為什麼我們移動時，眼前的世界不會糊成一團？
當你在跑步、騎車或讓視線飛快掃過周遭時，眼前的風景總是飛快掠過。照理說，由於眼睛有限的空間解析度，加上動物自身的運動，視覺訊號應該會在時間與空間上糊成一團，在現代數位元影像處理中，照片糊了，可以用AI去幫忙提高畫質，但在生物界，例如果蠅整天飛來飛去，他們的大腦又是如何捕捉看到的畫面的？ 發表於《Current Biology》的一項系統神經科學研究《A recurrent neural circuit in Drosophila temporally sharpens visual inputs》，就揭示了，其實，果蠅的視覺中間神經元並不是完美、平實地重現所見，而是故意用一種不對稱的過度反應來反向補償運動造成的模糊。 奇怪的不對稱反應 果蠅的視覺處理始於視網膜上的感光細胞（Photoreceptors R1-6），它們在面對光線增加時會去極化，且其脈衝響應是單純的單相（monophasic）波形——受到刺激時電位上升，隨後便回落至baseline。由於感光細胞與下一階薄髓（lamina）神經元之間的突觸是訊號反轉（sign-inverting）的，因此下游的第一階視覺中間神經元 L1 與 L2，在光線增加（Light flash）時會過渡性地超極化，而在光線變暗（Dark flash）時則會去極化 (圖一)。 研究團隊利用活體雙光子電壓影像技術（in vivo, two-photon voltage imaging）配合高靈敏度電壓指示劑 ASAP2f，精準紀錄了L1 與L2 軸突末梢的電位變化。他們發現，L1 與L2 對短暫的閃光呈現雙相反應，並且L1 與L2 的光暗脈衝響應軌跡根本不是彼此鏡像反轉的線性系統。在給予20毫秒的Dark flash刺激時，L1 與L2 在初始去極化後，會陷入一個巨大且持久的超極化Phase 2，這個phase 2的積分面積甚至遠大於phase 1。 圖一、L1、L2與感光細胞的相對位置 (B)。L1 (D)與L2 (E)在light flash與dark flash時的波型。 解開第二相的秘密 為了剖析其背後的生物物理機制，首先，他們在L1 或L2 中選擇性地表達破傷風毒素（TNT），阻斷這兩種神經元的化學突觸囊泡釋放，藉此在不影響其自身膜電位的前提下，切斷它們向外傳遞的化學回饋訊號 (圖二)。而結...
