視覺研究新領域 光脈衝形態影響視網膜成像

一份新研究發現眼睛對光線的反應，不僅取決於光線的強弱，還和這道光線在極短的時間內能量推送的方式相關。這項發現為視覺研究開拓了新的領域。

視覺是一個複雜的感知過程，裏面包括了物理學、生物化學、生理學、神經學等等多個學科的知識。簡單地說，視網膜接收光線視覺神經把電流脈衝信號傳遞給大腦，在大腦裏面成像。

以前科學家只知道，視覺效果和單位時間內進入眼睛光線的能量大小，或者說光子的數量相關。這份新研究發現這和能量在非常微觀的時間軸上輸送的快慢方式也有關係。

這份研究的第一作者瑞士日內瓦大學（UNIGE）應用物理系的高立爾（Geoffrey Gaulier）說：「視覺感應過程，是從視網膜細胞邁出第一步開始的。當視網膜接觸光線，視網膜細胞發生形變。這觸發一個複雜的機制，在視覺神經內產生神經脈衝。」

人們感覺眼睛成像的過程就是一瞬間的功夫。可是仔細分析起來，每個階段都需要花費一定時間。

視網膜細胞 50飛秒內做反應

為了解第一步所需要的時間，物理學家從實驗室培養皿內的視網膜細胞上測出了答案。研究人員把視網膜細胞分離出來置於實驗室的比色皿內，用激光測試發現，視網膜細胞在50飛秒內即可做出反應。

這份研究的主要作者之一瑞士日內瓦大學（UNIGE）的物理學家沃爾夫（Jean-Pierre Wolf） 說：「一飛秒與一秒的差距，相當於一秒與宇宙年齡的差距。這個速度太快了。我們希望了解，這麼快的反應是由於細胞被分離出來在體外看到的結果，還是在活體組織內也會反應得這麼快？」

研究人員還使用各種顏色的光按照不同的順序推送進行測試，發現各種顏色推送時間上的順序，也會影響視網膜做出的反應。

沃爾夫說，視網膜的反應不同，意味著它傳遞給大腦的電流也有強弱的不同。也就是說，即使相同能量的光線進入眼睛，在微觀時間軸上能量推送的方式以及光線顏色出現順序，都可能影響最後的視覺成像。

這份研究4 月28日發表於《科學進展》（Science Advances） 期刊。◇