В глазах есть сюрприз.
На протяжении десятилетий учебники биологии утверждали, что глаза общаются с мозгом исключительно посредством одного типа сигнальных путей. Но новое открытие показывает, что некоторые нейроны сетчатки выбирают менее популярный путь.
Новое исследование, проведенное Северо-Западным университетом, показало, что подмножество нейронов сетчатки посылает в мозг тормозные сигналы. Раньше исследователи считали, что глаз посылает только возбуждающие сигналы. (Проще говоря: возбуждающая сигнализация заставляет нейроны активировать больше; тормозная сигнализация заставляет нейроны активировать меньше.)
Исследователи из Северо-Запада также обнаружили, что это подмножество нейронов сетчатки участвует в подсознательном поведении, таком как синхронизация циркадных ритмов с циклами света / темноты и сужение зрачка для интенсивного яркого света. Лучше понимая, как функционируют эти нейроны, исследователи могут исследовать новые пути, с помощью которых свет влияет на наше поведение.
"Эти тормозящие сигналы не позволяют нашим циркадным часам переустанавливаться на тусклый свет и предотвращают сужение зрачка при слабом освещении, оба из которых являются адаптивными для правильного зрения и повседневной деятельности," сказала Тиффани Шмидт из Northwestern, руководившая исследованием. "Мы думаем, что наши результаты обеспечивают механизм для понимания того, почему наш глаз так необычайно чувствителен к свету, но наше подсознательное поведение относительно нечувствительно к свету."
Исследование будет опубликовано в номере журнала Science от 1 мая.
Шмидт – доцент нейробиологии в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга. Такума Сонода, бывший доктор философии.D. студент межкафедральной программы нейробиологии Северо-Западного университета, является первым автором статьи.
Чтобы провести исследование, Шмидт и ее команда заблокировали нейроны сетчатки, ответственные за подавляющую передачу сигналов, на модели мышей. Когда этот сигнал был заблокирован, тусклый свет более эффективно сдвигал циркадные ритмы мышей.
"Это говорит о том, что есть сигнал от глаза, который активно препятствует перестройке циркадных ритмов при изменении освещения в окружающей среде, что было неожиданным," Шмидт сказал. "Однако в этом есть смысл, потому что вы не хотите настраивать все часы своего тела на незначительные возмущения в цикле освещения / темноты окружающей среды, вы хотите, чтобы эта масштабная корректировка имела место только в том случае, если изменение освещения является устойчивым."
Команда Шмидта также обнаружила, что при блокировании тормозных сигналов от глаза зрачки мышей были намного более чувствительны к свету.
"Наша рабочая гипотеза заключается в том, что этот механизм предотвращает сужение зрачков при очень слабом освещении," Сонода сказал. "Это увеличивает количество света, попадающего на сетчатку, и облегчает просмотр в условиях низкой освещенности. Этот механизм объясняет, по крайней мере, частично, почему ваши зрачки избегают сужения, пока яркий свет не станет сильнее."