新研究發現，哺乳動物的視網膜利用分層的方式，把視覺刺激分類為多達約四十種分別感應。這套天然的系統不僅敏感度非常高，還非常節能，相機技術要達到這樣的水平還有很長的路要走。
美國杜克大學（Duke University）研究組介紹說，像小鼠、猴子等哺乳動物的視網膜，都有好幾層的結構。每一層分別對例如亮度、暗度、動態等不同的視覺資訊敏感。每一層都是像馬賽克一樣拼湊起來的結構，再由多層馬賽克拼湊成一幅立體的視覺畫面。研究人員估計哺乳動物的視網膜把視覺資訊分為多達大約四十個類別分別感應。
從研究人員展示的視網膜橫截面剖析圖看到，頂層是神經節細胞圓形的細胞核部份，每個神經節細胞長長的觸角伸到下面，看似錯綜複雜地盤繞在一起，其實亂中有序，這些觸角共同組成了上面提到的各種感應層。每個感應層擅長感應不同的視覺信號。
神經節細胞（ganglion cell）是視網膜內的一種重要神經細胞。它的「頭部」是圓形的細胞核，「身體」就是長長的突觸結構。這些突觸像樹枝一樣還有很多分支。它們盤根錯節地擠在一起，就像盆栽植物的根部長得過於茂盛的景象。這些突觸共同組成多個「馬賽克」結構的神經感應層。
在這個厚厚的馬賽克感應層下面，還有另一層神經節細胞。這層神經節細胞的突觸向上伸入神經感應層。研究人員認為，這層神經節細胞根據突觸抵達的深度，輸出開和關的資訊。
「這些突觸就像地址映射系統一樣工作，根據達到的不同深度反饋不同的資訊。」主要研究員之一杜克大學神經生物學助理教授菲爾德（Greg Field）說：「實際上，它們抵達較深的地方即返回『關』的信號，抵達較淺的地方返回『開』的信號。如此，視網膜有很多感應器共同探測周圍立體的世界。」
菲爾德說，視網膜天然形成這樣的結構，工作效率很高，而且很節能。研究人員發現其中一個原因是，在較多環境噪音的情況下，這些細胞自動會過濾掉噪音資訊，有目的地選擇重要的資訊讀取，這導致視網膜成像很節省能量。
研究人員舉例說，例如在很暗的房間裏，大部份環境資訊都是無用的「噪音」信號，視網膜的神經節細胞會自動調整，只選擇對較亮的物體進行感應。
這種天然的機制有著神奇的妙處。菲爾德說，如果你是一隻小鼠，「周圍環境中容易看見的東西一般不會威脅你的生命安全，往往是那些不易覺察的物體藏著危險的信號。視網膜具有這樣的功能，根據環境自動調節對不同視覺信號的敏感度。」
研究人員把視網膜成像消耗的能量和智能手機的相機對比。
比如一個5兆像素、1/5英吋的手機相機耗電1.92×10-10瓦。人眼視網膜成像，在明亮的環境下大約耗能1.27×10-11瓦，只是手機相機的大約6%。在昏暗的環境下，人眼耗能增加到大約5.08×10-11瓦，仍然遠低於相機耗能，而且，人眼視網膜具有捕捉單光子光源的能力，目前任何手機的相機都辦不到。
研究者表示，了解哺乳動物視網膜複雜的工作機制，對研發視網膜假體、設計出更先進的相機等都具有重要意義。
這份研究9月28日發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。◇
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