中國科學技術大學生命科學與醫學部薛天教授、鮑進特任研究員團隊在探索光感知促進腦發育的神經機制方面取得突破性進展。8月8日，相關研究成果發表于《細胞》。

哺乳動物的視覺感知起始于視網膜。哺乳動物視網膜中主要存在三類感光細胞：視桿細胞、視錐細胞和視網膜自感光神經節細胞。不同于介導視覺圖像編碼的經典成像視覺感光細胞(視桿細胞和視錐細胞)，視網膜自感光神經節細胞通過其基因Opn4編碼的感光蛋白視黑素從而特異性感知藍光波段的光，并主要介導非成像視覺功能，如晝夜節律光調節、瞳孔光反射和光調控情緒等。

在發育過程中，視網膜自感光神經節細胞是最早具有感光功能的視網膜感光細胞，這暗示它可能是介導光促進幼年大腦發育最關鍵的感光細胞。

研究人員通過敲除編碼視網膜自感光神經節細胞感光蛋白的基因Opn4，發現缺失視網膜自感光神經節細胞感光能力的新生鼠在出生后發育早期，其多個感覺皮層和海馬椎體神經元的自發微小興奮性突觸后電流頻率顯著降低，且形態學顯示椎體神經元的樹突棘數量也顯著減少;而在出生后即完全避光暗飼養的實驗中，對照組與缺失該細胞感光能力的新生鼠皮層和海馬的突觸功能與數量沒有顯著差異。這一結果提示視網膜自感光神經節細胞是介導小鼠早期光感受促進腦高級認知區域突觸發生的充分且必要的條件。

為探究發育早期光促進腦突觸發育對成年后高級腦認知能力的影響，研究人員通過訓練小鼠學習不同頻率的聲音刺激與獎勵/懲罰的相關性，發現幼年期視網膜自感光神經節細胞光感受的缺失，會導致小鼠成年后的學習速度顯著下降，而這種成年后學習能力的缺陷可以被幼年時人為激活視網膜自感光神經節細胞或視上核的催產素神經元所挽救。

該研究發現了發育早期視覺(光)感知促進大腦高級認知區域神經元突觸協同發育的感光、神經環路和分子機制，并揭示了發育早期光感知對成年腦高級認知能力的影響，提示公共衛生研究應關注新生兒日常的光環境，進一步探索光環境對新生兒大腦發育的影響。(見習記者王敏)

關鍵詞： 光感知促進腦發育的神經機制 視網膜感光細胞 視覺感知 幼年大腦發育