为了在星光和月光下观看，眼睛的视网膜会改变其感光细胞的软件和硬件，从而创造出一种夜视功能。杜克大学的科学家说，被认为是不变的并且为特定任务而编程的视网膜电路可以适应不同的光照条件。杜克大学的科学家们确定了视网膜如何针对低光照对其自身进行编程。

杜克大学神经生物学和生物医学工程学助理教授格雷格·菲尔德(Greg Field)说：“要在星光下观看，生物学必须达到从宇宙中看到基本粒子，单个光子的极限。”“在晚上，光子的数量很少，这真是太了不起了。”

这些发现在Neuron网站的早期发表，表明该重新编程发生在对运动敏感的视网膜细胞中。

即使在最佳照明条件下，识别运动物体的存在和方向也是大多数动物生存的关键。但是，仅凭一个参考点检测运动效果不是很好。因此，脊椎动物的视网膜具有四种运动敏感细胞，每种细胞对上，下，右或左运动都具有特定的反应。

菲尔德说，当一个物体正好朝那些方向之一移动时，那一群神经元就会强烈发射。但是，如果运动在上下左右之间进行，则两个单元格都会触发，但强度却不如前者。大脑将这种信号解释为上下运动。

菲尔德说：“对于复杂的任务，大脑会使用大量的神经元，因为单个神经元只能完成这么多事情。”

在人类中，这些定向神经元约占从视网膜向大脑发送信号的细胞的4%。菲尔德说，在啮齿动物中，这一比例更是高达20%到30%，因为运动检测对于其他动物真正喜欢吃的动物至关重要。

在一个装有夜视镜的显微镜下，在一个非常暗的房间里用鼠标视网膜进行的一项研究中，菲尔德实验室的研究生姚晓阳发现，对向上运动敏感的视网膜细胞在弱光下会改变其行为。“向上”的神经元将在检测到任何形式的运动时触发，而不仅仅是向上运动。

Field说，将一小撮小鼠视网膜样本放在电极阵列上，该电极阵列可以一次测量数百个神经元的单个放电。菲尔德说：“孝阳的见识是去观察这些细胞在白天和黑夜中的作用。”“她注意到了一个差异，想知道为什么。”

当可用光少得多时，来自“向上”神经元的微弱运动信号，再加上来自任何其他定向细胞的微弱信号，可以帮助大脑感知运动，类似它将两个方向信号解释为介于两者之间的运动的方式。

丧失运动知觉是患有严重视力丧失的人类患者的常见病。菲尔德说，有关视网膜神经元适应性的这一发现可能有助于将来植入式视网膜假体的设计。

菲尔德说：“很多动物选择在夜间觅食，大概是因为捕食者很难看到它们。”“当然，自然是一场军备竞赛。猫头鹰和猫已形成高度专业的眼睛，可供夜间观看。由于

尚不清楚的原因，只有“上”细胞成为昏暗状态下的运动通才。野外怀疑上升是捕食动物发现掠食者的最重要方向，当掠食者接近猎物时，捕食者会逐渐向上，但是他还没有这些数据。