鳜鱼视觉特性及其对捕食习性适应的研究Ⅰ．视网膜电图光谱敏感性和适应特性

采用电生理方法研究了夜行性凶猛鱼类鳜鱼视网膜电图的一般特性、光谱敏感性和适应特性。顷鱼的视网膜电图不显示典型的混合型视网膜特征。明视和暗视视网膜电图的光谱敏感曲线形状基本相同,峰值都在５３０ｎｍ处,没有出现Ｐｕｒｋｉｎｊｅ氏位移。明适应曲线仅出现下降型变化,暗适应过程异常缓慢。鳜鱼的视网膜仅存在单一的光感受系统,即暗视系统,不可能形成色觉。但级鱼视网膜具有很高的光敏感性,适于弱光视觉。     

锯缘青蟹复眼的单一感受系统

锯缘青蟹视网膜电图的暗视光谱敏感曲线的峰值在500nm 左右,与视紫红(λ_max=510nm)的吸收光谱吻合得很好。其波形和振幅-强度曲线与刺激波长无关,均符合单变量原理。在蓝或绿背景光明适应时,长波段的相对光谱敏感性增高。红光明适应未能抑制这种增高,表明它并非是由于对长波敏感的感受系统的存在。在校正了屏蔽色素的选择性吸收特性后,长波段光谱敏感性与暗视时十分接近,提示该现象可能系明适应造成的色素迁移所致。本文结果表明,锯缘青蟹的复眼仅具有单一的感受系统。     

暗视条件下鲫鱼视网膜电图的单变量分析

本工作研究了暗视条件下鲫鱼视网膜电图(ERG)的特性。ERG 波形没有波长特异性。不同波长的 b 波振幅-强度曲线平行性良好。b 波不同时相(上升相、峰值、下降相)的光谱敏感性甚为一致。进而,对颜色混合刺激的 b 波幅值与基于单变量原理所作的预测几乎完全一致。基于这些结果,我们的结论是:在暗视条件下,鲤属鱼 ERG b 波仅反映了杆细胞系统的活动,并非象有些研究所认为的也有明视系统的贡献。     

海水鱼趋光特性的电生理研究——Ⅰ.蓝圆鲹、鲐鱼视网膜电图的一般特性

1.记录和分析了我国主要中上层趋光鱼——蓝圆鲹、鲐鱼在位完整眼的视网膜电图(ERG)。ERG 显示典型的混合型视网膜的特征。ERG 对缺氧极敏感,在阻断循环水几分钟后,b 波迅速减小,留下PIII 和c 波。2.暗视b 波振幅与刺激强度的关系可用非线性方程V/V_(最大)=I~a/(I~a+K)描述。其中V为相应于光强Ⅰ时b 波振幅;V_(最大)为b 波最大振幅;a 和K 均为常数。3.在强光明适应后,鲐b 波阈值在1小时内回复至暗视水平,但鲹却极缓慢,整个暗适应进程超过3小时。4.在明适应过程中,b 波振幅有两种不同类型的变化:当背景光强低时,随适应时间振幅逐渐下降,但当背景光强超过一定水平(40微瓦/平方厘米)后,却随适应时间而增大,这可能是明视系统的适应特点。5.鲹、鲐辨增阈曲线显示相似的特点:当背景光强低时,光强的变化并不引起辨增阈的明显变化,但超过一定水平后两者就是线性关系。不同波长的曲线随着背景光强的增加呈现交叉的趋势,表明存在着几种光谱敏感度不同的感受系统。     

鲤科鱼视网膜光感受器电位的明适应特性

本实验室以前曾报道,视网膜电图 b 波的敏感度在明适应过程中的变化因背景光强而异:在较弱背景光时随时间逐渐降低,当背景光强达到一定水平后,则在明适应过程中出现一定程度的回复。本工作应用分离、灌流的鲤科鱼视网膜,详细地考察了用谷氨酸分离的感受器电位(PⅡ)的明适应特性。在较弱背景光下,PⅡ敏感度除初始时降低外,不随时间作进一步变化。当背景光强达到一定水平后,与 b 波相似,PⅡ敏感度也随时间而回复。对 PⅡ光谱敏感性和不同波长辨增阈的测定表明,PⅡ的这两型变化交替的光强恰为视杆系统与视锥系统活动交替的光强;当背景光完全压抑视杆系统的活动后(仅接收视杆输入的水平细胞的胞内记录的反应完全被压抑),PⅡ即呈现回复型变化。这些结果提示,b 波的回复型变化部分地反映了视锥细胞的明适应特性。     

