老鼠的眼睛收缩光线而没有直接连接到大脑

约翰斯·霍普金斯大学医学院的神经科学家在试验小鼠时报告了新的证据，即许多低等哺乳动物的眼睛虹膜直接感知光线并导致瞳孔收缩而不涉及大脑。

在6月19日的“当代生物学”杂志的一篇报道中，研究人员详细说明了当动物从黑暗的房间移动到明亮的房间时，小鼠眼睛中的瞳孔变小，即使动物的大脑和眼睛之间的神经连接是切断。

他们的研究结果证明，老鼠眼睛有直接内置括约肌环的感光功能的肌肉周围的学生。

哺乳动物的眼睛通过收缩或扩大瞳孔来适应变化的光线条件。这种被称为瞳孔光反射的动作由虹膜中相对的扩张器和括约肌控制。“这种反射的传统观点是，光会触发神经信号从眼睛的视网膜传到大脑，从而激活神经递质乙酰胆碱所传递的神经信号，使括约肌收缩并收缩瞳孔，”King-Wai说。丘，博士，约翰霍普金斯大学医学院的神经科学家，该报告的作者。

但几年前丘和他的团队在其他人的早期研究基础上进行的研究表明，在黎明和黄昏时活跃的夜间哺乳动物和哺乳动物，如老鼠，兔子，猫和狗，不需要大脑这种反射。工作。相反，丘的实验室发现，即使是孤立的，括约肌也会因光而收缩，使用一种叫做melanopsin的光敏色素。

对该观察的最简单的解释是肌肉本身对光敏感。然而，其他研究人员提供了另一种解释，即在括约肌上可能存在含有黑视蛋白的光敏神经纤维，通过捎带大脑涉及乙酰胆碱的瞳孔光反射电路使肌肉收缩。

这个建议促使Yau的团队询问如果乙酰胆碱的作用被阻止会发生什么。“果然，即使在药理学上阻断了乙酰胆碱的作用后，孤立的虹膜括约肌仍然会因光线而收缩，这增加了对肌肉本身是光敏感的观点的信心，因为它含有黑视蛋白，”丘说到目前的工作。

为了更进一步，他们使用遗传学来选择性地防止肌肉产生黑视蛋白。实际上，这种方法消除了光对括约肌的影响，即使乙酰胆碱的作用完好无损。“因此，我们已经令人信服地证明，括约肌对于肌肉本质上是光敏感的，这是一种非常不寻常的肌肉特性，”丘说。

事实证明，在白天活跃的低等哺乳动物，如地松鼠，缺乏Yau团队发现的局部瞳孔光反射;这同样适用于灵长类动物，无论是夜间还是非夜间。“广泛的画面，”丘说，“即使在大脑介入之前，当地的瞳孔光反射出现在原始脊椎动物的早期，例如无颌鱼。在进化过程中，大脑参与了这种反射，但是当地的机制在两栖动物中占主导地位。当哺乳动物出现时，局部反射逐渐变得不那么重要，在白天和灵长类动物的活动中完全灭绝。这是当地的光反射'光反射。“

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