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当你驱车40mph行驶在公路上时,前面突然有一个孩子冲出来,一个紧急刹车就避免了灾祸的发生。
你的眼睛是如何探测到这一运动物体的呢?这个问题一直困扰着科学家们。
最近,路易斯华盛顿大学医学院的研究者们通过研究小鼠得到了一个答案:位于眼球后部视网膜上的神经通路进行电信号传导使得眼睛能够觉察到这一运动,该发现可以促进人工视网膜的开发以帮助那些丧失视觉的人们,该研究发表在了6月16号的网上杂志《eLife》。
该团队发现一些特殊类型的细胞形成了这一神经环路并进而承载着电信号,这种特殊类型的细胞来自光感受器视锥和视杆细胞,然后将信号传导至大脑的视觉皮质中枢,大脑皮质将信号转换成图像使人感知。
“这种感知运动物体的能力对于动物来说是非常关键的,因为这可以让它们感知到掠食动物的存在,”眼视光学专业的副教授,本次研究的带头人Daniel Kerschensteiner博士说,“我们知道这种细胞不仅仅存在于小鼠中,在兔子,猫以及其他灵长类动物比如说人中都是同样存在的。这种细胞在所有的种群当中都是相似的,因此,我们可以假设他们的功能可能是相同的,”
在Kerschensteiner实验室中的一位研究生Tahnbee Kim发现了一种叫做无树突状细胞,这种细胞在识别运动物体的过程中起到了重要的作用,这种细胞可以抑制其他神经细胞的活动,该进程就保证了大脑不会接受太多的视觉信息,因为冗杂的视觉信息会使视觉图像发生扭曲。
联合使用一种功能强大的显微镜会帮助研究者们监测这种视网膜细胞是怎样工作及发射刺激的,此外,他们发现当运动物体进入视野时,一种特殊类型的无长突细胞会使神经节细胞兴奋,然后传导至大脑从而察觉到运动物体的存在。
本次发现的这种类型的细胞进行信号传导在理解眼睛是如何感知运动物体方面试一次重大的进步,而且也为设计电子化,人造视网膜提供了一种比较高层次的理论支持,因为人工视网膜可以感知运动的物体和光线,实际中对于这方面的需求还是比较大的。
Kerschensteine 说:“其实对于视网膜环路中还有许多的因素,我们还没有弄清楚,我们知道视锥细胞和视杆细胞发出的冲动可以传给视网膜中的其他细胞,接下来的过程就是我们为什么能“看到”的原因,但是我们现在对于视网膜中大多数细胞的认识是极为有限的,因此未来探索的道路还很长。”