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眼睛有天然的夜视功能

2022-09-02 08:43:37 来源: 用户: 

为了在星光和月光下观看,眼睛的视网膜会改变其感光细胞的软件和硬件,从而创造出夜视功能。杜克大学的科学家表示,视网膜回路被认为是恒定的,为特定任务编程,可以适应不同的照明条件。杜克大学的科学家已经确定了视网膜如何为弱光进行自我编程。

杜克大学神经生物学和生物医学工程助理教授格雷格菲尔德(Greg Field)说,“要在星光下观看,生物学必须达到看到基本粒子的极限,即来自宇宙的单个光子。”“到了晚上,光子数量很少,真的很神奇。”

这些发现发表在早期的神经元网站上,表明重编程发生在对运动敏感的视网膜细胞中。

即使在最好的光照条件下,识别移动物体的存在和方向也是大多数动物生存的关键。然而,仅用一个参考点来检测运动不是很有效。因此,脊椎动物的视网膜有四种运动敏感细胞,每个细胞对向上、向下、向右或向左的运动都有特定的反应。

菲尔德说,当一个物体向其中一个方向移动时,这组神经元会发出强烈的信号。但如果运动发生在上、下、左、右之间,两个细胞都会触发,只是强度不如前者。大脑把这个信号解释为上下移动。

菲尔德说,“对于复杂的任务,大脑会使用大量的神经元,因为单个神经元只能完成这么多事情。”

在人类中,这些定向神经元约占从视网膜向大脑发送信号的细胞的4%。菲尔德说,在啮齿动物中,这个比例高达20%到30%,因为运动检测对于其他动物真正喜欢吃的动物来说非常重要。

在装有夜视镜的显微镜下,在一个非常暗的房间里用老鼠视网膜进行的研究中,野战实验室的研究生姚晓阳发现,对向上运动敏感的视网膜细胞在弱光下会改变行为。“向上”神经元会在检测到任何类型的运动时被触发,而不仅仅是向上的运动。

菲尔德说,通过在电极阵列上放置少量小鼠视网膜样本,电极阵列可以一次测量数百个神经元的个体放电。菲尔德说,“Hyo-yang的洞察力是观察这些细胞在白天和黑夜中的作用。”"她注意到了不同之处,想知道为什么。"

当可用的光线少得多时,来自“向上”神经元的微弱运动信号,加上来自任何其他定向细胞的微弱信号,可以帮助大脑感知运动,类似于它将两个方向信号解释为它们之间的运动的方式。

运动知觉丧失是严重视力丧失的人类患者的常见疾病。菲尔德表示,这一关于视网膜神经元适应性的发现可能有助于未来植入式视网膜假体的设计。

菲尔德说,“许多动物选择在夜间觅食,可能是因为捕食者很难看到它们。”“当然,自然是军备竞赛。猫头鹰和猫形成了高度专业的眼睛,可以在夜间观察。因为

不知道什么原因,只有“上层”细胞在昏暗状态下成为运动通才。怀疑野外上升是捕食者发现捕食者最重要的方向。当捕食者接近猎物时,捕食者会逐渐上升,但他还没有这些数据。

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