蝗虫复眼光谱敏感性的比较研究——Ⅱ.视网膜电图的光谱敏感曲线

(1)用视网膜电图(ERG)方法测定了9种蝗虫在黑暗、蓝光和橙光适应下的光谱敏感性。(2)9种蝗虫的碚适应光谱敏感曲线峰值均在520—546nm 之间。(3)橙光或蓝光明适应导致不同程度的峰值位移,蓝区的相对敏感性提高,这与光引起屏蔽色素移动效应有关。(4)黑背蝗和稻蝗复眼表面均没有黑白间,橙光适应时出现第二个峰值在蓝区,而蓝光适应则压抑蓝区的敏感性。可能这两种蝗虫还具有蓝敏视色素。(5)佛蝗和黄脊蝗复眼表面均有明显的黑白相间的区域,在有色光适应下这两种蝗虫的光谱敏感性变化最小,没有证据说明多于一种光敏色素。     

海水鱼趋光特性的电生理研究——Ⅱ.蓝圆鲹、鲐鱼视网膜电图 b 波的光谱敏感性

1.鲹ERG b波的暗视光谱敏感曲线峰值在490毫微米,和视色素吸收光谱相比较,短波段(小于456毫微米)曲线上翘,长波段也偏高。前者已证明主要是由于角膜和水晶体的散射和萤光特性,后者可能是由于网膜内包含另一种敏感峰偏长波段的色素,或在暗视条件下有明视系统参与活动。鲐的暗视光敏曲线峰值在480毫微米,和视色素吸收光谱吻合得很好。2.当背景光强(白光)达到一定水平(4.07微瓦/平方厘米),鲹的光敏曲线发生浦肯野位移,峰值移至520毫微米。鲐发生浦氏位移的光强水平要高一些(40.7微瓦/平方厘米),峰值移至525毫微米。     

急性低氧对鲫鱼视网膜视杆和视锥信号的不同影响

在保持完整血液循环的鲫鱼眼杯标本上,应用Ａｇ－ＡｇＣｌ电极记录视网膜电图（ＥＲＧ）,研究了急性低氧下不同适应状态ＥＲＧ反应变化的情况,以期分析视锥与视杆通路对急性低氧的敏感性是否不同。结果表明：１．急性低氧对明视ＥＲＧ－ｂ波的影响要远远快于对暗视ｂ波的影响,这说明视锥信号通路比视杆信号通路对缺氧敏感;２．在间视状态下,ＥＲＧ的ｂ波在低氧开始反几分钟内有一个明显的增大过程,而在明视或暗视中皆未观察到     

NO对鲫鱼视网膜视杆和视锥信号传递的不同作用

在离体、灌流的鲫鱼视网膜上,考察了一氧化氮(NO)对视网膜电图(ERG)和水平细胞的作用.NO的供体硝普钠(SNP)压抑暗视ERGb波,却增大明视b波,这些作用均可为血红蛋白所阻遏.进而,SNP使视杆水平细胞对光反应减小,而增强L型视锥水平细胞的对光反应.这些结果表明,NO在外视网膜可压抑视杆系统的活动而增强视锥系统的活动.此外,可溶性鸟苷酸环化酶的抑制剂亚甲基蓝对视杆、视锥水平细胞的作用恰与SNP作用相反,这提示NO的作用可能由cGMP所介导.对NO的作用位点提出了工作假设.     

海水鱼趋光特性的电生理研究——Ⅲ.鲐鱼视顶盖诱发电位的一般特性和光谱敏感性

1.记录和分析了鲐鱼中脑视顶盖诱发电位(VETP)。波形基本特征同淡水鱼。2.在暗视条件下,光强和振幅间关系无简单规律可循,但峰潜伏期和光强关系满足关系式log(IT)=αlogⅠ+β,其中IT 为峰潜伏期;Ⅰ为刺激光强;α、β为常数。在明视时,此关系式在一定光强范围内依然成立。3.不同强度明适应时和暗适应过程中峰潜伏期的变化表明,决定峰潜伏期的主要因素是刺激光强,和网膜的适应状态关系不大。4.VETP 的暗适应曲线和ERG 的相同。5.VETP 暗视光谱敏感曲线和杆细胞视色素吸收光谱吻合得很好,提示在暗视条件下VETP 单一地反映了杆细胞的活动。在背景光强达4.07微瓦/平方厘米(角膜水平),短波段相对敏感度降低,长波段升高,但峰值并未向长波段位移。结合ERG 的结果推测,在更高背景光强时发生光谱敏感性的浦肯野位移是可能的。     

