Открыт необычный класс нейронов в клетках сетчатки млекопитающих

Исследователи из Америки во главе с Нин Тянем (Ning Tian) из Университета Юты изучили сетчатку мышей, в которой выявили нетипичный тип нервных клеток. В Proceedings  of the National Academy of Sciences ученые сообщают, что новый тип клеток, названный за их форму клетками-колоколами (Campana cels), сочетает в себе черты амакриновых и биполярных нейронов, а также обладает временной памятью об импульсе.

Изолированная клетка-колокол в сетчатке мармозетки. Credit: University of Utah

Сетчатка – внутренняя чувствительная оболочка, выстилающая полость глазного яблока изнутри и выполняющая функции восприятия световых и цветовых сигналов, их первичной обработки и трансформации в нервное возбуждение.

Анатомическое строение сетчатки включает в себя 10 слоев, в состав которых входят разные типы клеток. Сетчатка на срезе представлена в виде трех радиально расположенных нейронов: наружного – фоторецепторного, среднего – ассоциативного, и внутреннего – ганглионарного. 

Фоторецепторы имеют важное значение: именно здесь происходят сложные фотохимические процессы, в ходе которых происходит первичная трансформация энергии света в физиологическое возбуждение. Они делятся на два типа: колбочки и палочки. Палочки – это рецепторы сумеречного (ночного зрения), колбочки – фоторецепторами дневного зрения (на самом деле, в сетчатке есть еще один тип фоторецепторов, который не формирует изображение, но помогает регулировке циркадных ритмов). 

В процессе передачи нервного возбуждения по фоторецепторным нейронам задействуются несколько типов клеток: биполярные, ганглиозные и амакриновые клетки. В свою очередь важное значение в передаче информации в синапсе имеют нейромедиаторы, к которым относятся аспартат (специфичен для палочек), глутамат, ацетилхолин (нейромедиатор амакриновых клеток), дофамин, мелатонин (синтезируется в фоторецепторах), глицин, серотонин. 

В своем исследовании американские физиологи во главе с Нин Тяном изучили клетки сетчатки мышей, уделив особое внимание интернейронам сетчатки. Обнаружив нетипичный класс клеток, исследователи назвали их клетками-колоколами, по форме напоминающими колокольчик. 

Хотя клетки-колокола передают визуальные сигналы от фоторецепторов к ганглиозным клеткам сетчатки, они отличаются от биполярных клеток многими морфологическими, физиологическими и молекулярными особенностями. Кроме того выявлено, что при синаптической передаче они используют несколько нейромедиаторов. 

На данный момент основная функция клеток-колоколов представляет собой объект для дальнейших исследований. Также экспериментальными методами была доказана  активность этих нейронов. Они остаются активированными в течение необычно длительного времени (до 30 секунд) в ответ на 10-миллисекундную стимуляцию световой вспышкой. 

Таким образом, результаты данного исследования открывают возможность для изучения нового типа клеток сетчатки, которые играют уникальную роль в обработке изображений.

Текст: Денис Бурляй

An uncommon neuronal class conveys visual signals from rods and cones to retinal ganglion cells by Brent K. Young, Karl Deisseroth, et al. in PNAS. November 2, 2021 118 (44). https://doi.org/10.1073/pnas.2104884118