Вы когда-нибудь задумывались, почему мы способны различать очертания предметов в глубоких сумерках, когда света практически нет? Раньше наука считала, что наш глаз работает как набор изолированных проводов. Но свежее исследование Йельской школы медицины, опубликованное в журнале Neuron, перевернуло эти представления.
Суть открытия
Традиционно считалось, что сетчатка — это «сортировочный центр». Как только свет попадает на палочки и колбочки, информация разделяется на 12+ параллельных каналов: цвет, движение, контраст, форма. Ученые полагали, что эти каналы почти не пересекаются, чтобы не возникло «помех» в картинке. Оказалось, наша зрительная система гораздо умнее и сплоченнее.
Ювелирная работа с клетками
Ученые использовали метод двойного патч-клампа. Это невероятно сложная техника, позволяющая подключить микроэлектроды к отдельным биполярным клеткам в полностью неповрежденной сетчатке.
- Сначала опыты провели на мышах.
- Затем — впервые в мире — эксперимент повторили на донорской сетчатке человека. Это позволило увидеть реальную схему нашего глаза, не нарушая её связей.
Результаты
Исследование показало, что каналы передачи информации не изолированы. Они связаны между собой электрическими синапсами (щелевыми контактами).
- Когда ученые стимулировали током всего одну клетку, сигнал не шел по одному «проводу», а расходился «облаком», активируя соседние каналы.
- Выяснилось, что в этой сети есть главный драйвер — клетки особого типа. Это своего рода «командир», который управляет передачей сигналов и объединяет другие клетки в единую мощную сеть.
Почему это важно
Это открытие объясняет запредельную чувствительность нашего зрения. Если свет очень слабый (ночной лес, темная комната), энергии фотонов не хватает для активации одного изолированного канала. Но благодаря тому, что особые командные клетки объединяют усилия всех каналов в общую сеть, мозг получает достаточно четкий суммарный сигнал. Мы видим там, где, казалось бы, видеть невозможно.
Понимание этой «иерархии» может дать ключи к лечению глаукомы, макулярной дегенерации и другим заболеваний. Если мы будем известно, что конкретно вышло из строя, можно будет создавать более точные бионические протезы сетчатки.
Эти данные помогут инженерам создавать системы компьютерного зрения, которые будут видеть в темноте так же эффективно, как человеческий глаз.
Наше зрение — сложнейший биокомпьютер, где клетки умеют «договариваться» друг с другом ради общего результата. Наука еще раз доказала: в организме нет случайных связей, и даже в глубокой темноте наши глаза ищут способы объединить каждый крошечный квант света в единую картину мира.
Берегите свое зрение и не забывайте посещать офтальмолога. Записаться можно на сайте клиники или по телефону +7 (812) 317-00-09.
Если вам необходимо обсудить вопросы, не требующие визита в клинику, проконсультируйтесь с врачом онлайн.