视觉电生理技术在青光眼早期诊断中的应用

本文综述了近年来闪光视网膜电图的明视负相反应、图形视网膜电图、多焦视诱发电位等视觉电生理技术在青光眼早期诊断的最新应用进展。     

锯缘青蟹视网膜电图特性的昼夜节律变化

本文系统地分析了锯缘青蟹scylla serrata视网膜电图特性(敏感度、光谱敏感性和波形)的昼夜节律性变化。这种节律性可能主要是由于视网膜屏蔽色素位置的昼夜变化所致,但也可能存在另一种机制。     

甘氨酸对鲫鱼视网膜ERG b-波和ON型双极细胞活动的调制

本工作在分离灌流的鲫鱼视网膜上研究了甘氨酸对明,暗视视网膜电图（ＥＲＧ）ｂ－波和胞内记录的ＯＮ型双极细胞反应的作用。结果表明,甘氨酸能明显压抑ＥＲＧ ｂ－波和ＯＮ型双极细胞的反应,其作用能为士的宁所翻转;甘氨酸对用谷氨酸分离的ＥＲＧ ＰⅢ成分（光感受器电位）无明显影响。这些结果提示,甘氨酸可能直接作用于双极细胞的受体,从而调节视网膜ＯＮ通路的活动。     

蓝圆鲹、鲐鱼趋光特性的电生理研究

利用某些中上层鱼类趋光集群的特性,在夜间用灯光进行诱捕,是目前海洋捕捞中光诱捕鱼的一项重要的技术。但应用何种颜色和强度的光源最有效?为什么在有月光、特别是满月情况下光诱效果不佳?这些问题从感觉生理的角度,可归结为对视系统光谱敏感特性(对不同颜色光的敏感度)和适应特性的研究。以视系统周边和中枢神经细胞的电活动来反映视觉功能特性,易于进行精细的定量分析,是一种比较理想的指标。由于海水鱼对缺氧、离水极为敏感,一般在离水10—20秒后即趋死亡,对其视网膜电活动的研究通常以离体网膜为标本(在合适条件下,离体网膜也能     

明、暗适应时视网膜的结构变化及其调节机制

鱼类等低等脊椎动物,在适应明、暗变化的外环境时,视网膜产生适应性的结构变化:视细胞伸缩运动和黑色素颗粒的聚散运动;视细胞和水平细胞间带状突触“刺”的形成和消失;水平细胞缝隙连接结构及膜通透性的改变。多巴胺作为一种神经调质,通过第二信使环化腺苷酸调节视细胞和水平细胞活动。     

鲫鱼(Carassius auratus)视网膜敏感度在明适应过程中的变化

在明适应过程中,随着适应光强的不同,鲫鱼视网膜电图b波的敏感度呈现两种不同类型的变化,分别定名为D型(下降型)和R型(回复型)。当适应光较弱时为D型——敏感度随适应时间逐渐降低,在几分钟内达到稳定。但当适应光强超过一定水平后(1.95×10~(-6)瓦/平方厘米,网膜水平),即为R型——敏感度一开始急剧降低(5～8对数单位),随后逐渐回复,回复的时间进程近似为指数函数。适应光愈强,回复的幅度愈大,达到稳定的时间愈长,当适应光强为1.95×10~(-4)瓦/平方厘米时,分别为2.3对数单位和30分。在中间的适应水平是一种过渡的类型,兼有D型和R型的某些特点。对不同适应水平时b波的光谱敏感特性、辨增阈、振幅-强度曲线和闪光融合频率的分析表明,网膜活动由杆细胞系统向锥细胞系统过渡的明适应水平恰与由D型变化向R型变化的水平相当,这一事实强烈地提示,D型和R型变化分别表示杆细胞系统和锥细胞系统的适应特性。R型变化基本上与网膜内色素颗粒的漂移无关,可能归因子锥细胞活动以及它从杆细胞的抑制中解脱出来。对若干有关的工作进行了讨论。     

