【前言】

芬兰赫尔辛基大学的研究人员开展了一项开创性研究，揭示了人类在近乎黑暗环境中视觉敏感度惊人的神经机制。相关研究成果发表于《Nature Communications》上。研究表明，尽管人类可以察觉到微弱光线强度的细微差别，但这种敏感度是以无法探测到单个光子为代价的。 

长期存在的光子探测争论

近一个世纪以来，神经科学家一直在争论人类眼睛是否能分辨出单个光子——即光的最小可测量单位。迄今为止，由于无法在极端敏感条件下将人类视觉感知与视网膜活动对应起来，因此解决这一问题颇具挑战性。

本研究给出了明确答案，表明人类视觉系统优先考虑探测微弱对比度，而非感知单个光子。 

黑暗中的视觉精度

研究强调了以下关键见解：人类即使在近乎完全黑暗的环境中，也能察觉到光线强度的微小差异。这种精确度是通过将视觉系统中的神经噪声降至最低来实现的。然而，这种权衡限制了系统探测单个光粒子的能力。

研究人员首次使用先进的视网膜电生理测量和心理观察测试，成功地将意识视觉感知与特定视网膜神经元活动联系起来。 

关键发现和机制

该研究确定了负责编码微弱光线的特定视网膜细胞：视网膜ON神经节细胞在探测光线强度微小增加方面发挥着至关重要的作用。这一发现揭示了视网膜神经元在视觉任务中职责分工的精确性。

“我们的研究表明，人类眼睛的运行已接近物理学的极限，将整个视觉系统推向了其能力的绝对阈值。”赫尔辛基（Helsinki）大学和阿尔托（Aalto）大学两个实验室的负责人、本研究的主要作者Petri Ala-Laurila教授解释道。

“进化出探测微弱对比度的能力似乎比探测单个光子更为关键。”本研究的第一作者Markku Kilpeläinen博士补充道。

对视网膜假体和眼科护理的影响

这些发现，对视觉障碍的治疗和先进视网膜假体的开发具有深远影响。

关键应用：1.了解视网膜细胞作用：确定特定视网膜细胞如何编码视觉信息，有助于为视网膜疾病设计针对性治疗。2.改进诊断工具：对神经编码的深入了解可以提高某些视觉障碍的检测和诊断能力。3.推进视网膜假体：这项研究为开发更有效的人工装置奠定了基础，通过将神经功能与视网膜编码解释相结合。

视觉神经科学的一大飞跃

这项开创性研究，在理解人类视觉系统在极端条件下如何运作方面迈出了重要一步。通过揭示视觉系统为实现惊人敏感度所做的权衡，该研究为人类感知和未来视觉科学的发展提供了宝贵见解。