美國國家眼科研究所 (NEI) 的研究人員發(fā)現(xiàn)，眼睛感光細胞中產(chǎn)生能量的細胞器稱為線粒體，它起到微透鏡的作用，幫助將光引導到這些細胞的外部部分，在那里它被轉換成神經(jīng)信號。在地松鼠身上的發(fā)現(xiàn)為視網(wǎng)膜的光學特性提供了更精確的圖像，并有助于更早地發(fā)現(xiàn)眼部疾病。今天發(fā)表在《科學進展》上的研究結果也揭示了視覺的進化。NEI 是美國國立衛(wèi)生研究院的一部分。
該研究的首席研究員 Wei Li 博士/BM 說：“我們對線粒體似乎具有雙重目的這一迷人現(xiàn)象感到驚訝：它們已經(jīng)確立的代謝作用產(chǎn)生能量，以及這種光學效應，”誰領導 NEI 視網(wǎng)膜神經(jīng)生理學科。
這些發(fā)現(xiàn)還解決了關于哺乳動物視網(wǎng)膜的長期謎團。盡管光被轉化為信號并立即從視網(wǎng)膜傳遞到大腦的進化壓力，但這種旅行幾乎不是直接的。一旦光到達視網(wǎng)膜，它必須通過多個神經(jīng)層才能到達光感受器的外段，在那里發(fā)生光轉導(將光的物理能量轉換為細胞信號)。感光器是長的管狀結構，分為內段和外段。光子在從內部移動到外部之前必須穿越的最后一個障礙是異常密集的線粒體束。
這些線粒體束似乎通過散射光或吸收光來對抗視覺過程。因此，李的團隊開始通過研究 13 排地松鼠的錐形光感受器來研究他們的目的。
與用于視覺研究的其他動物模型不同，地松鼠的 13 行視網(wǎng)膜主要由能夠看到顏色的視錐細胞組成，而不是能夠實現(xiàn)夜視的視桿細胞。Li 的團隊研究了 13 條地松鼠，以更好地了解主要影響視錐細胞的人類眼部疾病的原因。
研究人員使用改進的共聚焦顯微鏡觀察活錐線粒體暴露在光線下的光學特性。遠離散射光，緊密排列的線粒體將光沿著細的鉛筆狀軌跡集中到外段。使用高分辨率線粒體重建的計算模型證實了實時成像結果。
“線粒體的類似晶狀體的功能也可以解釋被稱為 Stiles Crawford 效應的現(xiàn)象，”該論文的第一作者、視網(wǎng)膜神經(jīng)生理學部門的科學家 John Ball 博士說。
測量視網(wǎng)膜對光反應的科學家們早就觀察到，當光在瞳孔中心附近進入眼睛時，與在瞳孔邊緣附近進入眼睛的同等強度的光相比，它看起來更亮。
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