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眼睛的双重身份:生物钟开关
发布时间:2011-06-28 10:39     来源:君健网
    眼睛中隐藏着一种特殊的感光细胞,它们的作用不是为了产生图像,形成视觉,而是为了调节动物的生物钟。因此,就像耳朵既能产生听觉,也与平衡感有关一样,我们的每只眼睛实际上也是一种“二合一”的器官。

    我们的生物节律很自然地就会与昼夜周期保持一致——这是一种自发反应,甚至一些盲人也有这种反应。但直到最近,都没人知道到底是人体的哪个部位在告诉大脑白天和黑夜的区别。现在,科学家找到了答案。

    科学家们利用基因技术,培育出了生来就缺乏视杆和视锥细胞(眼睛中的光感受器)的小鼠。结果发现,尽管这些小鼠没有感光细胞,但它们仍然可以通过调节生物钟,对光线的改变作出反应。生物钟是动物内在的计时器,可使激素的活性、体温和睡眠同步。通常,动物都是在日光下进行日间活动,在黑暗中进行夜间活动。而且,即使视网膜上没有感光细胞,它们依然能按这种节律活动,只不过通过外科手术移除眼球后,就会彻底破坏这种能力。这种现象存在于很多哺乳类动物中,包括人类。

    视网膜是人体中被研究得最透彻的组织之一,哺乳动物眼睛中为人所知的光感受器,就只有那对“长相”极为相似的搭档——视杆和视锥细胞。但是现在,已有充分的证据表明,包括人类在内的哺乳动物的眼睛中,确实存在一些功能特殊、不参与图像形成的光感受器。

    【分析】

   具体来说,当视杆和视锥细胞感知到光线,向大脑后部的视觉皮层发出信号时,就会产生视觉。视杆和视锥细胞通过视网膜神经节细胞来传递信号,后者会伸出轴突,沿着视神经延伸。研究显示,一类视网膜神经节细胞(光敏性视网膜神经节细胞)可以产生一种此前未知的色素——黑素蛋白,而正是这种蛋白,让这些细胞可以直接感知光线。光敏性视网膜神经节细胞会将信息传递到大脑中生物钟的主要部件视角叉上核。这样一来,我们的眼睛就像是两个器官:一个用于看东西,一个用于对光作出非视觉反应。

    【应用】

    这个隐藏在视网膜上的新“器官”的发现,或许会让生物钟失调的人受益匪浅。飞行时差是生物钟失调最明显的表现——昼夜变化节律与我们体内的“时钟”未能同步。此外,在极北或极南地区,人们易患季节性情感障碍(一种高纬度地区常见的疾病,可引起衰弱性抑郁,还可能导致自杀),这种常见的重度抑郁症似乎也是这里的人们在短暂冬日里,对光线不足的一种反应。目前,科学家对此有了更深的认识,他们意识到眼部健康与精神健康间的联系,而这个联系此前一直未被注意到。

    通过这些认识,我们可以帮助人们把飞行时差、加夜班所带来的负面影响降至最低,帮助人们抵抗睡眠紊乱、缓解季节性情感障碍。据此,我们似乎可以很自然地推测光疗是有效的,因为这种疗法的作用目标就是神经节细胞。其他研究已显示,因青光眼等致使视网膜神经节细胞受损的疾病而失明的孩子,患睡眠障碍的风险似乎要高于因其他因素失明的孩子。从这些研究来看,关注光敏性神经节细胞的健康,也许能催生一系列针对多种疾病的新型疗法。

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