如果你亲身感受过今年 8 月 21 日的全日食，可能会注意到这些事，虽然当时因为太阳光线被月亮遮蔽，四周仿佛进入黑夜，但眼前的事物在视觉上不像平时无光的夜晚所见那样模糊。
俄亥俄州立大学的科学家对此提出解释，原因和人类视网膜上一种称为 GABA 受体的蛋白质有关。GABA 是 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid）的简称，是一种常见的神经传导物质，负责细胞之间的沟通连结。视网膜上某些特定细胞在晴天会有较多 GABA 受体表现，让我们更清楚看见物体轮廓及细节；但到了夜晚，这些 GABA 受体不会表现。
这项研究已经发表于科学期刊《Current Biology》，作者美国俄亥俄州立大学医学院神经科学教授 Stuart Mangel 表示，由于 GABA 在环境亮度不同时的表现差异是一渐变过程，当日食发生时，环境在短短几分钟内由明亮的白天变成漆黑的夜晚，但眼部细胞依旧有许多 GABA 受体表现，使人们在短时间仍有非常清晰的夜间视觉。
研究团以兔子为模式生物进行实验，发现神经传导物质（Neurotransmitters）多巴胺（dopamine）也会随着环境亮度增加而提升，并在环境亮度下降时随之下降，以此调控 GABA 受体的运作。
位于视网膜中心的视锥细胞（cone cell）是一种光受体细胞（photoreceptor cells），有 3 种感光色素，能辨别色彩，在光线充足的环境下辨认物体细节，产生清晰的影像，产生的神经讯号会由视锥双极细胞（cone bipolar cell）接收。
视网膜内产生变化通常需数小时
研究团队分析双极细胞的电讯号，发现在兔子视网膜内位于视锥双极细胞突触的多巴胺受体会受光线影响活化，并提升 GABA 受体的表现以及活化。但在光线较少的环境下，多巴胺受体不会被活化，也连带抑制了下游 GABA 受体的表现活化。
白天时，由于多巴胺含量较高，GABA 受体产生的讯号较强，人们对空间细节及物体轮廓的辨认能力便随之提升；但在无光的夜晚时，多巴胺含量低，GABA 讯号也随之降低，使我们的视觉辨认能力跟着降低。
身为俄亥俄州神经科学研究所成员的 Mangel 教授表示，科学家早已在几十年前就了解，眼睛视网膜有一套机制，能让我们在白天时辨认微小物体并看见清楚的轮廓，但这套机制在环境光线不足时就会关闭。但这之前科学家对这套系统的运作及调控机制并不清楚。
我们发现环境亮度的改变会促使视网膜一系列变化，包含 GABA 受体蛋白质的组装拆解及移动。在环境光源充足时 GABA 受体表现组装活化，并移动至神经突触位置；光源不足时 GABA 受体则会拆解，并离开突触位置，这个过程所需时间是以几小时的渐变为基准，没办法短时间内造成改变，这也是为什么日全食时人们仍能清楚看见物体，因为在短短几分钟内，GABA 受体还来不及拆解完成，仍有活性产生神经讯号。
一般来说，当我们在户外时，环境背景的光源需要经过几个小时的渐变才会从最亮转为无光，到了这个阶段，人类等动物在视觉上分辨微小细节的能力大幅降低。
Mangel 表示，动物的视觉表现会随着环境光源变化，是因为我们需要在白天时获取精细的空间资讯，所以在无光的夜晚只能大约辨认体积大的物体。这是演化所做出的权衡，让我们在白天与夜晚都有足够的适应能力。
Mangel 教授也在今年 8 月 21 日到田纳西州观看日食，在日全食时，虽然周遭环境像平常黄昏一样昏暗，但同行的人都在几分钟的日食过程中，确实感受到和夜晚视觉非常不同的清晰视觉，黑暗中仍有如同白天的视觉能力。当下 Mangel 教授便了解他的研究内容或许就是造成这个现象的答案。
- Dopamine Regulation of GABAA Receptors Contributes to Light/Dark Modulation of the ON-Cone Bipolar Cell Receptive Field Surround in the Retina
- Superhuman ‘night’ vision during the total eclipse? Research offers a biological explanation
（首图来源：Flickr/Takeshi Kuboki CC BY 2.0）
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