3月7日松鼠研究揭示了光通过眼睛的新途径

美国国家眼科研究所 (NEI) 的研究人员发现，眼睛感光细胞中产生能量的细胞器称为线粒体，它起到微透镜的作用，帮助将光引导到这些细胞的外部部分，在那里它被转换成神经信号。在地松鼠身上的发现为视网膜的光学特性提供了更精确的图像，并有助于更早地发现眼部疾病。今天发表在《科学进展》上的研究结果也揭示了视觉的进化。NEI 是美国国立卫生研究院的一部分。

该研究的首席研究员 Wei Li 博士/BM 说：“我们对线粒体似乎具有双重目的这一迷人现象感到惊讶：它们已经确立的代谢作用产生能量，以及这种光学效应，”谁领导 NEI 视网膜神经生理学科。

这些发现还解决了关于哺乳动物视网膜的长期谜团。尽管光被转化为信号并立即从视网膜传递到大脑的进化压力，但这种旅行几乎不是直接的。一旦光到达视网膜，它必须通过多个神经层才能到达光感受器的外段，在那里发生光转导(将光的物理能量转换为细胞信号)。感光器是长的管状结构，分为内段和外段。光子在从内部移动到外部之前必须穿越的最后一个障碍是异常密集的线粒体束。

这些线粒体束似乎通过散射光或吸收光来对抗视觉过程。因此，李的团队开始通过研究 13 排地松鼠的锥形光感受器来研究他们的目的。

与用于视觉研究的其他动物模型不同，地松鼠的 13 行视网膜主要由能够看到颜色的视锥细胞组成，而不是能够实现夜视的视杆细胞。Li 的团队研究了 13 条地松鼠，以更好地了解主要影响视锥细胞的人类眼部疾病的原因。

研究人员使用改进的共聚焦显微镜观察活锥线粒体暴露在光线下的光学特性。远离散射光，紧密排列的线粒体将光沿着细的铅笔状轨迹集中到外段。使用高分辨率线粒体重建的计算模型证实了实时成像结果。

“线粒体的类似晶状体的功能也可以解释被称为 Stiles Crawford 效应的现象，”该论文的第一作者、视网膜神经生理学部门的科学家 John Ball 博士说。

测量视网膜对光反应的科学家们早就观察到，当光在瞳孔中心附近进入眼睛时，与在瞳孔边缘附近进入眼睛的同等强度的光相比，它看起来更亮。

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