明亮的灯光，没有那么大的小学生

一队霍普金斯神经学家已经有一些新发现的光传感器检测光和眼睛与大脑的沟通。本周网上发布的报告自然。

这些光传感器是一个小数目的视网膜神经细胞的含有黑素蛋白分子与细胞中不用于取景画面视网膜棒和含-黑视锥体普通光检测单元.;相反，他们监测光水平来调整学生的身体的时钟和控制收缩的眼睛，其他功能之一。
“这些含黑视蛋白细胞是除了在哺乳动物杆和视锥细胞的唯一其他已知的感光器，而问题是，'他们怎么工作的？'”迈克尔说事，博士，在霍普金斯大学神经科学博士后“。我们想了解一些基本信息，如他们的感光度和他们大脑的沟通。“
使用的小鼠，该球队第一通过在细胞闪烁光并记录由一个单元产生的电流检测这些细胞的光灵敏度。他们发现，这些细胞对光线很敏感，而相比之下，棒，这是非常敏感和因此，使我们在昏暗的灯光看夜景，例如，根据做的，含有黑视蛋白细胞比视锥细胞，这是负责我们白天视力不太敏感。
“接下来的问题是，是什么让他们如此对光不敏感？也许每个光子捕捉它们引起微小的电信号。再就是必须是明亮的光，使大量捕获的光子换大到足以影响大脑的信号。另一种可能性是，这些细胞捕获光子不佳，“说做。
为了搞清这一点，球队在细胞闪过昏暗的光线。光线是如此昏暗通过捕捉光子，平均而言，只有在每一个小区的一个黑视素分子被激活。他们发现，每个激活的黑视蛋白分子引发了大型电器信号。此外，他们惊讶的是，这种细胞单光子发射信号一路到大脑。
然而，由这些细胞产生的大信号似乎格格不入他们需要这样璀璨的光芒。“我们也许认为他们需要这么多的光，因为每个单元也可能包含很少的黑视蛋白分子，减少他们的捕获光子的能力，”景伟说，攸，博士，在霍普金斯大学神经学教授，当他们做了计算，研究小组发现，黑视蛋白分子比用于成像的视觉其他光捕获分子稀疏5000倍。

“看来，这些细胞捕获非常小光。然而，一旦抓获，光线非常有效产生足够大，直接进入大脑的信号，”丘说，“信号也很慢，所以它不是用于检测环境光线随着时间非常短暂变化，但缓慢的变化，而不是“。
好奇这些细胞如何承担行为，研究人员已被遗传改变是免费的杆和视锥的功能，以专注于含有黑视素，只有细胞产生的活性小鼠检查瞳孔收缩。在坐在小鼠闪灯黑暗中，研究人员测量了瞳孔收缩的程度。他们发现，平均而言，约为500光激活黑视蛋白分子是足以引发瞳孔反应。“但是，它需要大量的光来激活黑素蛋白500分子，说：”悠“。因此，学生最大限度地关闭只在明亮的光线。”
“在控制学生和人体生物钟来说，是有意义的有响应缓慢，只能到大光变化的传感器，”丘说，“你不会希望你的身体觉得每个云穿过天空夜幕降临“。
“这些含黑视蛋白细胞信号光到大脑的许多不同的部分来驱动不同的行为，从生物钟设置影响心情和运动，”做。说：“我想知道这些信号是如何处理，以及他们是否有异常像季节性情感障碍和紊乱时差，这是我们希望下次来解决。“
这项研究是由国家研究服务奖，在约翰霍普金斯大学的神经科学可视化培训项目由美国国家眼科研究所的支持下，从美国国立卫生研究院资助的助学金。
在纸张提交人Michael H.三办，申康H.，田雪，海宁忠，希文廖德怀特E. Bergles和游景威，所有约翰霍普金斯大学。

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