全日食期間的超人夜景研究提供了生物學(xué)解釋
如果你有幸見證了最近的日全食,那么你可能已經(jīng)注意到了令人驚訝的事情。夜晚很黑,但人們和物體比典型的無月夜更容易看到。
俄亥俄州立大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種可能的生物學(xué)解釋 - 視網(wǎng)膜中存在(或不存在)一種稱為GABA受體的蛋白質(zhì)。GABA是γ-氨基丁酸的縮寫,是一種化學(xué)信使,負(fù)責(zé)細(xì)胞之間的通訊,特別是大腦中的細(xì)胞。
在晴天,視網(wǎng)膜中的某些細(xì)胞中GABA受體豐富,并增強了查看物體細(xì)節(jié)和邊緣的能力。晚上,它消失了。
但這個過程通常是漸進(jìn)的。當(dāng)日全食帶觀眾從亮度,黑暗分鐘后,GABA受體會仍然一直存在于在他們眼里這些細(xì)胞,給他們超銳夜晚很短的時間視野,首席研究員斯圖爾特甜菜,神經(jīng)科學(xué)教授在俄亥俄州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院。
這項在兔子身上進(jìn)行的研究還發(fā)現(xiàn)神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺可以調(diào)節(jié)GABA受體是否起作用,后者在光線中增加并在黑暗中減少。
“幾十年來人們都知道,眼睛中的視網(wǎng)膜有一種機制可以幫助我們看到小物體,并在明亮的日子里探測到邊緣,并且這種機制在天黑時逐漸關(guān)閉。但是,這種機制是什么,以及如何控制它一直是個謎,“曼格爾說,他是俄亥俄州立大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所的成員。
該研究發(fā)表在Current Biology期刊上。
“在明亮的日子里,多巴胺水平很高,信號很強,增強了對空間細(xì)節(jié)和邊緣的檢測,”Mangel說。“然而,在沒有月亮的夜晚,多巴胺水平很低,GABA信號很小,降低了我們看到這些細(xì)節(jié)的能力。”
Mangel在8月21日的日食中訪問了田納西州,他說,在月亮遮擋太陽光線的幾分鐘內(nèi),他和其他人經(jīng)歷了一種不同尋常的視覺清晰度。
“在全日食期間,它像黃昏時一樣黑暗。我和幾個人一起評論說,他們可以在整體情況下看到它們一樣明亮,并且他們的敏銳度比通常要好得多是在黃昏時天黑,“他說。
他當(dāng)時意識到他的研究提供了一種解釋。
通常情況下,當(dāng)你在戶外時,當(dāng)?shù)厍蛟谄漭S上旋轉(zhuǎn)時,背景光需要數(shù)小時才能從亮到暗減少。當(dāng)它在黃昏時最終變暗時,人或動物看到小細(xì)節(jié)的能力遠(yuǎn)低于白天。
Mangel說,視覺性能需要隨環(huán)境光線水平而變化。我們需要在明亮的日子里看到精美的空間細(xì)節(jié),并在沒有月亮的夜晚看到大的昏暗物體。
他說:“進(jìn)化已取得平衡,因此我們可以在明亮的日子和無月的夜晚看得很清楚。”
“我的研究結(jié)果表明,背景光的變化會觸發(fā)視網(wǎng)膜中的過程,通常需要數(shù)小時。這個過程包括將GABA受體蛋白組裝并移動到視網(wǎng)膜中的特定部位,當(dāng)它變亮?xí)r,將相同的蛋白質(zhì)拆開并移動它遠(yuǎn)離突觸,因為它變得黑暗,“曼格爾說。
“在日全食期間我們的敏銳度保持高位的原因是沒有足夠的時間進(jìn)行蛋白質(zhì)拆解。”
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