眼睛可以向大脑发出意想不到的信号

眼睛总能给我们带来惊喜惊喜。

几十年来,生物学教科书都说眼睛只通过一种视神经信号途径与大脑进行交流。最近但一项新的发现,一些视网膜神经元可能通过其他途径向大脑传递信号。

西北大学(Northwestern University)领导的一项新研究发现,视网膜神经元的一小部分神经元细胞向大脑发送抑制信号。在这之前,研究人员认为眼睛只会发出兴奋信号。(简单地说:兴奋性信号使神经元更多地向大脑传递信号;抑制性信号使神经元更少地传递信号。)

西北大学的研究人员还发现,这部分视网膜神经元参与了潜意识行为,如昼夜节律与光和暗周期的同步,瞳孔收缩与强光的同步。通过更好地理解这些神经元的功能,研究人员可以探索光影响我们行为的新途径。

领导这项研究的西北大学的蒂芙尼·施密特(Tiffany Schmidt)说:“这些抑制性信号可以帮助我们阻止将生物钟重置为夜晚状态,并防止在微光下瞳孔收缩,这两种信号都能适应正常的视觉和日常功能。我们认为我们的结果提供了一种机制,可以理解为什么我们的眼睛对光如此敏感,但我们的潜意识行为对光相对不敏感。”

这项研究将发表在5月1日出版的《Science》杂志上。施密特是西北大学温伯格文理学院神经生物学助理教授。南田卓玛(Takuma Sonoda),前西北大学跨系神经科学项目的博士生,也是是论文的第一作者。

为了进行这项研究,施密特和她的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。当这个信号被阻断时,在昏暗的光线下更能有效地改变小鼠的昼夜节律。

施密特说:“这表明,当环境光线发生意外变化时,眼睛发出的信号会主动抑制昼夜节律的重新调整。”不过,这是有道理的,因为你不想在环境光和暗循环中调整你的整个生物钟,这样的抑制信号可以应对微小的扰动,让你只想在光线变化强烈的情况下进行这种大规模的调整。”

施密特的研究小组还发现,当来自眼睛的抑制信号被阻断时,老鼠的瞳孔对光更敏感。

索诺达说:“我们的工作假设是,这种机制可以防止瞳孔在非常低的光线下收缩。”这会增加光线照射视网膜的数量,并使其在光线不足的情况下更容易看到。这种机制至少在一定程度上解释了为什么在强光增强之前,你的瞳孔不会收缩。”

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