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夜空的午夜蓝

视光学周刊 2018-05-28 08:38 发文

加州理工大学的研究团队发表在自然杂志的一份研究讨论了长期以来专业角度一直未作回答的午夜蓝现象——昏暗的夜空中看到蓝色。

研究团队认为小鼠的视觉机制可能有助于回答这个问题。人类视觉由视网膜上的两种类型的对光敏感细胞(视锥和视杆)来实现,当检测到光时视锥和视杆细胞会向视网膜中的神经节细胞发送信号,然后通过视神经发射电脉冲将视觉信息传送到大脑。

标准教科书可能会解释暗视觉只能由视杆细胞来实现,另一方面色觉由视锥细胞在明视觉状态下激活。人类有红绿蓝三种类型的视锥体,每种锥体包含不同的光敏化学物质或色素对光的不同颜色或波长起反应,大脑从每种视锥细胞接收到的不同信号通过比较来感知颜色。

为了探索是否存在其他的色觉模式,研究团队研究了另一种哺乳动物:老鼠,先前的行为研究表明,小鼠确实具有某种形式的色觉。与人类一样,这种视觉依赖于明视觉下视锥所采集到的光信号。小鼠有两种类型的视锥细胞,一种是对中波长绿光敏感,另一种是对短波紫外光敏感,研究发现这两种视锥细胞实际上位于视网膜的不同部位。老鼠用它们的紫外视锥观察视野的上部,视野的下部用绿视锥观察。这意味着想知道当一个图像的任何给定部分只用一种类型的视锥进行分析时是无法确定感知颜色的。研究发现,小鼠视网膜中一种特定类型的神经元非常重要。这些神经元细胞可以向大脑发出颜色信号,因为它们对绿光的响应速度更快,并且能在响应紫外线时停止绿色响应,但奇怪的是在没有绿视锥的视野上半部,这类神经元也能响应绿光源。

通过额外实验研究团队发现了这类神经元将来自紫外视锥的信号与来自视杆细胞的信号进行比较,这对光谱的绿色波段也是敏感的。这项研究首次揭示了视网膜视杆和视锥之间的基本拮抗关系。视杆细胞激发一个称为水平细胞的神经元,然后抑制紫外视锥。

研究团队认为有理由相信,从视杆细胞到水平细胞再到视锥细胞的这条相同的路径,是人类在昏暗的光线下感知蓝色的原因。在人眼视网膜中,水平细胞优先抑制红色和绿色视锥细胞,但不抑制蓝色视锥,在真正昏暗的光线下,视锥细胞不能接收足够的光来工作,但能继续向视网膜其余部分发射低水平的基线信号。

声明:本文并非医学诊断建议也非眼部健康信息建议

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
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