本报讯 近日，北京大学生命科学学院、清华大学-北京大学生命科学联合中心研究员罗冬根团队在《自然》发表论文，报道了果蝇“一细胞，两递质，两视觉功能”的神经机制。

神经细胞经突触连接所组成的神经环路是神经系统的基本功能单元，其细胞间信号的传递通过某种化学物质（神经递质）的释放实现，不同的神经细胞释放不同的递质，从而行使不同的功能。视觉最重要的功能是分辨图像，即图像视觉，而非图像视觉的另一些功能虽与图像生成并无直接关联，但起着重要的辅助作用，比如，对昼夜节律的调节等。

研究者很早就认识到，视觉系统的这两种功能分别通过两类感光细胞来实现，一类解析局部反差，另一类解析整体光亮度。同时，近年的研究表明，产生局部反差的感光细胞也能传递整体光亮度，但其神经机制尚不清楚。

罗冬根团队则报道了同一感光细胞同时释放两种递质以分离两种不同视觉功能的神经机制。

“我们应用国际领先的果蝇大脑神经元的单电极和多电极膜片钳电生理记录技术，揭秘了果蝇复眼调节生物节律的神经机制。”论文通讯作者罗冬根告诉记者。

研究团队发现，果蝇复眼的一种感光细胞同时释放组胺和乙酰胆碱作为神经递质，其中组胺介导精细的运动视觉，而乙酰胆碱则通过作用于该团队新发现的“巨无霸”伞形神经元来调节昼夜节律。该神经元的树突像巨伞一样覆盖了整个视觉脑区，且不同神经元间通过突触连接在一起，从而整合大视野光亮度信息。

这些是实现非图像视觉功能所需的理想特性。同时，组胺和乙酰胆碱相互调控。这些重要的发现提示，果蝇视觉信号的分离，源于视觉信号发生的最初阶段，感光细胞以一个细胞释放两种递质，是一种新的视觉信号传递模式。

在哺乳动物中，有些视觉信号的分离采用“一递质，两受体”方式，即利用一种递质和有相反电信号的两种受体。该工作揭示了在某递质（如果蝇的组胺）无相反电信号受体的条件下，感光细胞高效分离视觉信号的策略，促进了对视觉形成和生物节律的理解。（崔雪芹）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06681-6