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眼细胞可以使用数学来检测运动

我们的眼睛不断向周围的大脑发送有关我们周围世界的一些信息,这些信息将这些信息组合成我们可以识别的对象。在此过程中,眼睛中的一系列神经元使用电和化学信号来传递信息。在对小鼠的研究中,美国国立卫生研究院(NIH)的科学家展示了一种神经元如何做到这一点来区分运动物体。该研究表明,通常与学习和记忆有关的蛋白质NMDA受体(NMDAR)可以帮助眼睛和大脑中的神经元传递信息。

美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的资深科学家,研究的杰弗里·戴蒙德(Jeffrey S. Diamond)博士说:“眼睛是通向外界和大脑内部运作的窗口。”发表在Neuron上。“我们的研究结果表明,眼睛和大脑中的神经元如何使用NMDA受体来帮助他们检测复杂视觉世界中的运动。”

当光线进入眼睛并击中视网膜时,视线即开始。视网膜中的神经元将光转换为神经信号,然后将其发送到大脑。Diamond实验室的博士后研究员Alon Poleg-Polsky博士使用从小鼠分离的视网膜,研究了称为定向选择性视网膜神经节细胞(DSGC)的神经元,已知这些神经元会向物体发出并向大脑发送信号在特定方向上移动。

电记录显示,当一束光从左到右穿过视网膜时,其中一些细胞会发射,而另一些细胞则对相反方向的光交叉做出反应。先前的研究表明,这些独特的反应受邻近细胞在称为突触的化学通讯点发送的传入信号控制。在这项研究中,Poleg-Polsky博士发现一组突触中NMDA受体的活性可能调节DSGC是否向大脑发送了方向敏感信息。

NMDA受体是响应神经化学物质谷氨酸和甘氨酸而产生电信号的蛋白质。激活后,它们可使带电的离子像水一样通过未锁定的通道流入和流出细胞。在1980年代初期,法国和美国国立卫生研究院(NIH)的研究表明,镁会阻塞血流,直到神经元被强烈激活并且其电态升高至一定电压以上。人们认为这种调节对某些类型的学习和记忆以及放大神经元信号至关重要。

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