盡管小鼠的色覺功能類似于人類紅綠色盲患者，這正如其它大多數(shù)哺乳動(dòng)物一樣，科學(xué)家們已經(jīng)通過向小鼠染色體內(nèi)轉(zhuǎn)入一個(gè)人類基因改變了它們的視覺。這個(gè)正常小鼠所不具備的人類基因編碼一種光感受器，而將這一基因插入小鼠的染色體使其能夠辨別前所未有的顏色。
在2007年3月23日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇研究論文中，來自約翰.霍普金斯大學(xué)Howard Hughes醫(yī)學(xué)中心的研究者同圣巴巴拉加利福尼亞大學(xué)的研究者一道通過一系列設(shè)計(jì)巧妙的色覺檢查，證實(shí)了通過基因調(diào)控可以使小鼠能夠分辨很廣泛的色譜。這些實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證經(jīng)過基因治療的小鼠的大腦能否有效的感知它們眼內(nèi)的新的光感受器的信息。在哺乳動(dòng)物中，只有靈長類動(dòng)物曾被發(fā)現(xiàn)具有如此精密的色覺，因此小鼠的大腦不需進(jìn)化就可以辨別這些色覺了。包括小鼠在內(nèi)的大多數(shù)哺乳動(dòng)物都是二色視，它們只有S和M視錐細(xì)胞色素。因此，它們只能分辨人類所能分辨顏色的一部分。來自劍橋大學(xué)的John Mollon認(rèn)為三色視的進(jìn)化使靈長類動(dòng)物能夠分辨不成熟的和成熟的水果，前者以綠色為特征，而后者為紅色和桔黃色。與此相應(yīng)，成熟果實(shí)的顏色也與靈長類動(dòng)物的三色視一起進(jìn)化了，因?yàn)槟切┳R(shí)別并且食用成熟果實(shí)的動(dòng)物通過傳播它們的種子而幫助了植物的繁殖。
Gerald Jacobs 和Jeremy Nathans是本項(xiàng)研究的主要作者，他們說：經(jīng)過基因工程改造的小鼠獲得新的色覺能力這一現(xiàn)象提示哺乳動(dòng)物的大腦具有可塑性，使得其在復(fù)雜色覺方面具有幾乎同時(shí)升級(jí)的能力。
色覺進(jìn)化是近三十多年來廣泛研究的課題。這一新的研究仍將是引導(dǎo)我們揭開三色視之謎的最可靠的成果，三色視是包括人類在內(nèi)的靈長類動(dòng)物中存在的不同色覺功能。三色視的基礎(chǔ)是視網(wǎng)膜上存在三種不同的感光細(xì)胞，能夠選擇性吸收不同波長的光線刺激，這就是我們所知道的視錐細(xì)胞，每種視錐細(xì)胞含有一種吸收特定光線的感光蛋白。短波敏感視錐細(xì)胞（S細(xì)胞）對(duì)藍(lán)光最敏感，中波敏感視錐細(xì)胞（M細(xì)胞）對(duì)綠光最敏感，而長波敏感視錐細(xì)胞（L細(xì)胞）對(duì)紅光最敏感。當(dāng)光線照射到視網(wǎng)膜而刺激視錐細(xì)胞時(shí)，大腦會(huì)比較S、M和L感光細(xì)胞的反應(yīng)，是大腦對(duì)其信號(hào)的綜合評(píng)價(jià)讓我們感受到不同的顏色。
Nathans說“我們今天在這些小鼠中看到的是具有革命性意義的事件，正如同發(fā)生在某位很久遠(yuǎn)的靈長類共同祖先身上的改變一樣，這種改變最終使我們今天具有三色視色覺。”
在本項(xiàng)研究中，研究者試圖復(fù)制被大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)可的靈長類動(dòng)物向三色視進(jìn)化的關(guān)鍵步驟：獲得L光感受器蛋白。Jacobs解釋說：研究目的是確定單純轉(zhuǎn)入這一基因能否改變動(dòng)物的感光功能。因?yàn)檫€不確定單純的增加這一基因是否足夠產(chǎn)生色覺的改變，或者需要增加神經(jīng)系統(tǒng)的改變？
據(jù)研究者稱，他們的發(fā)現(xiàn)并不僅僅適用于視覺的進(jìn)化，而且適用于一般的感覺系統(tǒng)的進(jìn)化過程。此前的關(guān)于視覺、嗅覺（聞）以及味覺（嘗）系統(tǒng)的研究提示轉(zhuǎn)入一個(gè)新的感覺感受器可以增加動(dòng)物的感覺范圍，改變它的行為和神經(jīng)活動(dòng)。Jacobs提示說本次新的研究是首次證明基因的簡單改變可以帶來巨大的效應(yīng)。如果神經(jīng)系統(tǒng)具有正如我們已經(jīng)在小鼠中發(fā)現(xiàn)的可塑性，我們通過簡單改變感受器蛋白，不但可以改變動(dòng)物所能感受信息的范圍，而且可以得出新的經(jīng)驗(yàn)。
作者在《科學(xué)》雜志的論文中寫到：“我們觀察到的小鼠大腦能夠利用感光信息分辨顏色的現(xiàn)象提示：感受器基因的改變也許具有直接的選擇效應(yīng)，不但是因?yàn)檫@能擴(kuò)大可感知的刺激的范圍或種類，而且是因?yàn)檫@使得具有可塑性的神經(jīng)系統(tǒng)可以分辨新的和已經(jīng)存在的刺激。隨后的更多基因改變使得神經(jīng)通路更有效地獲取感覺信息，但這可能需要許多代的進(jìn)化來完成。”
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