首页 >> 资讯 >> 文章

以色列理工大学的Erez Ribak和他的研究生Amichai Labin利用波动光学的方法模拟了视网膜中放射胶质细胞(也称为Muller细胞)的光学性质,发现这种细胞像光纤一样可以高效率的通导光线。如果这是真的话,那长久以来公认的眼睛构造的一个诡异之处就能够解释了。


视网膜中的光传导(J. Grosche/Univ. Of Leipzig):艺术家理解的光在视网膜中的传播,光线经过数层细胞的模糊之后照射到感光细胞(底层的柱状结构)上

视网膜是眼睛的感光原件,它位于眼睛的后侧。其结构如图所示,前面是主要由神经和神经纤维构成的数层细胞,还有细长的贯穿这数层细胞的放射胶质细胞,而能对光的强度和颜色产生反映的感光细胞则位于最后侧。大家一般认为,光线在达到感光细胞之前,会经过前面几层细胞的模糊,从而降低了眼睛看到物体的清晰度。这个“缺陷”常常作为自然形成的构造并不总是那么理想的一个例子。专家们也一直想要弄明白,为什么经过细胞层的模糊之后,我们眼睛还能够工作的那么好。

retina
视网膜的细胞结构图

2007年的时候,一个德国小组研究了视网膜中竖直贯穿感光细胞之上数层神经细胞的放射胶质细胞。他们发现,在视网膜中有放射胶质细胞存在的地方光能够很容易的透过去。通过分析透过的光斑,他们还发现,这种放射性胶质细胞在视网膜中起着光纤的作用,或者说是起着光波导的作用,视网膜上很多的这种细胞阵列就可以把光清晰地聚焦到感光细胞上。

计算机模拟的视网膜中光的传播:虽然仍有部分光沿着原来入射的方向传播,但是绝大部分光线都被引导着从光线中心的放射胶质细胞C通过(左图),或者经由临近的另一个放射胶质细胞N通过(右图)

以色列理工大学的Erez Ribak和Amichai Labin根据已知的关于放射胶质细胞的研究结果,包括大小、折射率、互相之间的距离,还有它们周围细胞的性质,利用电脑模拟了放射胶质细胞的导光能力。他们发现,放射胶质细胞能够将光聚集在感光细胞上,瞳孔张大到6mm以下的时候,在整个可见光谱范围内相邻放射胶质细胞传导的光只有很小的部分耦合在一起,这解释了为什么眼睛并没有明显的色差。根据他们的研究结果,视网膜实际上有着能够提高清晰度的理想结构。

想分享科技新鲜事,跟大伙儿谈论热点话题背后的科学?却懒得写长文章,或不知怎么参与?现在可以编译短文或写原创小文章,投稿给资讯频道,与大家共享信息。  详情 >>

0
为您推荐

12 Responses to “作为光波导的视网膜细胞,与眼睛的诡异构造”

  1. 沐右说道:

    我先坐个沙发再说。。。。。

  2. 墨叶说道:

    ( ⊙o⊙ )哇,原来如此

  3. fekn说道:

    眼睛比镜头复杂多了啊,我最近在想,液晶电视 4倍速的比没有倍速的清晰多了

    4倍速理论上每秒更新200幅图片

    不知道眼睛的工作原理是什么样的? 也是每秒更新多少幅完整图片吗?因为映照到视网膜的图像似乎是“连续”运动的, 是不是不能用每秒更新多少副图片这种说法来理解?

    • 沐右说道:

      这个,我也不知道
      不过我猜呢,自然进化的眼睛是为了适应连续的光的,所以应该不能用每秒更新多少图片的说法来理解。乱猜的。

    • 未来就在过去说道:

      眼睛的导光速度可能只比光速慢一点点,忽略光线的频率后光基本是连续进入眼睛的。
      进入眼睛后的光信号要经过大脑的处理才能变成能被我们自身意识所感知的光映象,但是大脑处理速度也有一定局限性,电影放映频率就是利用了我们大脑这种视觉滞后的原理而制定的,也就是大脑处理视觉信号是有一定滞后的。也就是说大脑处理视觉信号是有频率的,具体多少我记不清了,大概极限值是300/s

  4. 栖枫渡说道:

    果然很能解释诡异结构……

  5. biohu说道:

    嗯,是不错,好像是过了一段距离还能很好地聚焦起来。

  6. kidjackdaw说道:

    好文、好文,第一幅图的模拟太美了。

    “瞳孔张大到6mm以下的时候”
    是不是应该改为以上啊

    • 沐右说道:

      是以下没错。瞳孔越大代表相应的光线入射角也越大,他们的研究只考虑了角度相对小的情况,比如图里面的2度和8度。不过6mm已经算不小了吧。

  7. [...] 诡异自有诡异的道理(5月9日资讯:作为光波导的视网膜细胞,与眼睛的诡异构造) [...]

Leave a Reply