眼睛的运动检测传感器识别
你开着一辆时速40英里的车,看见一个孩子冲到街上。你踩了刹车。灾难也就可以避免了。
但你的眼睛是如何察觉到这种运动的呢?这是一个困扰科学家的问题。
现在,通过对老鼠的研究,圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员找到了答案:眼睛后部视网膜上的神经回路携带信号,使眼睛能够检测到运动。这一发现可能有助于为视力受损的人制造人造视网膜。
这项研究发表在6月16日的在线杂志上eLife.
研究小组确定了形成神经回路的特定细胞类型,将信号从眼睛的光感受器(视杆和视锥细胞)传递到大脑视觉皮层在那里,这些信号被转换成图像。
首席研究员Daniel Kerschensteiner医学博士,眼科和视觉科学的助理教授说:“这种探测运动的能力对动物来说很关键,可以让它们探测到捕食者的存在。”“我们知道,这些相同的细胞不仅存在于小鼠体内,还存在于兔子、猫、灵长类动物,可能也存在于人类体内。每个物种的细胞看起来都很相似,我们假设它们的功能也相似。”
研究神经回路克申斯坦纳实验室的研究生塔恩比·金(Tahnbee Kim)发现了一种特殊类型的细胞——无分泌细胞(amacrine cell),它是检测运动的关键。无分泌细胞被认为可以抑制或抑制其他细胞的活动神经节细胞.这一过程确保了大脑不会接收到过多的视觉信息,从而导致图像失真。
这项技术将强大的显微镜与一种方法相结合,使研究人员能够跟踪其发生的频率视网膜细胞研究人员还表明,当视野中有运动时,一种特定的无分泌细胞亚型会刺激神经节细胞,向大脑发出信号,使其意识到物体在移动。
这种细胞传递物体运动信号的发现是理解眼睛如何感知运动的重要一步。它还提供了高水平的细节,这将需要设计计算机化的人工视网膜,这将需要检测运动以及感知光线。
同样是解剖学和神经生物学助理教授的Kerschensteiner说:“视网膜回路中有许多元素我们还没有弄清楚。”“我们知道来自视杆细胞和视锥细胞的信号被传输到视网膜——无分泌细胞和神经节细胞所在的地方——这就是‘魔法’发生的地方,让我们看到我们所看到的东西。不幸的是,我们对视网膜内部大多数细胞的实际功能仍然知之甚少。”
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