视网膜细胞的功能组织是由自然全景环境形成的

现有的视觉系统神经科学模型表明，它代表视觉世界就像相机一样，对不同物体的位置进行类似的编码。然而，动物周围的环境不断变化，这些变化也会影响视觉信息的处理。

奥地利科学技术研究所和德国LMU的研究人员最近收集了支持这一假设的证据，并表明小鼠视网膜中神经元的组织受到全景(即广域视图)视觉统计数据的影响，例如视觉的不均匀性光的水平．他们的研究结果发表在自然神经科学这对目前对视觉系统及其进化的理解有重大贡献。

进行这项研究的研究人员之一马克西米利安Jösch告诉《医学快报》:“每一种生物的一个关键特征是适应环境以生存。”bob游戏“这种适应也应该发生在大脑执行的计算中，例如提取相关信息和排除不那么重要的信息。我们开始利用自然界中系统观察到的最显著的视觉变化来测试这一想法:从地面到天空的光强度和对比度水平的梯度，以询问老鼠的视觉系统是否进化到考虑这些限制。”

为了研究激活小鼠视网膜中每个神经元(接受野)的感觉空间的组织，Jösch和他的同事开发了一种新的光学成像技术。这项技术使他们能够同时测量和跟踪单个视网膜上数千个神经元的活动。

Jösch解释说:“我们的光学方法是这样工作的:当视网膜神经元活跃时，向大脑发送电脉冲，离子就会在细胞内流动，例如钙。”“我们可以通过在每个神经元中添加荧光指示器来观察这种活动。当钙流入时，荧光会发生变化。这些荧光的变化可以用灵敏的相机记录下来，有了它，我们就可以推断神经元如何对整个视网膜上不同的视觉刺激做出反应。”

研究人员在提取的小鼠视网膜上进行了实验。像大多数哺乳动物一样，老鼠的视网膜不包括被称为中央凹的小区域，这是视网膜上的一个小凹陷，使人类和其他灵长类动物能够看到高清晰度。中央凹占人类整个视网膜的比例不到1%，但在人类更有意识的视觉感知中起着关键作用。剩下的99%的视网膜也有助于视觉感知，其中许多似乎是无意识的过程。因此，从以人为中心的角度来看，本研究的重点是后99%/的处理。

Jösch和他的同事们发现，老鼠视网膜中神经元进行的计算，取决于白天该部分视网膜通常看到的全景视觉统计数据。这支持了他们最初的假设，即视觉系统不是天生同质的，实际上是适应外部环境的。

Jösch说:“让我们惊讶的是，我们发现视网膜神经元更有可能在刺激发生意外变化时通知大脑的其他部分。”“重要的是，意外取决于神经元看哪里，是天空还是地面。因此，视网膜回路系统地从较低的视野调整到较高的视野，以更有效地代表世界。”

总的来说，这组研究人员收集的发现表明，自然场景的全景结构影响着视网膜不同区域不同处理策略的组织。这扩展了以前的视觉系统模型，突出了其适应性和动态性。

Jösch补充说:“我们通常认为视觉系统是同质的，换句话说，视觉世界就像摄像机一样，测量每个位置相似。”“然而,我们的自然环境不相似;它们系统地从地面到天空变化。因此，一个进化到能在自然中生存的系统应该考虑到这一点。我们的研究结果表明，生物体的视觉系统已经适应了自然的限制，以提高其神经元代码的效率。”

在未来，Jösch和他的同事们最近的工作可能会激励其他团队进一步研究全景统计数据或其他视觉元素如何在大脑中塑造细胞组织视网膜来完善我们对视觉的理解。

Jösch补充说:“我们现在正在探索在改变环境时，类似的适应性是如何变化的，例如在适应白天或晚上不同的光照水平时。”

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