视觉敏锐度（分辨率）的生理基础

《Nature Communications》：Physiological basis of resolution acuity in vision

　　

摘要

视觉是许多动物（尤其是人类和其他灵长类动物）的主要感觉方式。视觉分辨率的极限受到锥形光感受器的大小和间距的限制，尤其是在视网膜的中央凹区域，那里的锥形光感受器体型最小。为了最优化地利用这些锥形光感受器，视网膜和外侧膝状核（LGN）中的神经元必须具有仅由单个锥形光感受器组成的感受野中心，然而这样的感受野从未被直接观察到。在这里，我们使用自适应光学微刺激器对雄性猕猴的中央凹外侧膝状核感受野进行了全面绘制，并将其与相应的锥形光感受器排列对齐。研究发现，小细胞外侧膝状核神经元的感受野中心通常由来自单个锥形光感受器的信号定义，这一发现通过生物物理光捕获建模和空间频率调谐数据得到了证实。我们的结果表明，中央凹区域的视觉敏锐度是由在锥形光感受器间距极限条件下工作的外侧膝状核神经元介导的。揭示这种空间分辨率的生理基础，有助于解释长期以来关于在皮质处理之前何种机制限制视觉敏锐度的解剖学和感知学数据之间的矛盾，强调了光学矫正在实现最佳视觉分辨率中的核心作用。