新功能、新界面、新体验,扫描即可下载生物谷APP!
首页 » Nature报道 » Nature:特殊彩色视觉系统让你感受世界的五彩斑斓

Nature:特殊彩色视觉系统让你感受世界的五彩斑斓

来源:生物谷 2016-04-18 00:04

图片来源:medicalxpress.com

2016年4月18日 讯 /生物谷BIOON/ --绘画大师文森特-梵高的《星夜》中旋转的天空给予了我们一种神秘的色彩,而这也让我们的生物学家困惑了一个多世纪,为何我们不能在昏暗的夜空感受这种深邃的蓝色?近来刊登在国际著名杂志Nature上的一项研究报告中,来自哈佛大学等机构的研究人员就通过对小鼠彩色视觉的研究给出了解释。

在人类机体中,视觉是通过名为视杆和视锥两种类型的光敏感光细胞来完成的,当光感受器检测到光时,其会向视网膜神经节细胞(RGCs)发送信号,随后其就会沿着视神经刺激产生电脉冲来将视觉信息传送至大脑。生物学课本中或许是这样解释的,即暗光视觉是被视杆细胞所激活的,光敏检测器仅可以产生黑色和白色的视觉;而彩色视觉则是通过视锥细胞所激活的,视锥细胞在强光下处于激活状态,人类机体中有三种类型的视锥细胞,每一种视锥细胞都包含不同的光敏化学物质(色素),这些光敏色素可以对不同颜色、波长或光产生反应,我们机体中存在红色、绿色及蓝色的敏感型视锥,而且大脑可以通过对比来自附近每一种视锥的信号从而来感知颜色变化。

为了解释是否存在其它模式的颜色视觉,科学家们对小鼠进行了研究,此前的行为研究结果表明,小鼠的确能够产生某种特殊形式的颜色视觉,而在人类机体中,视觉依赖于视锥细胞所捕获的光信号,小鼠有两种类型的视锥细胞,其中一种对中波长的绿光较为敏感,而另外一种则对于短波长的紫外光较为敏感。

文章中,研究人员在小鼠的视网膜中发现了一种名为JAMB视网膜神经节细胞(J-RGC)的特殊类型神经元,这些神经元细胞可以将颜色信号传输至大脑中,因为其可以快速激活来应对绿光,而对于紫外光却会快速失活,更有意思的是,研究者还发现,甚至在视野上部绿光都可以激活J-RGC的表达。

随后研究者揭示了J-RGC细胞如何比较来自紫外线视锥和视杆的信号,这些信号对于绿色光谱非常敏感,而研究者也首次阐明了视网膜视锥和视杆之间的对抗关系,杆体会刺激水平细胞的表达,随后抑制紫外线视锥的激活。研究者说道,在真正的暗光情况下,我们机体的视锥并不会接受足够的光子来发挥作用,但其会向不依赖于光线的视网膜细胞持续释放低水平的基线信号;而当杆体处于活性状态时,其就会通过水平细胞来抑制红色和蓝色视锥的功能。由于来自红色和蓝色视锥细胞的基线信号处于抑制状态,其看似来就好象是蓝色的视锥处于较高的活性状态,而对于其余的视网膜细胞而言,视野中似乎一切都是蓝色的。

最后研究者Meister说道,纵观人类历史,一直以来,颜色都让科学家、艺术家和诗人着迷,本文的研究结果对于理解机体对我们世界颜色的真实感知提供了一定线索和思路。(生物谷Bioon.com)

本文系生物谷原创编译整理,欢迎转载!点击 获取授权 。更多资讯请下载生物谷APP.

A neuronal circuit for colour vision based on rod–cone opponency

Maximilian Joesch & Markus Meister

In bright light, cone-photoreceptors are active and colour vision derives from a comparison of signals in cones with different visual pigments. This comparison begins in the retina, where certain retinal ganglion cells have ‘colour-opponent’ visual responses—excited by light of one colour and suppressed by another colour1. In dim light, rod-photoreceptors are active, but colour vision is impossible because they all use the same visual pigment. Instead, the rod signals are thought to splice into retinal circuits at various points, in synergy with the cone signals2. Here we report a new circuit for colour vision that challenges these expectations. A genetically identified type of mouse retinal ganglion cell called JAMB (J-RGC)3, was found to have colour-opponent responses, OFF to ultraviolet (UV) light and ON to green light. Although the mouse retina contains a green-sensitive cone, the ON response instead originates in rods. Rods and cones both contribute to the response over several decades of light intensity. Remarkably, the rod signal in this circuit is antagonistic to that from cones. For rodents, this UV-green channel may play a role in social communication, as suggested by spectral measurements from the environment. In the human retina, all of the components for this circuit exist as well, and its function can explain certain experiences of colour in dim lights, such as a ‘blue shift’ in twilight. The discovery of this genetically defined pathway will enable new targeted studies of colour processing in the brain.

温馨提示:87%用户都在生物谷APP上阅读,扫描立刻下载! 天天精彩!


相关标签

最新会议 培训班 期刊库