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就如你现在要读这篇文章一样 ， 你的眼睛必须完成相当多的任务 —— 光线进入角膜 ， 通过瞳孔和晶状体到达背部的视网膜 ， 在那里 ， 视锥细胞和视杆细胞等对光敏感的细胞 ， 通过视神经中的电信号将你看到的东西传递到大脑 。
【“细胞的能量屋”在秘密地帮助哺乳动物的眼睛处理光线】
现在 ， 一项研究为这一过程添加了一个令人惊讶的新视角 。 在视锥细胞受体中 ， 线粒体（它是细胞的动力源）看起来就像一个小的“微透镜” ， 正帮助将光子输送到神经细胞 。
该研究的资深作者、国家眼科研究所神经病学家李伟（音译）表示：“线粒体似乎具有双重功能 ， 这一迷人现象让我们感到惊讶 。 线粒体在代谢过程中发挥着产生能量的作用 ， 同时还有这种光学效应 。 ”
线粒体是非常小的细胞器 。 它们在细胞中勤奋地工作 ， 产生所需的大部分化学能 ， 这样细胞才能完成它的功能 。 但是 ， 如果你还记得生物课上它们的样子的话 ， 线粒体看起来并不是那种能够有效地重新定向光线的结构 。
这对研究人员来说尤其奇怪 ， 因为线粒体位于我们视网膜的视锥细胞的感光外层 。 这意味着光线可以直接照射到线粒体 ， 这可能会导致光子向奇怪的方向散射 ， 甚至被吸收 ， 从而完全阻止光线到达神经细胞 。
国家眼科研究所科学家约翰·鲍尔表示：“这些复杂的、富含脂质的细胞器也有可能影响进入外层的光线通道 。 在这里 ， 我们通过实时成像和模拟表明 ， 尽管存在光散射或吸收的风险 ， 但这些紧密排列的线粒体‘聚焦’光进入外段 ， 线粒体重塑会影响这种光线的聚焦 。 ”
上图：线粒体的简化结构 。
研究人员使用了十三线地松鼠（Ictidomys tridecemlineatus）作为他们的模型生物 。这些动物不是夜行性动物 ， 所以它们有很多可以检测颜色的视锥细胞 ， 而且在黑暗中可以看到的视杆细胞数量不多 —— 至少与许多其他哺乳动物相比是这样 。这使研究人员能够观察到含有活线粒体的分离锥层 。
不幸的是 ， 松鼠不得不被安乐死 ， 并解剖它们的眼睛 。 死后不久 ， 视网膜本身被切开 ， 然后放在显微镜载玻片上 ， 去掉几层 ， 直到只剩下感光细胞（光感受器） 。
这意味着研究人员可以在线粒体仍然存在的情况下 ， 将光照射到感光器上 ， 从而揭示出这种有趣的微透镜效应 。
虽然 ， 哺乳动物的锥体细胞应该都很相似 ， 但我们还不能确定这是否也会发生在人类细胞中 ， 还需要更多的研究来确定这一点 。 但这看起来很有希望 ， 它也解释了哺乳动物视网膜的一个特殊的未知 。
科学家约翰·鲍尔表示：“线粒体的透镜状功能 ， 也可以解释被称为斯蒂尔斯-克劳福德（Stiles-Crawford）效应的现象 。 ”
斯泰尔斯-克劳福德效应是锥状感受器的一种特性 ， 其中进入瞳孔中心的光比靠近边缘的光在我们的锥细胞中产生更多的反应 。
该团队通过实验和计算机模型发现 ， 线粒体与光的相互作用符合斯蒂尔斯-克劳福德效应 ， 这意味着线粒体可能是原因 。
研究人员表示：“这种锥状线粒体的‘微透镜’状特征以一种角度依赖的方式传递光线 ， 类似于斯蒂尔斯-克劳福德效应 ， 为这种提高分辨率的基本视觉现象提供了一个简单的解释 。 ”
看来这个“细胞的能量屋”也一直是我们视觉的秘密助手 。
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