双眼异质光刺激下瞳孔光反射的双眼整合效应及其神经机制

这篇研究通过1Hz闪烁光刺激实验，揭示了瞳孔光反射（PLR）在双眼异质光分布下的整合规律：当总照度恒定（25/70/120 lx）时，双眼均衡光刺激（IL=IR=Itotal/2）引发的瞳孔收缩强度显著高于单眼刺激（kbino=0.087 vs kmono=0.046），证实了双眼整合效应（binocular summation）不能简单用视网膜总光通量解释，为动态光环境下的视觉神经调控模型提供了新依据。

　　

Highlight

瞳孔光反射（PLR）的双眼整合效应指：当双眼受到光刺激时，引发的瞳孔收缩程度超过单眼刺激的理论叠加值。虽然视网膜接收的总光通量增加会影响瞳孔反应，但传统理论无法解释为何双眼均衡光刺激（I_L=I_R）比单侧全光强刺激（I_L=I_total, I_R=0）诱发更强收缩。本研究通过1Hz动态光刺激实验，首次量化了不同眼间照度分配比例（25/70/120 lx）下的瞳孔动力学特征。

Results

• 当总照度I_total恒定时，双眼均衡光分布（照度比≈1）引发的平均瞳孔收缩显著强于单眼条件（p<0.001）

• 功率谱分析显示1Hz处的相位响应（phasic response）无显著差异，但张力性收缩（tonic response）随双眼照度均衡化而增强

• 新建数学模型显示：传统视网膜光通量理论（Watson-Yellott模型）需加入双眼协同系数才能拟合实验数据

Discussion

瞳孔收缩的神经机制涉及三重感光通路：

1?? 视杆/视锥细胞介导的快速相位响应（跟踪1Hz闪烁）

2?? 黑视蛋白（melanopsin）阳性视网膜神经节细胞（ipRGCs）驱动的张力性收缩

实验证实双眼整合效应主要作用于张力性成分，暗示ipRGCs可能通过视交叉上核的神经整合实现双眼信号协同。该发现为动态视觉假体设计和青光眼神经损伤评估提供了新靶点。

Conclusion

本研究首次阐明：在动态光环境下，瞳孔的神经调控系统会优先整合双眼均衡信号。这种超越简单光通量叠加的"1+1>2"效应，揭示了视觉系统在进化中形成的精密光能优化策略。