睡前抱著手機不放的你，知道藍光對生活習慣的危害嗎？
當今時代，人們的生活中每天都會面對各種屏幕，已經發現藍光可能會對睡眠模式產生不良影響，因此，目前大多數電腦或手機屏幕都會使用藍光過濾膜。但是藍光到底會對人類帶來怎樣的影響？最近在BMC Biology上發表了兩篇研究論文，這兩篇文章均探索了斑馬魚的行為，以試圖對上述問題作出解釋。
Suresh Jesuthasan
新加坡的熹微晨光
在很多文化中都把正義與光明聯繫起來，具體而言，光照能夠對人的心情產生積極影響。白天長時間缺乏光照（比如冬天）會導致抑鬱；而一束明媚的陽光則能夠讓人心情愉悅。
除了影響情緒，光照還能調節人體的生物鐘、改變運動行為。其中藍光所誘發的這些影響最為強烈，通常可在眼中表達視黑素的視網膜神經節細胞中檢測到。人們沒有看到物體也可能會受到藍光的影響，藍光的強度是唯一決定其影響大小的因素。
藍光如何對動物產生如此多的影響呢？神經示蹤技術已證實，表達視黑素的視網膜神經節細胞會投射到視覺中樞外的許多其他目標細胞。這些細胞的功能有一些已經明確，但是尚不清楚其對於非視覺反應的其他方面有何貢獻。
藍光照射下的斑馬魚行為
我們研究了斑馬魚的非視覺光反應，斑馬魚的視網膜中也存在表達視黑素的細胞。斑馬魚的幼魚通常會白天向上游而晚上向下游。這種行為是由生物鐘控制的，但是藍光可以影響生物鐘。我們通過腦部成像發現，丘腦前核對於藍光的反應尤其明顯。丘腦前核會將信息傳遞至松果體韁核，而松果體韁核是所有脊椎動物大腦中都存在的結構，其作用是調節廣泛作用的神經調質（如多巴胺和五羥色胺）的釋放，這些神經調質會進而影響運動和情緒。
和許多動物一樣，斑馬魚的行為會受到藍光影響
為了操控丘腦前核，我們測試了光學門控氯離子通道在斑馬魚體內抑制神經元活性的能力，這一離子通道是最近從Guillarda theta(GtACR1 and GtACR2) 體內的微生物中分離得到的。這些離子通道高度敏感，是進行試驗的理想工具。特定的光強度會刺激丘腦神經元去極化，使得斑馬魚向上游。而同樣的光強度刺激下，如果該離子通道得以表達，則會抑制神經元活性。於是，丘腦前核中表達這一離子通道的斑馬魚，白天有光照的情況下會無法向上游。這一現象同樣證實了丘腦前核在光照對於運動的控制中發揮著一定作用。
該陰離子通道上的視紫紅質有一個有趣的特性，即一旦失去啟動反應的光照，離子通道會瞬間去極化。在丘腦前核中表達有這種離子通道的斑馬魚中，移除光照後魚會突然向上運動。如果去極化能導致向上游的行為，那麼剛好與這一現象相符。因此，離子通道上的視紫紅質（ACRs）具有抑制和觸發神經元活性的能力，這有助於我們探索一些給定神經元的功能。
中科院上海生命科學研究院神經科學研究所的張白冰等人開展的一項獨立研究，發現了一個由表達視黑素的神經節細胞、丘腦前核和松果體疆核組成的神經環路，該環路可介導幼體斑馬魚的光偏好行為。這意味著獎勵機制可能與丘腦前核受到刺激有關。
還有一個很重要的問題，即在斑馬魚中發現的丘腦前核在其他脊椎動物中有沒有同源器官？目前認為是有。在哺乳動物中，表達視黑素的視網膜神經節細胞會在丘腦前區終止。丘腦前核這一結構相對比較模糊，有些文章中將其描述為「松果體疆核旁區域」，其與哺乳動物的松果體疆核是否存在關聯還有待進一步證實。如果證實存在關聯，這也許就是光照影響人類情緒的一個途徑。
長按並提取二維碼閱讀
論文：Optical inhibition of larval zebrafish behaviour with anion channelrhodopsins
長按並提取二維碼閱讀
論文：Characterization of a thalamic nucleus mediating habenula responses to changes in ambient illumination
長按並提取二維碼瀏覽BMC期刊列表
TAG:BMC期刊 |