眼睛里有個驚喜。
幾十年來,生物學教科書一直指出,眼睛與大腦的交流完全是通過一種信號途徑進行的。但一項新發(fā)現表明,一些視網膜神經元走的路較少。
西北大學(NorthwesternUniversity)領導的一項新研究發(fā)現,一部分視網膜神經元向大腦發(fā)送抑制信號。在此之前,研究人員相信眼睛只會發(fā)出興奮的信號。(簡單地說,興奮性信號使神經元激發(fā)更多,抑制性信號使神經元更少激發(fā)。)
西北大學的研究人員還發(fā)現,視網膜神經元的這一部分參與了潛意識行為,如晝夜節(jié)律與光/暗周期的同步,以及瞳孔對強烈強光的收縮。通過更好地了解這些神經元是如何運作的,研究人員可以探索光影響我們行為的新途徑。
負責這項研究的西北大學的蒂凡尼·施密特(Tiffany Schmidt)說:“這些抑制信號阻止了我們的生物鐘從重設到暗光,以及在弱光下防止瞳孔收縮,這兩種信號都能適應適當的視力和日常功能?!薄拔覀冋J為我們的結果提供了一種機制來理解為什么我們的眼睛對光如此敏感,但我們的潛意識行為對光卻相對不敏感?!?/p>
這項研究將發(fā)表在“五一”雜志上??茖W.
施密特是西北大學溫伯格藝術與科學學院的神經生物學助理教授。Takuma Sonoda是西北大學跨部門神經科學項目的前博士生,也是論文的第一作者。
為了進行這項研究,施密特和她的團隊阻斷了老鼠模型中負責抑制信號傳遞的視網膜神經元。當這個信號被阻斷時,昏暗的光線更能改變老鼠的晝夜節(jié)律。
施密特說:“這表明,當環(huán)境光線發(fā)生變化時,眼睛發(fā)出的信號會積極抑制晝夜節(jié)律的調整,這是出乎意料的。”“然而,這是有道理的,因為你不想為了環(huán)境光/暗周期中的小擾動而調整你身體的整個時鐘,你只想在光線變化強勁的情況下進行這種大規(guī)模的調整?!?/p>
施密特的研究小組還發(fā)現,當來自眼睛的抑制信號被阻斷時,老鼠的瞳孔對光更加敏感。
索諾達說:“我們的工作假設是,這種機制可以防止瞳孔在很低的光線下收縮?!薄斑@增加了光線照射視網膜的數量,并使得在弱光條件下更容易被看到。這一機制至少在一定程度上解釋了為什么你的瞳孔在強光增強之前避免收縮?!?/p>
這項名為“非典型抑制電路抑制光行為敏感性”的研究得到了神經科學的克林根斯坦-西蒙斯研究員、阿爾弗雷德·斯隆基金會和美國國立衛(wèi)生研究院的支持(獎項編號:1DP2EY022584,T32 EY 025202和F31 EY 030360-01)。