▎學術經緯/報道

今日，《科學》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找到了三種全新的細胞，并指出它們能探測光線強度，讓大腦構建起生物鐘的節律。索爾克研究所的新聞標題更為易懂——這三種細胞能讓大腦區分白晝與黑夜。

圖片來源：索爾克研究所官網截圖

這些細胞有個很長的名字，叫做內在光敏視網膜神經節細胞（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膜上，對光有敏感性的細胞。在小鼠等動物模型里，人們已經找到了這類細胞的存在，并找到了它們與生物節律之間的聯系。但在人類乃至其他靈長類動物里，還從未有過對這類細胞的研究報道。

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

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

詳細的分析，讓研究人員們一共找到了三種不同的ipRGC：第一種細胞對光非常敏感，很快就會有反應，而且這種反應可以持續很久；第二種細胞需要更長時間的光照才會有反應，而反應啟動后，關閉的時間也會更久；第三種細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。

發現這些細胞有啥用呢？研究人員們指出，它回答了關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節作用。比如大家在睡覺前多看電腦和手機屏幕，接觸了太多的藍光，就有可能影響睡眠質量。而清晨的明媚陽光，也會促進我們從熟睡中醒來，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/清醒節律呢？

答案或許就在這些細胞上。這些盲人或許缺乏視錐或視桿細胞，但卻依舊有負責感光的ipRGC。正是這些細胞的存在，才讓他們能夠維持良好的晝夜節律。

▲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。而理解這些細胞的功能，有助于讓我們設計出更好的光照環境，改善我們的生活。

另一位通訊作者Ludovic Mure博士則指出，這些發現也有助于科學家去尋找治療相關疾病的藥物。

未來，這些研究人員們計劃進一步研究這些細胞的細節。譬如先照射橙色的光，再照射藍色的光，會產生怎樣的效果。在自然界中，清晨和黃昏都會發生光色調的變化。理解這些細胞的反應，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/

原標題：為啥白天不懂夜的黑？今日《科學》發現三種新細胞，可幫助大腦區分白晝與黑夜