老鼠夜視功能新發現 助研發視網膜假體

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【大紀元2018年09月25日訊】(大紀元記者张妮編譯報導)最新研究發現老鼠視網膜上一組細胞在黑暗環境中的特殊功能,可以增強老鼠對周圍動態的敏感度。這對幫助科學家研發視網膜假體有重要作用。

據《國家地理》雜誌報導,杜克大學(Duke University)生物神經學家、這份研究的作者之一Greg Field說,開發精良人造視網膜很重要的一點是明白任何一個視覺畫面在大腦中生成的信號模式。這樣才知道如何模擬產生這些電子信號。

視覺原理

拼湊一個視覺畫面是一項複雜的工作:各類視網膜細胞分別接收對比度、顏色、動態和方位等數據,將它們傳輸給大腦。大腦在極短的時間內完成大量的同步處理後,生成一個連貫的場景。

Field及其團隊想搞明白當光線變化時,大腦的處理過程如何隨之變化。他們特別針對負責處理動態的細胞類別進行研究。

實驗過程

研究人員通常的做法是,把老鼠的視網膜摘下接到電子設備上,錄下不同視覺刺激類別發生時,被激活的細胞組。在實驗皿中老鼠的視網膜還能存活數個小時,對各種視覺信息作出正常回應。研究組在各種光線條件下,向實驗皿中的視網膜播放電影畫面,以找到信號模式的不同。

在這個實驗中,做法更複雜一些。Field與同事們先把老鼠置於黑暗中12個小時,讓它們的視網膜調整到適應黑暗的最佳狀態。然後操作人員戴上夜視鏡在黑暗中完成視網膜剝離術。

接下來,在向位於實驗皿裡的視網膜播放電影的過程中,逐步調亮光線,記錄數據。

新發現

在這個過程中,研究員Xiaoyang Yao發現,那些原本只對上方動態較敏感的細胞組,變得對上下左右四個方位的動態都敏感起來。

找到功能的平衡

這樣一來,視覺系統得在動態方位感知和其運動方向感知之間找到平衡——意即如果老鼠只知道一隻貓頭鷹朝它撲來了,但無法感知是朝哪個方向撲來的話,仍不足以應對局面。Field說,只有負責感應上方動態的細胞組增強敏感度,似乎有點打破這樣的平衡。

Field及其研究組目前尚不完全明白為什麼僅有上方動態細胞組能自適應增強其功能,後續的研究只發現,這組細胞之間網絡結構與其它方位感知細胞組略有不同。

這份研究上週發表在《神經元》(Neuron)期刊上。◇

責任編輯:朱涵儒

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