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環境刺激在塑造發展中的生物體的行為方面具有關鍵作用。鳥類很容易接受養父母--甚至是人類--只要它們在出生時看到他們。在一個只有垂直條紋的環境中長大的貓，後來無法看到水平線。即使是（無腦的）細菌也必須對環境中乳糖的變化做出反應，以保持分裂。因此，區分先天（自然）和後天（培養）的發展方面是生物學的一個基本追求，在發展中的大腦中尤其如此。但是，儘管經過幾十年的研究，我們並不確切了解環境如何在分子、細胞和電路層面上塑造大腦。作者通過研究產後視覺經驗如何影響成熟的小鼠大腦中不同的神經元細胞類型來應對這一挑戰。

小鼠幼崽在兩周大時睜開眼睛並開始探索它們的環境。作者在出生後8至38天的6個時間點收集了小鼠大腦中的細胞。該小組專注於初級視覺皮層--大腦的一個部分，整合來自眼睛的信息。他們從每隻動物的這一區域分離出數千個細胞核，並對它們的RNA進行測序，RNA是細胞蛋白質的編碼。然後，他們使用先進的生物信息學，根據細胞表達的基因類型對其進行分類，產生了初級視覺皮層的細胞圖譜。

皮層神經元被組織成若干層。深層神經元在大腦深處連接，到達脊髓，而淺層神經元相互連接，形成皮層內網絡，整合感覺和運動信息。作者的圖譜表明，淺層的神經元在出生後會完善其身份，而深層的神經元則不會。

接下來，作者詢問在黑暗中飼養會如何影響這些視覺皮層神經元的發展。研究人員將小鼠從21天到28天或38天保持在黑暗的環境中（這段時間對視覺依賴性的大腦發育至關重要）。然後他們比較了光照和黑暗環境下飼養的小鼠的基因表達情況。他們發現，不同類型的視覺皮層神經元對視覺經驗有不同的敏感性。一些細胞群依賴眼部輸入來成熟和分化，而其他細胞群則不受環境中沒有光線的影響。

具體而言，作者表明，淺層的神經元特別容易受到視覺輸入的影響。在沒有光的情況下，淺層神經元仍然不成熟，因此，清晰的細胞亞型未能出現。相比之下，深層神經元仍然不受視覺剝奪的影響，並充分地成熟起來。作者發現，在黑暗的十天後重新暴露在光下，部分恢復了淺層神經元的成熟度。這表明，缺乏視覺刺激並不會不可逆地干擾神經元的規格；相反，神經元的特性在很長一段時間內對光線保持敏感。

單核RNA測序提供了關於單細胞中數千個基因表達的信息。這使研究人員能夠通過比較黑暗飼養和光明飼養的幼崽的表層神經元來確定輸入依賴的基因表達。他們發現，基因Igsf9b的表達在黑暗飼養的小鼠中明顯減少，該基因編碼一種參與神經元抑制性突觸連接形成的細胞表面分子。作者發現，在經遺傳工程改造的缺乏該基因的小鼠中，淺層視覺皮層神經元的亞群顯示出成熟度受損。這一結果強調了突觸抑制在該細胞類型的規範中的關鍵作用。

作者的工作共同揭示了皮質神經元的可塑性可以出乎意料地多樣化。這種變化是如何產生的尚不清楚，但早期發育過程可能提供了一個線索。在胚胎發育過程中，皮層神經元不是同時出生的。相反，深層神經元首先出生，隨後是淺層神經元。因此，在睜眼時，淺層神經元可能比深層神經元更具有遺傳可塑性，而深層神經元在睜眼之前可能已經經歷了它們自己的可塑性階段。因此，深層神經元可能具有更多的硬接線功能，而淺層神經元可能更有能力調節它們的連接性，允許對環境變化做出靈活的行為反應。

本研究中心的神經元發送興奮性信號，但這項工作也揭示了抑制性輸入在其成熟過程中的作用--這一發現與以前關於抑制性輸入在成人神經元可塑性中的重要性的研究一致。作者沒有發現證據表明被稱為 "interneurons "的抑制性神經元的基因表達受到光剝奪的影響，但這些神經元的形態、電生理或電路特性有可能以單核RNA測序無法檢測的方式被改變。同樣，基因表達的改變如何影響淺層神經元的這些細胞特性，也有待於發現。環境在神經元規範中是具有一刀切的作用，還是具有量身定做和細胞類型特異的作用，從來沒有被直接評估過。作者揭示，正是後者描述了外部刺激如何影響大腦迴路。

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