Немецкие ученые выяснили, как происходит сбор зрительной информации на сетчатке глаза и какие клетки несут ответственность за ее обработку. В ходе исследования они продемонстрировали, что входящие визуальные сигналы подвергаются селективной трансформации в таламусе, а уже затем передаются в зрительную кору. Их исследование со всеми подробностями опубликовано в одном из топовых журналов в области наук о мозге — Neuron.
Таламус в передне-боковой проекции. Credit:
Зрительная система человека получает примерно 80 процентов сенсорных данных из окружающей среды, которые улавливаются и преобразуются в электрохимические сигналы приблизительно 130 миллионами светочувствительных клеток сетчатки, откуда затем поступают в отделы коры полушарий мозга через таламус. Как выстраивается этот путь в более детальном виде, пока не до конца понятно. Но ученым из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана удалось внести некоторую ясность.
Исследователи провели испытания на лабораторных мышах, зрительная система которых имеет в сетчатке более 30 специализированных и функционально отличающихся типов ганглионарных клеток, первично обрабатывающих визуальную информацию. Каждый из них по-разному реагирует на различные стимулы (изменения цвета, яркости или структуры пространства), а затем передает информацию в мозг по нескольким параллельным каналам.
Авторы простимулировали визуальные рецепторы животных с помощью оптических стимулов – переключения с темного на яркий вариант цвета, изменения контраста и мерцания света, параллельно анализируя реакцию ретинальных и таламических клеток. В результате оин обнаружили, что передача информации в зрительный таламус действительно происходит за счет большинства ганглионарных клеток. А обработка результатов с помощью нейросети дала понять, что ответ таламического нейрона зависит всего от пяти различных типов ганглиоцитов, которые несут разную по «весу» информацию. Так, полученные от первых двух типов клеток сигналы имеют большую силу, чем «выходной» ответ таламуса. А сигналы от оставшихся трех типов мало влияют на силу реакции клеток таламуса, и на «выходе» он почти не отличается по активности.
По словам авторов, слабые сигналы недоминантных клеток способны усиливать функциональные связи между клетками в случае, когда один ганглиоцит сетчатки проецируется на множество различных таламических клеток. Этот эффект делает зрительную систему более устойчивой к «ошибкам». А различия в динамике импульсов играют большую роль в процессе обучения в ходе одновременной обработки комбинаций из нескольких стимулов.
Текст: Екатерина Заикина
Mouse dLGN Receives Functional Input from a Diverse Population of Retinal Ganglion Cells with Limited by Miroslav Román Rosón, Yannik Bauer, Ann H. Kotkat, Philipp Berens, Thomas Euler, Laura Busse in Neuron. Published February 2019
DOI: 10.1016/j.neuron.2019.01.040
Credit: Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute Перед вами — два типа нейронов гипоталамуса (показаны фиолетовым и голубым). Однако это не просто нейроны, это клетки,…
Перед вами — ещё одна «картинка в зелёном». На сей раз исследователи сфотографировали нейроны таламуса, своеобразной «сортировочной станции», которая отвечает за передачу информации от органов чувств…
Исследователи выяснили, что люди с ранней стадией болезни Альцгеймера (в возрасте до 65 лет) не получают улучшений от глубокой стимуляции мозга – терапии, которая показала…
Ученые выяснили, что запах фастфуда, если чувствовать его больше двух минут, снижает желание съесть нездоровую еду. Ради этого исследователи провели эксперимент, качественно регистрирующий реакцию голодных…
Команда ученых из университета Копенгагена подтвердила предположение, что за вечернее повышение беспокойства у пожилых людей ответственны циркадные ритмы. Помимо этого, они нашли способ, как отредактировать…
Рассказы о том, что в мозге даже совсем небольшие структуры выполняют важные функции, уже давно ни у кого не вызывают удивления. Но всё же осознание…
