人和猴子分辨颜色的方式一样吗?

【字体: 时间:2023年05月10日 来源:University of Washington School of Medicine/UW Medicine

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  色彩视觉研究的新发现表明,人类比猴子能感知更大范围的蓝色色调。在人类视网膜中发现的不同连接可能表明,最近进化适应了从眼睛向大脑发送增强的色觉信号。

  

色彩视觉研究的新发现表明,人类比猴子能感知更大范围的蓝色色调。

研究人员在4月25日的科学杂志《美国国家科学院院刊》上报告说:“在人类视网膜上发现的不同连接可能表明,最近进化适应了从眼睛向大脑发送增强的色觉信号。”

西雅图华盛顿大学医学院(University of Washington School of Medicine)生物结构系的表演讲师金妍镇(Yeon Jin Kim)和教授丹尼斯·m·达西(Dennis M. Dacey)领导了这个国际合作项目。

戴西实验室的奥林·s·帕克(Orin S. Packer)也加入了他们的行列;奥地利维也纳医科大学的Andreas Pollreisz;以及来自澳大利亚悉尼大学和拯救视力研究所的实验眼科学教授Paul R. Martin和眼科学和视觉科学副教授Ulrike gr<e:1> nert。

科学家们比较了人类视网膜中传递颜色的神经细胞与两种猴子(旧大陆猕猴和新世界普通狨猴)视网膜中的神经细胞之间的联系。现代人类的祖先大约在2500万年前与这两种灵长类动物分道扬镳。

通过使用精细尺度的微观重建方法,研究人员想要确定与色觉相关的区域的神经线路在这三个物种中是保守的,尽管每个物种都有自己独立的进化途径。

科学家们观察了视网膜中央凹的光波探测锥细胞。这个窝槽里密集地排列着锥体细胞。它是视网膜的一部分,负责敏锐的视觉敏锐度,需要看到重要的细节,如页面上的文字或驾驶时前方的东西,以及色觉。

视锥细胞有三种灵敏度:短波、中波和长波。有关颜色的信息来自处理不同视锥细胞类型信息的神经回路。

研究人员发现,在人类身上发现的某种短波或蓝色敏感的锥体回路在狨猴身上是不存在的。它也不同于在猕猴身上看到的回路。基于早期的非人类灵长类动物的色彩视觉模型,科学家们在人类色彩视觉的神经细胞连接中发现的其他特征是出乎意料的。

更好地了解编码颜色感知的物种特有的复杂神经回路,最终可能有助于解释人类独特的颜色视觉品质的起源。

研究人员还提到了一种可能性,即哺乳动物在视觉回路上的差异至少部分是由它们对生态位的行为适应造成的。狨猴生活在树上,而人类喜欢住在陆地上。例如,在森林中变幻的光线中发现成熟水果的能力,可能为特定颜色的视觉回路提供了选择优势。然而,环境和行为对色觉电路的实际影响尚未确定。

研究人员指出,更普遍的是,在神经细胞之间的连接和信号水平上对神经回路进行比较研究,可以帮助回答许多其他问题。其中包括阐明神经回路设计的潜在逻辑,并提供关于进化如何改变神经系统以帮助塑造感知和行为的见解。

Journal Reference:

  1. Yeon Jin Kim, Orin Packer, Andreas Pollreisz, Paul R. Martin, Ulrike Gr&uuml;nert, Dennis M. Dacey. Comparative connectomics reveals noncanonical wiring for color vision in human foveal retina. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (18) DOI: 10.1073/pnas.2300545120

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