人眼能够以非凡的细节看清事物,让人们能够阅读小字、认出房间对面的面孔、欣赏大自然的风貌。长期以来,科学家们一直在争论这种锐利视力在细胞水平上是如何工作的,以及大脑和眼睛是否共同协作使其成为可能。
阿拉巴马大学伯明翰分校的一项研究提供了明确的答案,这可能会影响未来的眼部护理和视力矫正。该研究发表在《Nature Communications》上,直接揭示了人类高分辨率视觉的视网膜源头,展示了眼睛如何向大脑发送精确的视觉信号。
该研究由Lawrence Sincich博士领导,表明人类最锐利的视觉来自于从单个视锥光感受器分离出来的信号。这些在视网膜中发现的感光细胞非常微小,并高度集中在中央凹——这代表了我们日常的凝视中心。来自中央凹的个体化信号随后沿着大脑中一条专门的通路被传递,该通路保留了视觉细节。
“这是人们以为早已定论的那类结果,因此对一些人来说可能显得令人惊讶,”UAB视光学与视觉科学系教授、研究生项目主任Sincich说。“许多解剖学研究表明,来自单个视锥细胞的信号可以沿着一种‘私人线路’传到大脑。但也有理由相信这些信号会与邻近细胞混合,这将降低我们分辨清晰细节的能力。”
先前的生理学研究表明,参与这一大脑通路的神经元似乎会收集来自多个视锥细胞的信号。这与解剖学证据或感知研究揭示的“超锐度”概念不太吻合。“超锐度”意味着人们能够检测到比眼中感光细胞本身还要小的细节。
“所有这些都形成了一个真正的谜题,”Sincich说。“一旦眼睛的光学问题被矫正,视力是受视网膜限制、受大脑限制,还是两者共同限制?”
新的发现有助于解决这个问题。Sincich的研究发现,当眼睛的光学系统得到最佳矫正时,发送到大脑的视觉信号以与单个视锥细胞相同的间距运作。换句话说,视网膜能够传递空间上精确的信息,仅受视锥细胞的物理阵列限制,而大脑能够利用这些信息。
这一结果有助于调和数十年的解剖学、生理学和感知研究,从而阐明最终限制人类视力的机制。
对于验光师来说,这些发现强调了提供最佳光学矫正的重要性。根据这项研究,始于视网膜的视觉通路始终准备好在视锥细胞间距的水平上传递细节。
“这种神经视网膜的能力解释了为什么患者在第一次戴上合适的眼镜时会有‘啊哈’的时刻,”Sincich说。“他们的大脑还没有对糟糕的视力做出太多适应,突然间他们清晰地看到了精细的细节。那个清晰的时刻对患者来说意义非凡。”
这一发现加深了对视觉工作原理的科学理解,并确认了视网膜在让人类能够高分辨率视物方面的作用——这些信息可能会影响未来的眼部护理研究。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Keaton M. Ramsey et al, Physiological basis of resolution acuity in vision, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68851-0.