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人类的视觉在哺乳动物中出类拔萃

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-11-02浏览次数:1974

关于封面封面的研究来自哈佛大学着名神经科学家Joshua Sanes教授领导的科学家团队。利用高通量单细胞基因测序,研究人员首先创建了灵长类动物的视网膜细胞类型分类图,揭示了为我们提供急性视力的细胞的特定遗传特征。该研究还为理解人类视力在疾病状况下如何被破坏提供了重要基础。

人类视觉在哺乳动物中表现出色,例如阅读和区分面部的能力。这些功能并不简单,您需要能够区分非常小的差异并快速聚焦的愿景。高清晰度视力完全归功于视网膜中间的一个小特殊区域。中央凹,是眼底的中心。中央凹的直径小于1.5毫米,占视网膜的不到1%,但大脑获得的视觉信息的50%来自这里。

中央凹的特征不仅是因为视线的“焦点”落在这里以提供清晰的图像,而且哺乳动物中只有一些灵长类动物已经进化出这种结构,例如人类。

虽然中央凹为人类提供了极好的视力,但它给科学家解决人类视觉疾病带来了问题。对于实验性的“模型工人”老鼠,虽然它们为人类科学研究提供了无数的疾病模型,但它们是“小眼睛”,视网膜没有中央凹!这种“先天性缺陷”使他们成为视力相关疾病的模型。无济于事。再加上中央凹结构太小的事实,科学家过去对灵长类动物的研究也停止了对形态解剖学的描述。

这一次,科学家们终于能够系统地了解中央凹的组成和独特性!

来自猕猴细胞的信息

该研究的第一作者彭玉荣博士及其同事首先从人类灵长类动物亲属,食蟹猴(猕猴)中收集了视网膜细胞,进行单细胞测序分析。超过一半的细胞来自中央凹,其余一半来自周围的视网膜,用于系统地分类和比较两个部位的细胞。

最后,他们在中央凹和周边视网膜中鉴定了近70种不同类型的细胞,并且还知道每种细胞表达哪种基因。

详细的细胞分类图为科学家提供了过去未知的大量信息。用Sanes教授的话来说,“我们现在正在弄清楚这是哪个。”

尽管细胞类型相同,但中央凹和周边视网膜的细胞类型不同。更重要的是,在相同类型的细胞中,中央凹中的细胞检测与外周不相同的基因。有趣的是,这些基因的表达与中央凹的独特视觉信息处理高度相关,科学家认为这可能是中心凹功能的特殊原因。

例如,在灵长类动物视网膜中,存在一类称为“小神经节细胞”的神经元,其将信息从中央凹发送到大脑,其也是大部分中央凹神经节细胞。在灵长类动物实验中,发现如果由这些细胞特异性投射的大脑区域被损坏,则高清晰度视觉分辨率将大大降低,因此可以说这样的细胞特异性地确定HD分辨率。然而,当研究人员试图在小鼠的视网膜中找到相同类型的细胞时,他们就失败了。换句话说,“鼠眼”不仅是因为小鼠缺乏中央凹,而且因为小鼠中缺乏向大脑发送信号的这种独特细胞。

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