揭示了人眼是如何感知亮度的
日本科学家对视网膜中处理视觉信息的光感细胞的重要性有了新的认识。研究人员分离出了黑视素细胞的功能，并证明了它们在视觉环境感知方面的关键作用。这让我们对眼睛的生物学和视觉信息是如何处理的有了新的认识。
这些发现可能有助于更有效地治疗与眼睛有关的并发症。它们也可以作为开发照明和显示系统的基础。这项研究发表在科学报告2019年5月20日。
人眼的背部有视网膜，这是一层被称为光感受器的各种类型的细胞，它们对不同数量的光．处理大量光的细胞被称为视锥细胞，处理较低水平光的细胞被称为视杆细胞。
直到最近，研究人员还认为，当光线照射视网膜时，视杆细胞和视锥细胞是仅有的两种有反应的细胞。最近的发现揭示了一种全新的细胞类型，称为内在光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs)。与杆状细胞和锥状细胞不同，iprgc含有黑视素，这是一种对光敏感的光色素。虽然已经确定iprgc与保持大脑内部时钟与日光变化同步有关，但它们在检测光量方面的重要性还没有得到很好的理解。
“到目前为止，视网膜黑视素的作用细胞以及他们如何对感知横滨国立大学环境与信息科学学院教授冈岛胜典(Katsunori Okajima)说，他是该研究的作者之一。
“我们发现，黑视素在人类判断环境光线好坏的能力上发挥着至关重要的作用。这些发现重新定义了传统的光探测系统，到目前为止，该系统只考虑了两个变量，即亮度和入射光的量。我们的研究结果表明，亮度感知应该依赖于第三个变量——针对黑视素的刺激强度。”
在这项研究中，作者展示了视锥细胞和黑视蛋白是如何结合起来让人感知亮度的。为了更好地评估黑视素对光的探测作用，从视锥细胞和视杆细胞中分离出了黑视素的信号。这种分离可以更准确地观察黑视蛋白信号。视觉刺激被精心设计和放置，以特别刺激光敏化学物质。此外，研究人员使用跟踪软件测量研究参与者在每种视觉刺激下的瞳孔直径。这是一种确定亮度感知和视网膜上实际视觉刺激强度之间关系的方法。
研究人员能够证明，被感知到的图像的不同亮度水平是黑视素反应和视锥细胞产生的反应的总和。前者是线性读数，后者不是。结果还表明黑视素在亮度感知中起着不小的作用。相反，它是一个关键的参与者亮度感知。
