自适应光学有助于揭示颜色信号是如何在细胞大小水平上传递的。

视网膜细胞：揭示其基本行为

人们通常广义理解人类视网膜的工作原理和其对入射光照的响应方式，但详细过程的一些方面仍有待充分研究。 波士顿大学眼科医院、加利福尼亚大学伯克利分校和伯明翰阿拉巴马大学的一个项目，现在已经完成了关于个别波长敏感细胞的形貌如何形成感知灵敏度的研究，这是了解如何在细胞水平传达颜色信号的一步。 这项工作已发表在“神经科学杂志”（ Journal of Neuroscience）上。 该项目采用自适应光学扫描激光眼科（AOSLO）技术，其原理是激光在水平和垂直方向扫描视网膜的一个区域，通过自适应光学系统消除光路中由于像散、运动或其他起原因引起的像差。

该项目使用检眼镜检查和刺激”活体受试者”中的单个感光细胞，研究如何从视网膜中已知的三种独立受体类型中产生人类色觉。 该团队在其发表的论文中表示：“我们展示了视网膜近窝区分别对长波(L)，中波(M)和短波(S)敏感的视锥细胞精确形貌如何决定感知灵敏度的形成 “我们使用自适应光学微刺激，来测量单个视锥细胞的心理物理检测阈值，其光谱类型已通过吸收光谱成像独立分类。 AOSLO平台可以生成三个独立的窄带输入通道来照射视网膜：一个是842nm的红外光，用于视网膜成像和波前探测； 还有就是在可见光谱中的两个触发通道，分别是543nm绿光和710nm红光。

细胞分析

最初通过测量每个细胞对不同波长的吸收，绘制视网膜长波(L)、中波(M)和短波(S)视锥细胞光谱曲线，然后稳定地降低刺激光的强度，从而确定每个视锥细胞的检测阈值。

“这很重要，因为我们可以使用每个细胞的敏感性来确定整体感知如何由单个视锥细胞的贡献来控制，”波恩大学眼科医院的Wolf Harmening评论道。 这就促成了一个重大发现，即单个细胞的敏感性取决于邻近的相邻细胞。大脑似乎没有接收到来自单个感光细胞的原始数据，而是视网膜信号已经受到一定程度的预处理，大小取决于受体细胞的环境。 “如果对红光敏感的视锥细胞被对绿色更敏感的细胞包围，这个视锥细胞更有可能像绿色的视锥细胞一样，”Harmening解释说。“视网膜的复杂网络在调制着单个视锥细胞的空间和颜色信息，横向信息在受体，即所谓的水平细胞之间传播。”

虽然这一发现的全部影响仍有待研究，但该项目已经证明了在细胞大小水平研究的好处，比如AOSLO效益。传统的视力检查使用刺激物，必须同时触发成百上千个感光细胞，但是单个细胞大小水平的视网膜计算对基础和临床研究具有重要的意义。

“最新的进展是，现在在细胞的水平上研究视觉，” Harmening说。 “当我们更好地了解了视力产生机理时，可以为视网膜疾病的诊断和治疗开辟新渠道。新型单细胞研究方法也可以使眼科学获得新发现。

来源： http://optics.org/news/8/9/13

本文受译者委托，享有该文的专有出版权，其他出版单位或网站如需转载，请与本站联系，联系email：mail@opticsjournal.net。否则，本站将保留进一步采取法律手段的权利。