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研究人员阐明了我们如何感知和识别特定的视觉刺激

视觉处理的第一步在视网膜上进行,视网膜是视网膜后部的薄薄一层组织,其中包含70多种不同类型的神经细胞。我们的视觉系统处理光刺激,以提取有关视觉世界的重要信息,例如运动,方向和颜色。该信息在通过视神经传输到形成视觉图像的大脑之前,在细胞级别进行处理。

尽管在先前的研究中已经确定了该图像处理的一些视觉回路,但这项新研究首次揭示了视网膜中的细胞和分子构件,这使我们能够检测定向的视觉刺激,这是描述为视觉感知的特征, “方向选择性”。众所周知,方向选择性对于各种感知过程都很重要,包括物体是水平的还是垂直的,这在人类中对于识别人脸至关重要。

该研究发表在《当前生物学》上,表明了如何在视网膜中协调“定向选择性”。

研究人员研究了幼虫斑马鱼,它已成为许多科学家的选择生物,因为其生物学过程与人类相对相似。斑马鱼的发展也非常快,从受精卵到幼虫需要五天的时间-斑马鱼具有完全形成的视觉系统,其总体结构和功能与人类相当。

至关重要的是,幼虫斑马鱼也是透明的,这意味着科学家可以观察发生的发育和细胞过程,而无需使用侵入性的实验方法。

向斑马鱼显示了具有不同方向形状的视频,同时测量了它们的大脑活动。研究人员通过记录钙指示剂的荧光来分析视觉系统神经元中细胞活动的水平(即,指示剂的荧光越多,神经活动的水平越高)。通过这样做,可以识别视网膜中的特定神经元,并测量它们如何被定向刺激激活。

伦敦国王学院发育神经生物学中心的第一作者Paride Antinucci说:“我们在很大程度上依靠视觉系统来理解世界并与之互动。视觉感知的关键特性是神经细胞选择性响应定向视觉刺激的能力,这种特性称为定向选择性。我们的研究首次揭示了负责这种特性在视网膜中出现的特定细胞类型和机制。

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