早期视觉阶段发育研究的模式动物，而在潜在更高阶视觉区域的研究中，貂也可以大显身手。例如，如何去识别看到物体的运动方向？判断它运动得多快？它是靠近我们还是在远离我们？是靠近左眼还是右眼？在包括人在内的灵长类动物的脑中，颞中视区（middle temporal visual area, MT）可以特异地将包括V1在内的多区域视觉运动信息进行整合。而貂脑中也存在执行类似功能的脑区——外侧沟的后方隆起区域（posterior bank of the supraliminal sulcus, PSS）。如果PSS脑区受损就会造成貂的视觉运动认知功能受损[8]。研究者可借助貂脑PSS区的研究来理解视觉运动信息的整合。从记录V1视皮层的神经元活动，到检测更高层次的视觉区域PSS 的反应[8]；从看图识字般的带着貂认识简单的不同方向条纹图片，到后来训练它们看随机点动态运动图（random dot kinematograms, RDK）小电影[9]，从而模拟自然界中复杂的物体运动轨迹，一代又一代的研究者利用蒙眼貂的视觉系统，一步一个脚印地投入研究，试图去探索高阶视觉系统的搭建模式。
世界动荡，技多不压身
有才华的貂民不仅在脑科学里吃香，在流行病学的研究中也有它们的一席之地。由于它对流感病毒的敏感性，例如这次COVID-19能传染貂[10], 动物界“阿嚏”作为疫苗的先锋试验员再适合不过了,感谢蒙眼貂为人类作出了医学研究的献身[11,12]。让我们来猜个已知谜底的谜语：什么动物毛茸茸细长灵活如流体，可以当逮野兔的猎手，可以当打扫费米粒子加速器管道的科学高端清洁工，可以不畏危险铺电缆，还可以冬天围在你的脖子上给你取暖当宠物？这年头疫情真揪心，经济不景气，生活挺艰辛，如何有生机？快快向貂儿学习求生大法吧，多技在手，世界我有。
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蒙眼貂逼兔出洞大行动
戴上墨镜的貂儿 ，依然在哼唱：
曾梦想仗剑走天涯，探一探科学的繁华
年少的貂总有些轻狂，如今它四海为家
Dilililidilililidada，走在勇往直前的路上…
参考文献
[1] Sawada K, Watanabe M. Development of cerebral sulci and gyri in ferrets (Mustela putorius). Congenit Anom (Kyoto), 52(3):168-175 (2012).
[2] Wianny F, Kennedy H, & Dehay C. Previews Bridging the Gap between Mechanics and Genetics in Cortical Folding: ECM as a Major Driving Force. Neuron, 99:625–627 (2018).
[3] https://baike.baidu.com/item/中国中山公园联谊会/5167850?fr=aladdin （2018-07-19 更新）
[4] Llinares-Benadero C, & Borrell V. Deconstructing cortical folding: genetic, cellular and mechanical determinants. Nature Reviews Neuroscience, 20:161-176 (2019).
[5] Johnson MB, Sun X, Kodani A, et al. Aspm knockout ferret reveals an evolutionary mechanism governing cerebral cortical size. Nature, 556(7701):370–375 (2018).
[6] Smith RS, Kenny CJ, Ganesh V, et al. Sodium Channel SCN3A (Na V 1.3) Regulation of Human Cerebral Cortical Folding and Oral Motor Development. Neuron, 99(5):905-913 (2018).
[7] Origins of Functional Organization in the Visual Cortex. Ibbotson M, Jung YJ. Front Syst Neurosci, 14:10 (2020).
[8] Dunn-Weiss E, Nummela SU, Lempel AA, et al. Visual Motion and Form Integration in the Behaving Ferret. eNeuro, 6(4): ENEURO.0228-19 (2019).
[9]Lempel AA, Nielsen KJ. Ferrets as a Model for Higher-Level Visual Motion Processing. Curr Biol, 21;29(2):179-191 (2019).
[10] Shi J, Wen Z, Zhong G, et al. Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus 2. Science, eabb7015 (2020). [Epub ahead of print]
[11] Kim YI, Kim SG, Kim SM, et al. Infection and Rapid Transmission of SARS-CoV-2 in Ferrets. Cell Host Microbe, S1931-3128(20)30187-6 (2020). [Epub ahead of print]
[12] Neff EP. Flu from the nose: influenza A is spread from the upper respiratory tract of ferrets. Lab Anim (NY), 49 (4):111 (2020).
配图来源：
图1-4 来自网络；图5 来自reference[6]；
图6-7 Principles of Neural science 5th, Chapter 25 / The Constructive Nature of Visual Processing 568-569,575；
图8 作者手绘
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