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。

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。
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<p>本文作者:资讯小分队</p><p>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。</p> <p><a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/wps_clip_image376.jpg"><img title="wps_clip_image376" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/wps_clip_image376.jpg" alt="" width="442" height="462" /></a><br /> <span style="color: #3366ff;"><em>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</em></span></p> <p>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。</p> <p><span style="color: #3366ff;"><em><a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/retina.jpg"><img title="retina" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/retina_thumb.jpg" border="0" alt="retina" width="531" height="345" /></a><br /> 视网膜的细胞结构图</em></span></p> <p>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。</p> <p><a href="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/wps_clip_image626.jpg"><img class="alignnone size-full wp-image-37667" title="wps_clip_image626" src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2010/05/wps_clip_image626.jpg" alt="" width="577" height="468" /></a></p> <p><span style="color: #3366ff;"><em>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)</em></span></p> <p>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。</p> <p><div class="editornote"><p> </p></div></p> <p><div class="editorsource"></p> <p><span style="color: #3366ff;"><span style="color: #000000;">作者:</span> <a href="http://songshuhui.net/archives/author/you-mu-q" target="_blank">沐右</a></span></p> <p>消息来源:<a href="http://focus.aps.org/story/v25/st15" target="_blank">美国物理协会周刊《Physical Review Focus》报道</a>、</p> <p><a href="http://prl.aps.org/abstract/PRL/v104/i15/e158102" target="_blank">《物理评论快报》(PHYSICAL REVIEW LETTERS)论文摘要</a></p> <p><div><a href="http://www.science360.gov" target="_blank" style="margin-right:15px"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/themes/isongshu/images/sci360.jpg"></a><a href="http://pansci.tw/" target="_blank" style="margin-right:15px"><img src="http://songshuhui.net/wp-content/uploads/2011/04/pansci-logo-150_75.png"></a></div></div><div style="margin: 10px 0pt; font-size: 13px; padding: 8px; border: 1px solid rgb(255, 174, 79); background: none repeat scroll 0pt 0pt rgb(255, 246, 207); color: rgb(120, 120, 120);"><a href="http://songshuhui.net/contribute">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 >></a></div></p> <div style="margin-bottom:10px"><div class="bshare-custom icon-medium"><a title="分享到新浪微博" class="bshare-sinaminiblog" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到人人网" class="bshare-renren" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到豆瓣" class="bshare-douban" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到腾讯微博" class="bshare-qqmb" href="javascript:void(0);"></a><a title="分享到开心网" class="bshare-kaixin001" 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