人和其他脊椎动物的眼睛运动,均由6块眼外肌所驱使,它们按脑内眼动神经核团的指令收缩和放松。但是,这些运动指令又来自何方尚不得而知。
最近,王书荣指导博士生杨杨和杨艳研究发现,家鸽外展神经核里有3类神经元:位移神经元在扫视(眼球快速跳动)前开始放电,与扫视的位移成分相对应;振荡神经元对应扫视的振荡成分发放簇状脉冲;扫视神经元则兼有前两类神经元的放电特征,其中持续性放电到扫视后260毫秒停止,以使眼睛能维持在扫视后的新位置上。按照它们在鼻?颞向扫视期间的放电行为,后两类神经元又各分成两个亚型:超前型神经元在扫视前8.1毫秒开始簇状放电,而滞后型神经元则在扫视后7.9毫秒开始簇状放电。反向电刺激实验表明,只有滞后型神经元投射到对侧脑区,以协调两只眼的运动。
进一步研究指出,外展神经核又受其他脑区的调控。化学阻断视动震颤核团的活动,外展核神经元持续性放电消失的同时,眼睛扫视的位移成分和视动震颤的慢相也一并消失。另一方面,若阻断中缝核复合体的活动,外展核神经元簇状放电消失的同时,眼睛扫视的振荡成分和视动震颤的快相也一并消失。由此看来,视动震颤核团和中缝核复合体向动眼核团发出指令信号,使眼外肌产生收缩或松弛,从而使眼睛完成扫视或视动震颤。传统观点认为,视动震颤由快相和慢相构成,但从眼睛运动速度和神经起源来看,视动震颤快相实质上是一种时程较短的扫视。
这项题名为“Neuronal Circuitry and Discharge Patterns Controlling Eye Movements in the Pigeon”的研究于10月15日发表在著名的《神经科学杂志》上。审稿人认为这是一项重大研究,所发现的眼睛运动神经回路令人印象深刻。它是王书荣课题组研究眼睛运动及其对视觉感知影响的第二篇论文,前篇论文已发表在5月份《自然–神经科学》上,随后被两位美国神经科学家推荐为“必读的新发现”。