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人類的視覺在哺乳動物中出類拔萃

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-02瀏覽次數:1974

關于封面封面的研究來自哈佛大學著名神經科學家Joshua Sanes教授領導的科學家團隊。利用高通量單細胞基因測序,研究人員首先創建了靈長類動物的視網膜細胞類型分類圖,揭示了為我們提供急性視力的細胞的特定遺傳特征。該研究還為理解人類視力在疾病狀況下如何被破壞提供了重要基礎。

人類視覺在哺乳動物中表現出色,例如閱讀和區分面部的能力。這些功能并不簡單,您需要能夠區分非常小的差異并快速聚焦的愿景。高清晰度視力完全歸功于視網膜中間的一個小特殊區域。中央凹,是眼底的中心。中央凹的直徑小于1.5毫米,占視網膜的不到1%,但大腦獲得的視覺信息的50%來自這里。

中央凹的特征不僅是因為視線的“焦點”落在這里以提供清晰的圖像,而且哺乳動物中只有一些靈長類動物已經進化出這種結構,例如人類。

雖然中央凹為人類提供了極好的視力,但它給科學家解決人類視覺疾病帶來了問題。對于實驗性的“模型工人”老鼠,雖然它們為人類科學研究提供了無數的疾病模型,但它們是“小眼睛”,視網膜沒有中央凹!這種“先天性缺陷”使他們成為視力相關疾病的模型。無濟于事。再加上中央凹結構太小的事實,科學家過去對靈長類動物的研究也停止了對形態解剖學的描述。

這一次,科學家們終于能夠系統地了解中央凹的組成和獨特性!

來自獼猴細胞的信息

該研究的第一作者彭玉榮博士及其同事首先從人類靈長類動物親屬,食蟹猴(獼猴)中收集了視網膜細胞,進行單細胞測序分析。超過一半的細胞來自中央凹,其余一半來自周圍的視網膜,用于系統地分類和比較兩個部位的細胞。

最后,他們在中央凹和周邊視網膜中鑒定了近70種不同類型的細胞,并且還知道每種細胞表達哪種基因。

詳細的細胞分類圖為科學家提供了過去未知的大量信息。用Sanes教授的話來說,“我們現在正在弄清楚這是哪個。”

盡管細胞類型相同,但中央凹和周邊視網膜的細胞類型不同。更重要的是,在相同類型的細胞中,中央凹中的細胞檢測與外周不相同的基因。有趣的是,這些基因的表達與中央凹的獨特視覺信息處理高度相關,科學家認為這可能是中心凹功能的特殊原因。

例如,在靈長類動物視網膜中,存在一類稱為“小神經節細胞”的神經元,其將信息從中央凹發送到大腦,其也是大部分中央凹神經節細胞。在靈長類動物實驗中,發現如果由這些細胞特異性投射的大腦區域被損壞,則高清晰度視覺分辨率將大大降低,因此可以說這樣的細胞特異性地確定HD分辨率。然而,當研究人員試圖在小鼠的視網膜中找到相同類型的細胞時,他們就失敗了。換句話說,“鼠眼”不僅是因為小鼠缺乏中央凹,而且因為小鼠中缺乏向大腦發送信號的這種獨特細胞。

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