以前,生物学教科书上都教导人们眼睛和大脑只通过一种信号通路交流,即发送兴奋信号。
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(subset)会向大脑发送另一种信号——抑制信号。
研究人员指出,兴奋信号使神经元更加兴奋,抑制信号则使神经元的放电减少。
另外,研究人员还发现,这部分视网膜神经元跟潜意识行为有关,比如昼夜节律与明暗周期的同步化,以及瞳孔对强光的收缩。为了更好地理解这些神经元的功能,研究人员可以通过探索光如何影响人们的行为。
负责领导上述研究的西北大学神经学副教授蒂芙妮·施密特说,这些抑制信号可以防止人们的生物钟在昏暗的光线下重置,防止瞳孔在弱光下收缩。这两种信号都能适应正常的视觉和日常功能。研究结果提供了一种机制来理解为什么人的眼睛对光如此敏感,而人们的潜意识行为对光却相对不敏感。
为了进行这项研究,蒂芙妮和她的团队在老鼠模型中,阻断了负责抑制信号传导的视网膜神经元。当这种信号被阻断时,昏暗的光线更能有效地改变老鼠的昼夜节律。
这说明,当环境光线发生变化时,眼睛发出的信号会主动抑制昼夜节律的重新调整。这是出乎意料的,却也符合逻辑,因为人们不想在环境明暗周期中,为微小的扰动而调整整个生理时钟,只希望在照明变化强劲的情况下进行这种大规模调整。
研究小组也发现,当眼睛的抑制信号被阻断时,老鼠的瞳孔对光的敏感性更高。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。这至少部分解释了为什么人的瞳孔在强光来临前不会收缩。(林弘谕/文)
