科学家发现了感知色彩的视网膜细胞

研究人员已经发现了罕见的视网膜神经节细胞，这些细胞可能解释人类复杂的颜色感知。利用自适应光学，他们观察了视网膜中的这些非基数细胞，表明这些细胞可能是弥合我们对如何看到颜色的理解中的现有空白的组成部分。

　　

罗彻斯特大学的研究人员利用自适应光学来深入了解视网膜的复杂工作原理及其在处理颜色方面的作用。他们已经在眼睛的中央凹中发现了难以捉摸的视网膜神经节细胞(RCGs)，可以解释人类如何看到红色、绿色、蓝色和黄色。
 

长期以来，科学家们一直想知道人眼的三种视锥细胞是如何协同工作，让人类感知颜色的。在《Journal of Neuroscience》上的一项新研究中，罗切斯特大学的研究人员使用自适应光学技术来识别罕见的视网膜神经节细胞(RGCs)，这种细胞可以帮助填补现有色彩感知理论的空白。

视网膜有三种类型的视锥细胞，用于检测对短、中、长波长光敏感的颜色。视网膜神经节细胞将这些视锥细胞的信息传递给中枢神经系统。

在20世纪80年代，David Williams帮助绘制了解释颜色检测的“基本方向”。然而，眼睛检测颜色的方式和人类看到的颜色是不同的。科学家们怀疑，虽然大多数RGCs遵循基本方向，但它们可能与少数非基本RGCs协同工作，以产生更复杂的感知。

发现非基数RGCs

最近，来自罗切斯特视觉科学中心、光学研究所和弗劳姆眼科研究所的一组研究人员在中央窝中发现了一些难以捉摸的非基数RGCs，它们可以解释人类如何看到红、绿、蓝和黄。

“除了知道它们的存在之外，我们对这些细胞还没有确切的了解，”领导这项研究的视觉科学中心博士后研究员Sara Patterson说。“关于它们的反应特性是如何运作的，我们需要了解的还有很多，但它们是一个令人信服的选择，因为它们是我们视网膜处理颜色的缺失环节。”

自适应光学的进展

该团队利用了自适应光学技术，该技术使用可变形的镜子来克服光畸变，最初是由天文学家开发的，用于减少地面望远镜的图像模糊。在20世纪90年代，威廉姆斯和他的同事开始应用自适应光学来研究人眼。他们发明了一种相机，可以补偿眼睛自然像差造成的扭曲，产生单个感光细胞的清晰图像。

“眼睛晶状体的光学不完美，确实降低了检眼镜的分辨率，”Patterson说。“自适应光学检测和纠正这些像差，让我们清晰地看到眼睛。这使我们能够前所未有地接触到视网膜神经节细胞，这是大脑视觉信息的唯一来源。”

提高我们对视网膜复杂过程的理解，最终可能有助于找到更好的方法，为失去视力的人恢复视力。

“人类有超过20个神经节细胞，而我们的人类视觉模型仅仅基于其中的3个，”Patterson说。“视网膜上有很多我们不知道的事情。这是工程学完全超越视觉基础科学的罕见领域之一。现在人们已经在眼睛里安装了视网膜假体，但如果我们知道所有这些细胞的功能，我们就可以让视网膜假体按照它们的实际功能来驱动神经节细胞。”

参考文献:“Cone-Opponent Ganglion Cells in the Primate Fovea Tuned to Non-Cardinal Color Directions” by Tyler Godat, Kendall Kohout, Keith Parkins, Qiang Yang, Juliette E. McGregor, William H. Merigan, David R. Williams and Sara S. Patterson, 27 March 2024, Journal of Neuroscience.