Ученые Северо-Западного университета США идентифицировали новый тип ганглиозных клеток сетчатки, который кодирует визуальную среду и передает информацию в мозг. Результаты своего исследования они опубликовали в журнале Neuron.
Credit: Public Domain
Ганглиозные клетки сетчатки (RGCS) представляют собой проецирующие нейроны глаза, которые кодируют различные особенности визуальной среды. Существует более 40 типов RGCS, которые отправляют в мозг информацию о специфических и сложных характеристиках визуальной сцены, включая движение, направление, ориентацию и цвет.
В своем исследовании ученые обнаружили нетипичный тип клеток сетчатки, который обладает системой собственных внутренних вычислений. Команда исследователей во главе с Грегори Шварцем (Gregory Schwartz), профессором неврологии, прозвала ее «взрывной ганглиозной клеткой сетчатки с подавлением контраста» (bSbC или RGC). Ученые утверждают, что данный тип клеток опровергает сложившееся десятилетиями понятия о взаимосвязи между входными сигналами клеток от фоторецепторов и выходными сигналами в мозг.
В ходе исследования ученые сравнили реакцию типов ганглиозных клеток OFFsA и bSbC на различные визуальные стимулы, записав результирующие сигналы, которые будут отправлены в мозг. Авторы обнаружили, что bSbC обладает нетипичным механизмом: клетка имеет базовую скорость передачи сигналов в мозг, но как увеличение, так и уменьшение освещенности приводят к снижению передачи сигналов, что является односторонним сигнальным паттерном.
Затем исследователи проверили классическое представление о том, как эти ганглиозные клетки интегрируют входные данные. Клетки получают возбуждающие и тормозящие сигналы от фоторецепторов сетчатки так, что входные сигналы объединяются, чтобы достичь некоторого порога, который вызывает изменение выходного сигнала.
Чтобы проверить это, Шварц и его сотрудники поменяли местами входные сигналы в ганглиозные клетки OFFsA и bSbC друг с другом, обнаружив, что выходные сигналы в этом эксперименте были идентичны нормальной активности.
«Это означает, что у них есть свои собственные ионные каналы, которые влияют на выходной сигнал, свой собственный набор электрических проводимостей, которые вносят свой вклад в выходной сигнал», — говорит Шварц.
Таким образом, полученные результаты открывают новые возможности в сфере протезирования сетчатки. Новых подход в данном вопросе может позволить посылать правильные сигналы каждому из типов клеток сетчатки.
Текст: Денис Бурляй
Differences in spike generation instead of synaptic inputs determine the feature selectivity of two retinal cell types by Sophia Wienbar and Gregory William Schwartz in Neuron. Published July 2022 https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.04.012