Phasic pupil responses to melanopsin- and cone-directed stimulation remain stable across circadian time
本研究表明，针对黑视蛋白和视锥细胞定向刺激的相位瞳孔反应在昼夜周期内保持稳定，在所测试的条件下未显示出昼夜节律调节的证据。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
人类的眼睛不仅仅是帮助我们观察世界，它还充当了外界光线与人体内部时钟之间持续、自动的信使。当光线照射到视网膜（位于眼球后部的一层组织）时，会触发一个信号，导致瞳孔缩小。这种反应不仅仅是为了保护眼睛免受眩光影响，它也是观察我们身体如何追踪时间的窗口。在视网膜内部，存在着特殊的感光细胞，它们并不形成图像，而是告诉大脑何时是白天，何时是黑夜。这些细胞有助于调节我们的睡眠-觉醒周期，确保我们在白天感到清醒，在夜晚感到困倦。科学家们长期以来一直想知道，瞳孔对光的反应是否会随着时间的推移而改变。眼睛对光的敏感度会随着时间的不同而变得更高或更低吗？如果瞳孔的反应会随时间变化，这意味着负责告诉我们时间的那些细胞本身也受到每日节律的支配。
为了回答这个问题，德国的一个研究小组设计了一项研究，仔细观察了在近两个完整的一天内，瞳孔对不同类型光的反应情况。他们想知道，随着参与者进入其内在的昼夜循环，瞳孔对光的反应速度和强度是否发生了变化。以往研究中的挑战在于，人们通常在白天长时间保持清醒，而在夜间睡眠，这使得很难判断瞳孔的变化是由于时间的变化，还是仅仅因为人变得疲劳了。为了解决这个问题，研究人员使用了一种特殊的调度方案，让参与者以一种轮换模式进行短时间的小睡和短时间的清醒。这种方法使他们能够在不被日益增加的困倦感所干扰的情况下，测试生物学意义上的每一小时的瞳孔反应。他们还使用了一个先进的光系统，可以针对视网型的特定感光细胞，将检测颜色细胞的反应与检测亮度或时间流逝的细胞反应隔离开来。
这项研究涉及十二名健康的成年人，他们在远离任何可能影响其内部时钟的外界光的避光室内度过了一段时间。在四十个小时的时间里，他们接受了一系列测试，观察一个显示快速闪烁开关、并精确改变颜色和亮度的光环屏幕。研究人员测量了瞳孔对这些闪烁的反应，将瞳孔的快速、节奏性运动与最初开启光线时发生的较慢、稳定的收缩区分开来。他们重点研究了五种不同的情况：一种同时刺激所有光受体的情况；一种针对负责黑白视觉的细胞的情况；一种针对红绿色彩视觉细胞的情况；一种针对蓝黄色彩视觉细胞的情况；以及一种专门针对帮助设定生物钟的细胞的情况。通过使用先进的统计模型分析数据，他们比较了瞳孔的节奏性反应是遵循可预测的每日模式，还是在整个四十小时期间保持稳定。
结果清晰且令人惊讶。在所有五种类型的光刺激下，瞳孔的快速、节奏性运动并没有随着时间的变化而改变。无论测试是在感觉像是深夜还是正午进行，瞳孔追踪闪烁光线的强度和一致性都是相同的。研究人员没有发现证据表明负责检测光线或颜色的细胞会随着昼夜循环的进展而变得更加敏感或不再敏感。这表明，瞳孔对光的快速、瞬间反应是一种稳定的功能，并不随身体的内部时钟而波动。虽然研究确实发现，在一种特定类型的色彩信号下，瞳孔缓慢、持续的收缩中存在一个非常微小、不确定的每日节律暗示，但这一发现并不足以被视为一种明确的模式。主要的结论是，眼睛对闪烁光的快速、节奏性追踪是极其恒定的，无论时间如何。
这一发现有助于阐明我们的视觉系统是如何运作的。它表明，允许瞳孔跟随快速变化的机制是稳健的，并不依赖于控制我们困倦或警觉程度的那些每日计时信号。该研究并未排除眼睛的其他部分或大脑可能仍会随一天之中的进程改变其敏感性的可能性，但它表明，追踪快速移动光线的特定能力保持稳定。对于科学家而言，这意味着在利用瞳孔测量来研究眼睛如何运作或诊断某些疾病时，他们不需要担心一天中的时间会改变这种特定反应的速度。眼睛与闪烁光保持同步的能力是人类视觉中一个可靠且不变的特征，即使在身体的其他部分经历每日节律时，它依然稳固如初。
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