为了了解我们是如何看待世界的，以及年龄相关性黄斑变性和青光眼等疾病是如何损害视力的，科学家需要了解视网膜是如何将视觉信号传递给大脑的。
此前，研究人员主要研究动物的视网膜细胞。但华盛顿大学圣路易斯医学院的科学家们的一项新研究详细介绍了研究人员对人类视网膜细胞的研究，以及这些细胞如何将视神经传递的视觉信号转换为大脑，然后大脑再将信号转换为视觉。
在6月12日发表在《神经元》(Neuron)杂志上的这项研究中，研究人员报告说，特定的视网膜神经节细胞将人类视网膜上的绝大多数视觉信号传输到大脑，有效地处理并压缩信息，以便能够进行传输。科学家们通过监测人类视网膜细胞的活动来了解到这一点。当视网膜暴露在电影中时，这些细胞会随着场景的变化而传递信号。
“如果我们想要学习如何矫正视力赤字在视网膜疾病的人,以及像青光眼视神经损害问题,我们需要知道这些神经节细胞转换和传输信号,”首席研究员丹尼尔Kerschensteiner说。“视觉系统是适应特定的环境和行为要求,这些神经节细胞适应这些需求在数百万年的进化历程。尽管我们的视觉系统在某些方面与动物相同，但如果我们想真正理解和恢复人类的视觉，我们需要更好地理解人类神经节细胞是如何编码和传递视觉信息的。”
克申斯泰纳是约翰·哈德斯蒂眼科医学博士的眼科教授。作为一名神经科学和生物医学工程的教授，视觉科学领导了人类眼睛视网膜细胞的研究，这些细胞由于眼癌而必须被移除。尽管科学家们仅使用了4只人眼的视网膜，但通过研究每只眼睛中数百个神经节细胞的活动，研究人员能够得出结论。这些细胞的轴突连接在一起形成视神经。
研究人员集中研究了传输视觉信息的两种主要细胞类型，每一种都有两种类型——一种在光线增加时做出反应，另一种在光线减少时做出反应。
Kerschensteiner的团队对这些细胞的活动进行了计算机分析，发现在每种情况下，这些细胞用最少的能量传输最多的视觉信息。通过使用计算机模型来调整细胞的行为，科学家们能够证明神经节细胞是有效的。但是，每当他们在电脑上做这些调整时，细胞发出的信号就变得不那么有效了。
“视神经是视觉系统的瓶颈，”他解释道。“从我们的分析来看，这些细胞的进化似乎可以压缩视觉信息，从而让它通过这个狭窄的瓶颈。患有青光眼等眼病的患者很难做到这一点，而要纠正这些缺陷，我们需要更好地了解健康细胞的功能。我们才刚刚开始理解。”
Soto F, Hsiang JC, Rajagopal R, Piggott K, Haracopos GJ, Couch SM, Custer P, Morgan JL, Kerschensteiner D.人类视网膜中midget和parasol神经节细胞的高效编码。《神经元》，2020年6月12日在线发布。
这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)的国立眼科研究所的支持。授权号码EY027411, EY030623, EY023441, EY026978, EY002687。Grace Nelson Lacy研究基金和预防失明研究提供了额外的资金。
华盛顿大学医学院的1500名教员也是巴尼斯-犹太和圣。路易的儿童医院。该校在医学研究、教学和病人护理方面处于领先地位，在《美国新闻与世界报道》(U.S. News &)评选的全美十大医学院中名列前茅。世界报道。通过与巴尼斯-犹太医院和圣路易斯儿童医院的关系，医学院与BJC医疗保健联系在一起。
最初由医学院出版
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/06/scientists-map-how-human-retinal-cells-relay-information-to-brain/