三种类型的细胞帮助大脑从黑夜中分辨

洛杉矶-(2019年12月5日)晚上的强光打断人体正常的昼夜周期，称为昼夜节律，并可能引发失眠。实际上，昼夜节律在健康中起主要作用。昼夜周期的中断甚至与夜班人员罹患癌症，心脏病，肥胖，抑郁症和2型糖尿病等疾病的发生率增加有关。因此，了解人眼如何感知光会导致产生“智能”光，从而防止抑郁，促进夜间睡眠并维持健康的昼夜节律。

在科学出版2019年12月5日的研究中，研究人员在索尔克研究所报告三种类型的细胞在光检测和调整大脑的昼夜节律，以我们的环境光的眼睛发现。这项研究标志着人类首次对这些细胞的光反应进行了直接评估，这些细胞被称为内在光敏性视网膜神经节细胞(ipRGC)，对健康的意义重大。

该论文的高级作者萨尔克教授萨奇达南达·潘达说：“我们基本上已经成为一种室内物种，白天白天和晚上几乎完全黑暗的自然循环使我们远离了。”“了解ipRGC如何响应光的质量，数量，持续时间和顺序，将有助于我们为新生儿ICU，ICU，育儿中心，学校，工厂，办公室，医院，退休之家甚至空间站设计更好的照明。”

对ipRGCs的这种新认识也可能推动未来开发治疗性照明的研究，该照明可以治疗阿尔茨海默氏病患者的抑郁症，失眠，注意力缺陷和多动症(ADHD)，偏头痛，甚至睡眠问题。

熊猫实验室的博士后研究员，这项新研究的第一作者Ludovic Mure说：“这还将为尝试新药或研究人类特有的疾病开辟许多途径。”

尽管以前在小鼠视网膜中发现了ipRGC，但从未在人类中报道过这些细胞。对于这项新研究，Salk团队使用了研究共同作者，斯克里普斯研究所的Anne Hanneken和犹他大学的John A. Moran眼科中心的Frans Vinberg开发的一种新方法，以在捐赠者去世后保持视网膜样本的健康和功能。然后，研究人员将这些样品放在电极网格上，以研究它们对光的反应。

他们发现一小组细胞仅在30秒的光脉冲后就开始发射。灯熄灭后，其中一些电池花了几秒钟停止发射。研究人员测试了几种颜色的光，发现这些“本征光敏”电池对蓝光最为敏感，蓝光是流行的冷白LED灯以及我们的许多设备(例如智能手机和笔记本电脑)中使用的类型。

后续实验揭示了三种不同类型的ipRGC。1型对光的响应速度相对较快，但需要很长时间才能关闭。类型2的开启时间更长，关闭时间也很长。3型仅在灯光非常明亮时才响应，但它们打开得更快，然后在灯光消失后立即关闭。了解每种ipRGC类型的功能如何，可以使研究人员更好地设计照明或什至可以打开或关闭细胞活性的疗法。

这项新研究实际上有助于解释某些盲人过去研究中报告的现象。这些人尽管看不见，但仍能够使他们的睡眠-觉醒周期和昼夜节律与昼夜周期保持一致。因此，他们必须以某种方式感应光。

现在看来，ipRGC是负责将光信号发送到大脑的细胞，即使在缺少将图像中继到大脑的杆状细胞和视锥细胞的人中也是如此。

看来，在具有功能杆和视锥细胞的人中，ipRGC实际上与这些其他视觉细胞紧密合作。这项新的研究表明，ipRGC可以将自己的光与杆和锥所检测到的光灵敏地结合起来，从而为我们所看到的增加亮度和对比度信息。

熊猫说：“这为设计更好的电视，计算机显示器和智能手机屏幕增加了另一个维度，其中改变蓝光的比例可以诱使大脑看到明亮或暗淡的图像。”

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