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眼睛向大腦發(fā)出意想不到的信號
2020-05-30 15:37上一篇:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)抗體可阻止SARS-CoV-2細胞感染 |下一篇:天文學(xué)家捕獲稀有的行星周圍恒星形成盤的圖像
眼睛有一個驚喜。
幾十年來,生物學(xué)教科書指出,眼睛僅通過一種信號傳導(dǎo)途徑與大腦進行交流。但是一個新發(fā)現(xiàn)表明,一些視網(wǎng)膜神經(jīng)元走的路少走。
由西北大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的新研究發(fā)現(xiàn),一部分視網(wǎng)膜神經(jīng)元向大腦發(fā)送抑制信號。以前,研究人員認為眼睛只能發(fā)出興奮性信號。(簡而言之:興奮性信號傳導(dǎo)使神經(jīng)元的放電更多;抑制性信號傳導(dǎo)使神經(jīng)元的放電更少。)
西北研究人員還發(fā)現(xiàn),視網(wǎng)膜神經(jīng)元的這一子集與潛意識行為有關(guān),例如晝夜節(jié)律與明/暗周期的同步以及瞳孔收縮與強光的同步。通過更好地了解這些神經(jīng)元的功能,研究人員可以探索光線影響我們行為的新途徑。
美國西北航空的蒂法尼·施密特(Tiffany Schmidt)表示:“這些抑制性信號阻止了我們的晝夜節(jié)律時鐘重新設(shè)置為昏暗的光線,并防止了弱光下的瞳孔收縮,這兩者都適應(yīng)了正常的視力和日常功能。” “我們認為我們的結(jié)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,而我們的潛意識行為對光卻相對不敏感。”
該研究將發(fā)表在5月1日的《科學(xué)》雜志上。
施密特(Schmidt)是西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院的神經(jīng)生物學(xué)助理教授。Takuma Sonoda,平心在線開戶 前博士學(xué)位 該論文的第一作者是西北大學(xué)跨學(xué)科神經(jīng)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生。
為了進行這項研究,Schmidt和她的研究小組在小鼠模型中阻斷了負責(zé)抑制信號傳導(dǎo)的視網(wǎng)膜神經(jīng)元。當(dāng)此信號被阻止時,昏暗的燈光會更有效地改變小鼠的晝夜節(jié)律。
施密特說:“這表明,當(dāng)環(huán)境光線發(fā)生變化時,眼睛發(fā)出的信號會主動抑制晝夜節(jié)律的重新調(diào)整,這是出乎意料的。” “但是,這是有道理的,因為您不想為環(huán)境光/暗周期中的微小擾動而調(diào)整整個身體的時鐘,因此,您只希望在照明變化強勁的情況下進行這種大規(guī)模調(diào)整。”
施密特的研究小組還發(fā)現(xiàn),當(dāng)眼睛的抑制信號被阻斷時,小鼠的瞳孔對光的敏感性更高。
Sonoda說:“我們的工作假設(shè)是,這種機制可以防止學(xué)生在非常低??的光線下束縛自己。” “這增加了照射到視網(wǎng)膜上的光量,并使得在弱光條件下更容易看到。這種機制至少部分解釋了為什么在明亮的光增強之前,瞳孔避免收縮。”
這項名為“非規(guī)范性抑制電路削弱了行為對光的敏感性”的研究得到了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的克林根斯坦-西蒙斯獎學(xué)金,阿爾弗雷德·P·斯隆基金會和美國國立衛(wèi)生研究院的支持(授予編號1DP2EY022584,T32 EY025202和F31 EY030360-01)。