人体的五种基本感觉系统–视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉–共同构成了人类感知外界环境的核心基础。其中，视觉系统作为人类最重要的感觉系统，负责超过90%的感觉信息输入，对人类的感觉和认知功能至关重要。视觉形成包含以下三个基本过程，任一环节的异常都将导致视觉系统相关的眼科疾病：
· 光电信号转导，即视网膜感光细胞将光刺激转化为神经电信号；
· 突触信号传递，即电信号通过神经突触传递在视觉环路中传导；
· 中枢视觉信号整合，即大脑对神经环路中的视觉信号进行整合从而形成知觉。
视觉生理研究
人类及所有脊椎动物的视觉系统包含两种主要的感光细胞：视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞及其下游神经环路主导夜间视觉，而视锥细胞及其下游神经环路则负责白天视觉。现有研究表明视杆和视锥细胞的生理功能差异决定了它们以及对应下游神经环路分别介导夜间视觉和白天视觉。其中一个主要差异在于视杆细胞的光敏感性比视锥细胞高100倍左右，因此能够检测夜间微弱的光强变化。而视锥细胞在强光刺激后的恢复速度远快于视杆细胞，因此更适合在白天发挥作用。然而，视杆和视锥细胞上述生理功能差异的分子机制至今尚不清楚。这一关键科学问题已困扰领域近百年，严重制约了人们对视觉系统的深入理解。本实验室将致力于解析视杆和视锥细胞不同生理特性的分子机制，并探索其在下游突触信号传递以及中枢视觉环路中的生理意义，从而进一步阐明视觉形成机制。
视觉病理研究
基于我们在视觉生理方面的研究，本实验室将探索部分重大视觉系统疾病的致病机理并开发潜在治疗方案。人类几乎所有视觉系统疾病最终都会表现为夜间视觉障碍、白天视觉障碍，或两者兼有。如人类先天性夜盲症（夜间视觉障碍），老年性黄斑变性（白天视觉障碍），以及视网膜色素变性（夜间和白天视觉障碍）等。上述大部分视觉系统疾病均与遗传相关，其中大多数基因与视觉光电信号转导、突触信号传递以及视觉环路整合密切相关。我们将致力于解析一系列视觉系统疾病的分子机制，为治疗相关疾病提供理论基础和潜在治疗方案。