由新加坡南洋理工大学领衔的国际研究团队,首次在活体人眼中观察到一种极细微的变化:当眼睛的夜视细胞感知到光线时,会在瞬间出现轻微收缩。研究人员认为,这项发现有望发展成新的非侵入检测方式,协助医生更早发现可能导致失明的眼疾。

南洋理工大学星期四(1月8日)发文告说,参与研究的机构还包括华盛顿大学、新加坡眼科研究所,以及杜克—新加坡国立大学医学院。研究成果已于星期三(7日)发表在国际学术期刊《光:科学与应用》(Light: Science & Applications)。

杆状感光细胞负责在昏暗环境中提供视觉功能;这类细胞约占人类视网膜感光细胞95%,也是老年黄斑病变(Age-Related Macular Degeneration)和视网膜色素变性等眼疾中,较早出现退化症状的细胞类型。不过,目前用来检测杆状细胞功能的方法灵敏度有限,部分检查过程也会让患者感到不适。

研究团队这次使用一种称为“视网膜光图”(optoretinography)的技术,在不接触眼睛、也不使用染料的情况下,观察到杆状细胞在光线进入眼睛后约10毫秒内会出现一次极快的收缩,比蜂鸟拍动一次翅膀还要快,幅度最多约200纳米。

研究负责人、南大化学、化工与生物科技学院助理教授凌曈说,科学界早已知道杆状细胞在吸收光线后会产生电信号,“但这是首次在活体人眼中观察到这些细胞在感光的同时,也出现了实际的收缩”。

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研究员进一步分析发现,这种细微的收缩,是因为视紫红质(rhodopsin)在受到光线刺激后被激活所引起。这也是眼睛把光线转化为视觉讯号时,最早发生的一种反应。

这项研究的共同负责人、华盛顿大学医学院视觉科学家拉姆库马尔(Ramkumar Sabesan)教授指出,杆状感光细胞功能异常,往往是多种视网膜疾病的早期征兆,包括老年黄斑病变和视网膜色素变性。“若能直接观察这些细胞对光的反应,将有助医生更早诊断疾病,并更准确评估治疗效果。”

这项研究汇集生物医学工程、物理和临床科学等不同领域的研究人员,其中新加坡眼科研究院与杜克—新加坡国立大学医学院团队,负责提供视网膜成像与动物模型方面的关键支持。