В исследовании, опубликованном в Nature Communications, ученые Northwestern Medicine подробно описывают открытие двух типов клеток в сетчатке, которые определяют горизонтальную или вертикальную ориентацию, и впервые продемонстрировали, как они передают информацию.
Амурта Нат, аспирантка пятого курса Межведомственной программы нейробиологии Северо-Западного университета (NUIN), была первым автором исследования, которое возглавлял главный исследователь Грегори Шварц, доктор философии.D., доцент офтальмологии и физиологии.
Лаборатория Шварца исследует сетчатку, слой ткани в задней части глаза, который помогает мозгу обрабатывать визуальное окружение. В частности, команда использует модели мышей, чтобы охарактеризовать каждый из 50 различных типов нейронов сетчатки, называемых ганглиозными клетками, которые передают информацию в мозг.
"В отличие от хрестоматийного представления о том, что это прославленная камера, сетчатка на самом деле представляет собой очень сложную машину для обработки изображений с 50 различными ячейками вывода," Шварц сказал. "Мы определяем эти разные клетки – изучаем, что они делают и как они это делают. Это исследование является одним из примеров того, что."
В ходе исследования ученые определили, что существует два типа так называемых ориентировочно-избирательных ганглиозных клеток сетчатки (OS RGC) в сетчатке мыши: один помогает распознать горизонтальное положение объекта, а другой – вертикальное.
Ученые также продемонстрировали, что именно связь между ганглиозными клетками и амакриновыми клетками – через так называемые электрические синапсы – позволяет этим RGC распознавать ориентацию.
"Электрические синапсы обычно не считаются ключевыми факторами избирательности функций; Считается, что то, о чем заботится клетка, исходит от ее регулярного химического синаптического входа. Это исключение," Шварц сказал. "Эта клетка фактически наследует свою избирательность функций через электрический синапс."
Новое понимание сетчатки может в конечном итоге помочь в проведении вмешательств при слепоте, включая протезирование сетчатки.
"Сейчас появляются протезы сетчатки, и для их улучшения было бы полезно знать, какие именно вычисления выполняются в различных RGC," Нат сказал. "Чем больше мы узнаем о том, как работает сетчатка, тем лучше мы сможем сделать ее искусственную."
В ходе продолжающегося исследования Нат теперь исследует ячейку, с которой эти RGC соединяются для передачи информации об ориентации, которую он называет "комета" амакриновые клетки. В лаборатории Шварца ученые также работают над генотипированием каждого из 50 типов клеток сетчатки, среди других проектов.