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眼細胞可以使用數學來檢測運動

我們的眼睛不斷向周圍的大腦發送有關我們周圍世界的一些信息,這些信息將這些信息組合成我們可以識別的對象。在此過程中,眼睛中的一系列神經元使用電和化學信號來傳遞信息。在對小鼠的研究中,美國國立衛生研究院(NIH)的科學家展示了一種神經元如何做到這一點來區分運動物體。該研究表明,通常與學習和記憶有關的蛋白質NMDA受體(NMDAR)可以幫助眼睛和大腦中的神經元傳遞信息。

美國國立衛生研究院國家神經疾病和中風研究所(NINDS)的資深科學家,研究的杰弗里·戴蒙德(Jeffrey S. Diamond)博士說:“眼睛是通向外界和大腦內部運作的窗口。”發表在Neuron上。“我們的研究結果表明,眼睛和大腦中的神經元如何使用NMDA受體來幫助他們檢測復雜視覺世界中的運動。”

當光線進入眼睛并擊中視網膜時,視線即開始。視網膜中的神經元將光轉換為神經信號,然后將其發送到大腦。Diamond實驗室的博士后研究員Alon Poleg-Polsky博士使用從小鼠分離的視網膜,研究了稱為定向選擇性視網膜神經節細胞(DSGC)的神經元,已知這些神經元會向物體發出并向大腦發送信號在特定方向上移動。

電記錄顯示,當一束光從左到右穿過視網膜時,其中一些細胞會發射,而另一些細胞則對相反方向的光交叉做出反應。先前的研究表明,這些獨特的反應受鄰近細胞在稱為突觸的化學通訊點發送的傳入信號控制。在這項研究中,Poleg-Polsky博士發現一組突觸中NMDA受體的活性可能調節DSGC是否向大腦發送了方向敏感信息。

NMDA受體是響應神經化學物質谷氨酸和甘氨酸而產生電信號的蛋白質。激活后,它們可使帶電的離子像水一樣通過未鎖定的通道流入和流出細胞。在1980年代初期,法國和美國國立衛生研究院(NIH)的研究表明,鎂會阻塞血流,直到神經元被強烈激活并且其電態升高至一定電壓以上。人們認為這種調節對某些類型的學習和記憶以及放大神經元信號至關重要。

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