鲫鱼(Carassius auratus)视网膜敏感度在明适应过程中的变化

在明适应过程中,随着适应光强的不同,鲫鱼视网膜电图b波的敏感度呈现两种不同类型的变化,分别定名为D型(下降型)和R型(回复型)。当适应光较弱时为D型——敏感度随适应时间逐渐降低,在几分钟内达到稳定。但当适应光强超过一定水平后(1.95×10~(-6)瓦/平方厘米,网膜水平),即为R型——敏感度一开始急剧降低(5～8对数单位),随后逐渐回复,回复的时间进程近似为指数函数。适应光愈强,回复的幅度愈大,达到稳定的时间愈长,当适应光强为1.95x10~(-4)瓦/平方厘米时,分别为2.3对数单位和30分。在中间的适应水平是一种过渡的类型,兼有D型和R型的某些特点。对不同适应水平时b波的光谱敏感特性、辨增阈、振幅-强度曲线和闪光融合频率的分析表明,网膜活动由杆细胞系统向锥细胞系统过渡的明适应水平恰与由D型变化向R型变化的水平相当,这一事实强烈地提示,D型和R型变化分别表示杆细胞系统和锥细胞系统的适应特性。R型变化基本上与网膜内色素颗粒的漂移无关,可能归因于锥细胞活动以及它从杆细胞的抑制中解脱出来。对若干有关的工作进行了讨论。     

LRIT3基因突变与先天性静止性夜盲

Schubert-Bornschein先天性静止性夜盲(Schubert-Bornschein congenital stationary night blindness, CSNB)是一种罕见的遗传性视网膜疾病,主要由基因突变致ON-双极细胞(ON-bipolar cells)信号传导复合体功能障碍导致,临床表现以无进行性加重的夜盲以及视网膜电图上b波无法引出或是重度下降为特征。基于视觉电生理特点CSNB分为两型:视杆系统完全无功能的完全型CSNB(complete CSNB cCSNB或CSNB1)和视杆系统保留一定功能的不完全型CSNB(incomplete CSNB icCSNB或CSNB2)。由基因突变导致离子通道的缺失及跨膜蛋白表达的缺如为近年来本病的研究热点。     

棉铃虫和玉米螟成虫复眼光反应特性的比较研究

通过记录棉铃虫和玉米螟复眼的网膜电图（Ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｔｉｎｏｇｒａｍ,ＥＲＧ）比较了二者对光刺激的反应特性。结果如下：（１）二者具有相似的光谱反应曲线,均对５６２ｎｍ的光最敏感,另外对４００ｎｍ、４８３ｎｍ光也较敏感;（２）二者对这三种敏感光的光强度曲线近似,在一定范围内均近似线性递增,但玉米螟复眼ＥＲＧ在５６２ｎｍ和４８３ｎｍ下具有更高的反应幅度;（３）二者对白光的光强度曲线也近似,但随复眼适应状态及测试时间的不同,表现出不同的光敏感性。在相同条件下,棉铃虫复眼表现出更强的敏感性;同种昆虫复眼夜间比白天敏感,暗眼比亮眼敏感;（４）对不同测试时间复眼明暗状态转化的比较表明,棉铃虫复眼的ＥＲＧ反应具有更强的昼夜节律性。     

低浓度钴离子选择性压抑鲫鱼视网膜中视杆信号的传递

低浓度(10～30μmol/L)钴离子(Co ²⁺)选择性压抑鲫鱼视网膜中视杆信号的传递,在分离、灌流的鲫鱼视网膜,10μmol/L Co ²⁺超极化视杆水平细胞,并完全压抑其对光反应,但对视锥水平细胞并无影响.此外,低Co ²⁺几乎完全压抑暗视视网膜电图(ERG)b波,但不影响明视b波,低Co ²⁺并不影响光感受器电位(PⅢ),也不影响视杆水平细胞谷氨酸受体的反应能力.其它2价金属离子(Co ²⁺,Mn²⁺)并不显示相似的选择性压抑作用,但谷氨酸转运蛋白的阻遏剂(β-OH-Asp)显示相似的作用,提示低Co ²⁺的作用可能与谷氨酸重摄取的压抑有关.