▎學(xué)術(shù)經(jīng)緯/報道

今日，《科學(xué)》雜志刊登了來自索爾克研究所（Salk Institute）的一項新研究：Satchidananda Panda教授課題組在人體內(nèi)找到了三種全新的細(xì)胞，并指出它們能探測光線強度，讓大腦構(gòu)建起生物鐘的節(jié)律。索爾克研究所的新聞標(biāo)題更為易懂——這三種細(xì)胞能讓大腦區(qū)分白晝與黑夜。

圖片來源：索爾克研究所官網(wǎng)截圖

這些細(xì)胞有個很長的名字，叫做內(nèi)在光敏視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（intrinsically photosensitive retinal ganglion cells，縮寫ipRGC）。從名字上可以看出，這是一類分布在視網(wǎng)膜上，對光有敏感性的細(xì)胞。在小鼠等動物模型里，人們已經(jīng)找到了這類細(xì)胞的存在，并找到了它們與生物節(jié)律之間的聯(lián)系。但在人類乃至其他靈長類動物里，還從未有過對這類細(xì)胞的研究報道。

為了在人類中尋找這類細(xì)胞的痕跡，研究人員們借助了遺體捐獻(xiàn)者的寶貴資源。他們從這些捐獻(xiàn)者的眼睛里取出了視網(wǎng)膜，然后放在特定的設(shè)備上，研究在不同的光照下，這些視網(wǎng)膜里的細(xì)胞會有怎樣的反應(yīng)。

研究中，他們發(fā)現(xiàn)有一小部分細(xì)胞在30秒的光照后，會開始發(fā)射電信號。而即便光熄滅了，一些細(xì)胞也依舊會繼續(xù)活躍幾秒鐘。這正是光敏性細(xì)胞的特征。隨后，研究人員們也檢驗了不同顏色的光線，會對這些細(xì)胞產(chǎn)生怎樣的影響。

詳細(xì)的分析，讓研究人員們一共找到了三種不同的ipRGC：第一種細(xì)胞對光非常敏感，很快就會有反應(yīng)，而且這種反應(yīng)可以持續(xù)很久；第二種細(xì)胞需要更長時間的光照才會有反應(yīng)，而反應(yīng)啟動后，關(guān)閉的時間也會更久；第三種細(xì)胞只在光非常強的時候才會啟動，啟動的速度也非常快。但它們的活性不夠持久，一旦光停止照射，就會停止工作。

發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞有啥用呢？研究人員們指出，它回答了關(guān)于生物鐘的一些疑問。我們知道，光對于生物鐘有著非常重要的調(diào)節(jié)作用。比如大家在睡覺前多看電腦和手機屏幕，接觸了太多的藍(lán)光，就有可能影響睡眠質(zhì)量。而清晨的明媚陽光，也會促進(jìn)我們從熟睡中醒來，迎接新的一天。如果看不見光，生物鐘就容易出現(xiàn)紊亂。那么，為何一些看不見東西的盲人，也能保持良好的睡眠/清醒節(jié)律呢？

答案或許就在這些細(xì)胞上。這些盲人或許缺乏視錐或視桿細(xì)胞，但卻依舊有負(fù)責(zé)感光的ipRGC。正是這些細(xì)胞的存在，才讓他們能夠維持良好的晝夜節(jié)律。

▲本研究的兩位通訊作者Ludovic Mure博士（左）與Satchidananda Panda教授（右）（圖片來源：Salk Institute）

本研究的通訊作者之一Panda教授指出，生活習(xí)性的改變，讓人類變得越來越“宅”，也越不容易受到自然光照影響。而理解這些細(xì)胞的功能，有助于讓我們設(shè)計出更好的光照環(huán)境，改善我們的生活。

另一位通訊作者Ludovic Mure博士則指出，這些發(fā)現(xiàn)也有助于科學(xué)家去尋找治療相關(guān)疾病的藥物。

未來，這些研究人員們計劃進(jìn)一步研究這些細(xì)胞的細(xì)節(jié)。譬如先照射橙色的光，再照射藍(lán)色的光，會產(chǎn)生怎樣的效果。在自然界中，清晨和黃昏都會發(fā)生光色調(diào)的變化。理解這些細(xì)胞的反應(yīng)，也有助于我們更好地理解自己的生物鐘。

參考資料：

[1] Ludovic S. Mure et al., (2019), Functional diversity of human intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, Science, DOI: https://science.sciencemag.org/content/366/6470/1251

[2] THREE TYPES OF CELLS HELP THE BRAIN TELL DAY FROM NIGHT, Retrieved December 5, 2019, from https://www.salk.edu/news-release/three-types-of-cells-help-the-brain-tell-day-from-night/

原標(biāo)題：為啥白天不懂夜的黑？今日《科學(xué)》發(fā)現(xiàn)三種新細(xì)胞，可幫助大腦區(qū)分白晝與黑夜