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《科学》:眼睛会向大脑发出意想不到的信号 精选

已有 6992 次阅读 2020-5-1 17:14 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

几十年来,生物学教科书上都说眼睛和大脑只通过一种信号通路交流。

但一项新发现表明,一些视网膜神经元似乎选择了一条“蹊径”。

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小鼠视网膜会向大脑传递抑制信号。图片来源:西北大学


美国西北大学领导的一项新研究发现,视网膜神经元的一个子集能向大脑发送抑制信号。


以前,研究人员认为眼睛只发出兴奋信号。


通常,兴奋性信号使神经元更加兴奋,抑制性信号使神经元活动减弱。


研究人员还发现,这部分视网膜神经元与潜意识行为有关,比如昼夜节律与亮/暗周期的同步,以及瞳孔对强光的收缩。


通过更好地理解这些神经元如何运作,研究人员可以探索光影响我们行为的新途径。


ipRGCs是抑制非成像视觉脑区输入的潜在来源。图片来源:《科学》

 

研究负责人、西北大学神经生物学助理教授Tiffany Schmidt说:“这些抑制信号可以防止我们的生物钟在昏暗的光线下重置,防止瞳孔在弱光下收缩,这些确保了正常的视觉和日常功能。我们的研究结果提供了一种机制,以便理解为什么我们的眼睛对光如此敏感,相比之下,潜意识行为对光不敏感。”


这项研究发表在2020年5月1日的《科学》杂志上。


Schmidt团队在小鼠模型中阻断了负责抑制信号传导的视网膜神经元。


结果显示,当这种信号被阻断时,昏暗的光线能更有效地改变小鼠的昼夜节律。


小鼠视网膜切片,细胞核标记为蓝色,GABA合成酶Gad2的RNA标记为洋红色,黑视素RNA标记为绿色。图片来源:西北大学

 

“这表明,当环境光发生变化时,眼睛会发出一种信号,这种信号会抑制昼夜节律的重新调整,这是出乎意料的。”Schmidt 说,“然而,这是有道理的,因为你不想调整身体的整个生物钟来应对环境光/暗循环的微小干扰,你只希望这种大规模调整发生在照明变化稳健的情况下。”


研究小组还发现,当来自眼睛的抑制信号被阻断时,老鼠的瞳孔对光更敏感。


研究人员认为,这种机制可以防止瞳孔在非常低的光线下收缩。


这增加了照射到视网膜上的光量,使它在弱光条件下更容易看清东西。


这一机制至少部分解释了为什么你的瞳孔在强光来临前不会收缩。


相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.aay3152




https://blog.sciencenet.cn/blog-3423233-1231165.html

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