來自德國的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)眼睛的圖像處理過程比人們預(yù)想的要更加復(fù)雜,他們對(duì)從眼睛到腦的信息傳遞通道進(jìn)行了研究,不僅發(fā)現(xiàn)了許多新的細(xì)胞類型,還發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜大約具有40種不同的通道向腦部進(jìn)行信息傳遞,幾乎是科學(xué)家們之前預(yù)測數(shù)目的兩倍。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature上。
上世紀(jì)六十年代左右就有科學(xué)家提出眼睛不僅能夠成像,甚至可以在將圖像信號(hào)傳遞到腦部之前進(jìn)行圖像處理,眼睛并不是像照相機(jī)一樣只進(jìn)行簡單的成像,也不會(huì)不進(jìn)行任何過濾就把信號(hào)傳遞給腦,眼睛可能自身就會(huì)從看到的圖像里提取一些重要信息。
蒂賓根大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家們對(duì)上述假設(shè)進(jìn)行了科學(xué)研究,想要進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜究竟會(huì)把什么樣的信息傳遞給大腦。因此他們對(duì)超過11,000個(gè)小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞進(jìn)行了研究。
研究人員利用一種電穿孔方法結(jié)合染色技術(shù),在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀測每個(gè)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的工作過程,通過數(shù)據(jù)分析研究人員發(fā)現(xiàn)不同神經(jīng)節(jié)細(xì)胞響應(yīng)不同的圖像信號(hào),隨后再通過不同的通道將圖像信息傳送給大腦,不同的傳遞通道專門負(fù)責(zé)對(duì)圖像對(duì)比度,顏色,方向和移動(dòng),邊緣等信息。大腦在接收這些信息之后再進(jìn)行進(jìn)一步處理形成圖像讓我們看到這個(gè)世界。
基于不同功能,研究人員在視網(wǎng)膜上發(fā)現(xiàn)了大約40種神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,這些細(xì)胞可能代表了不同的信息傳遞通道。這一數(shù)目遠(yuǎn)超過了之前研究預(yù)測的最多20種通道類型。研究人員也指出,小鼠模型的研究結(jié)果并不能直接適用于人類,但所有哺乳動(dòng)物的視網(wǎng)膜都大同小異,人類視網(wǎng)膜可能也存在類似情況。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)這些不同的信息傳遞通道表明視網(wǎng)膜并不是簡單地將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)信號(hào),它也會(huì)通過一些基本方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行簡單解析。這幫助科學(xué)家們?cè)谏钊肜斫獯竽X如何處理圖像信息方面又邁近了一步,同時(shí)也為人類眼部疾病的治療提供了新的理論基礎(chǔ)。(來源:生物谷)
原始出處:Baden T, Berens P, Franke K, Román Rosón M, Bethge M, Euler T.The functional diversity of retinal ganglion cells in the mouse.Nature. 2016 Jan 6.