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Nature 特殊彩色视觉系统看世界的五彩斑斓

Nature 特殊彩色视觉系统看世界的五彩斑斓

  绘画大师文森特-梵高的《星夜》中旋转的天空给予了我们一种神秘的色彩,而这也让我们的生物学家困惑了一个多世纪,为何我们不能在昏暗的夜空感受这种深邃的蓝色?近来刊登在国际著名杂志Nature上的一项研究报告中,来自哈佛大学等机构的研究人员就通过对小鼠彩色视觉的研究给出了解释。

  在人类机体中,视觉是通过名为视杆和视锥两种类型的光敏感光细胞来完成的,当光感受器检测到光时,其会向视网膜神经节细胞(RGCs)发送信号,随后其就会沿着视神经刺激产生电脉冲来将视觉信息传送至大脑。

  生物学课本中或许是这样解释的,即暗光视觉是被视杆细胞所激活的,光敏检测器仅可以产生黑色和白色的视觉;而彩色视觉则是通过视锥细胞所激活的,视锥细胞在强光下处于激活状态,人类机体中有三种类型的视锥细胞,每一种视锥细胞都包含不同的光敏化学物质(色素),这些光敏色素可以对不同颜色、波长或光产生反应,我们机体中存在红色、绿色及蓝色的敏感型视锥,而且大脑可以通过对比来自附近每一种视锥的信号从而来感知颜色变化。

  为了解释是否存在其它模式的颜色视觉,科学家们对小鼠进行了研究,此前的行为研究结果表明,小鼠的确能够产生某种特殊形式的颜色视觉,而在人类机体中,视觉依赖于视锥细胞所捕获的光信号,小鼠有两种类型的视锥细胞,其中一种对中波长的绿光较为敏感,而另外一种则对于短波长的紫外光较为敏感。

  文章中,研究人员在小鼠的视网膜中发现了一种名为JAMB视网膜神经节细胞(J-RGC)的特殊类型神经元,这些神经元细胞可以将颜色信号传输至大脑中,因为其可以快速激活来应对绿光,而对于紫外光却会快速失活,更有意思的是,研究者还发现,甚至在视野上部绿光都可以激活J-RGC的表达。

  随后研究者揭示了J-RGC细胞如何比较来自紫外线视锥和视杆的信号,这些信号对于绿色光谱非常敏感,而研究者也首次阐明了视网膜视锥和视杆之间的对抗关系,杆体会刺激水平细胞的表达,随后抑制紫外线视锥的激活。研究者说道,在真正的暗光情况下,我们机体的视锥并不会接受足够的光子来发挥作用,但其会向不依赖于光线的视网膜细胞持续释放低水平的基线信号;而当杆体处于活性状态时,其就会通过水平细胞来抑制红色和蓝色视锥的功能。

  由于来自红色和蓝色视锥细胞的基线信号处于抑制状态,其看似来就好象是蓝色的视锥处于较高的活性状态,而对于其余的视网膜细胞而言,视野中似乎一切都是蓝色的。

  最后研究者Meister说道,纵观人类历史,一直以来,颜色都让科学家、艺术家和诗人着迷,本文的研究结果对于理解机体对我们世界颜色的真实感知提供了一定线索和思路。

  春暖花开了,一些年轻女性却不愿意露出手臂和大腿,因为这些部位皮肤上的毛孔上总遍布着一个个类似丘疹的细小凸点,也就是人们常说的“鸡皮疙瘩”。

  国家二级公共营养师王涛介绍,“鸡皮疙瘩”也称毛囊角化症,主要是因为身体基因的差异代谢出现的异常,从而引起维生素A缺乏,皮肤的细胞角质化严重,过多的角质在毛孔附近堆积,产生了一个个小凸点,让皮肤看起来像“鸡皮”。因此,足量的维生素A,能够修复皮肤的细胞膜,减轻皮肤的过度角质化现象。还可以激活细胞的活性,帮助修复皮肤细胞的角质层,让“鸡皮疙瘩”看起来不那么明显。

  美国塔夫斯大学吉恩·迈尔人类老龄营养学研究中心主任罗伯特?M·罗素教授说,他们中心与中国疾病预防控制中心所做的研究发现,黄色水果中所含的胡萝卜素,与黄绿色蔬菜中的胡萝卜素相比,不但更容易被人体吸收,而且能更好、更全面地转化为维生素A,为人体所利用。多吃黄色水果,如柠檬、芒果、橙子、杏、木瓜、柿子、菠萝、橘子等,等于每日饮用添加维生素A和维生素D的鲜牛奶。

  此外,罗素教授还指出,对于目前市面上销售的各种维生素A补充剂,不鼓励随便购买食用,因为它只适合维生素A严重缺乏的人群,尤其是儿童维生素A缺乏,更不需要专门进补,通过日常合理膳食就可以达到目的了。

  维生素A是脂溶性维生素,只有遇到油脂才能被人体很好吸收。水果虽然不能和油一起烹炒,但是一般人吃每顿饭时,都会有一些植物油,饭后如果吃黄色水果,维生素A的吸收效果照样会更好。