科学发现

视网膜光电转换机制

 

内容摘要      

    依据眼底反射分光光度实验结果：人眼锥体细胞对绿色  540nm和黄色580nm波段最敏感，得出了视网膜光敏元素是钠离子 的结论。提出了视网膜光电转换机制和尚待进一步探索的：“光波阵列与视网膜上钾、钠、钙光电效应波谱及原子光谱相对应”的实验研究课题。

 关键词

 泵蛋白通道 光电效应 原子光谱 光波阵列 近视眼

一 前言

   视觉机制的研究一直以来无重大突破性进展，最具代表性的扬—赫姆霍兹三色学说与赫林的颜色对立学说，又被统一成了阶段学说。然而，却一直没有找到解剖学实验依据。近视眼这个全球性的社会和医学问题，至今仍是个难解之谜。人们对揭开近视眼这个谜团的愿望越来越迫切，并渴望了解更深层次的相关知识<1>。本文对视网膜的光电转换机制进行了研究，以期对揭示近视眼之谜有所裨益。

 二 研究对象与实验方法和结果

    用不同波长的光线作为光源，求出它们的人眼视色素密度的差异，再看光源波长和此差异间是否存在某种关系。Rushton等以含有锥体细胞视功能的人为对象，在其眼底中央凹进行实验，先用不同波长的光测定未经漂白的中央窝的反射率，再使眼睛曝于白光之下，把视色素完全漂白掉，测定在不同波长的光线下的视色素密度的改变(不是测定视色素光密度本身)，得出曲线。继而又使实验对象处于完全黑暗环境中7min，任锥体细胞色素重生，再用一定程度的红光使视色素漂白，然后测定视色素光密度的改变，得到曲线。其高峰转向波长580nm的黄色波段。将被试对象进行暗适应，使锥体细胞色素再生，再用足够强度的绿色光进行漂白，如前测定视色素密度的改变，得出曲线。此曲线高峰约在540nm处，得到高峰曲线<2>。实验结果证明：人眼中央凹部位锥体细胞对钠的光电效应红限值540nm绿色和钠的原子光谱主线系附近的580nm黄色波段最敏感。

 三 结论

    视网膜光敏元素是钠离子。

 四 讨论

    人们早已清楚：神经视细胞膜内外钾、钠、钙离子浓度差的变化和平衡，是靠细胞膜泵蛋白的主动转运来实现的。作者认为：神经视细胞膜蛋白泵的起动，很可能是依靠泵蛋白通道对电刺激敏感部位，接收到钾或钠或钙等元素的光电效应或原子光谱共振的电子作用来实现的。

    视网膜光电转换机制似呼是：“光波阵列射入眼内，550nm以下绿色光波使视网膜中钾产生光电效应；540nm以下绿色光波使视网膜中钠产生光电效应；764.5和770nm红色光波与视网膜中钾产生原子光谱共振；589和589.6 nm黄色光波与视网膜中钠产生原子光谱共振；423nm蓝色光波与视网膜中钙产生原子光谱共振。当神经视细胞蛋质通道对电刺激敏感的部位，受到视网膜上钾、钠、钙等元素光电效应或原子光谱共振的电子作用后，将神经视细胞膜内的钠泵到膜外，将膜外的钾泵到膜内……从而导致神经视细胞超极化或去极化。当神经视细胞膜两侧电位差达到某一特定数值时，膜通道蛋白质构型在数毫秒或数十毫秒之间的极短时间内，突然允许钾、钠顺浓度差迅速移动过膜，而后又迅速关闭形成去极化。神经视细胞膜两侧钾、钠、钙离子浓度变化的空间和时间上的叠加，产生一种分级形式的电信号，由神经传递到脑细胞产生颜色视觉反应。”

    依据这个“视网膜光电转换机制”，将：“视觉画面光波阵列与视网膜上钾、钠、钙等元素光电效应波谱及原子光谱相对应”，从而进一步深入实验研究探索：“减除其他光波谱对神经视细胞的刺激，可否减轻视疲劳达到预防近视眼的目的”。

 五 参考文献

1. 汪芳润、尹忠贵主编 《近视?近视眼?近视眼病》 复旦大学出版社 2008年第1版

2. 周世生编著 《高色彩学》 印刷工业出版社 1997年第1版