Augen senden ein unerwartetes Signal an das Gehirn

Seit Jahrzehnten haben die Biologie-Lehrbücher festgestellt, dass die Augen mit dem Gehirn ausschließlich durch eine Art von Signalweg kommunizieren. Aber eine neue Entdeckung zeigt, dass einige Netzhautneuronen eine Straße nehmen weniger gereist.

Neue Forschung, geführt von der Northwestern University, gefunden hat, dass eine Untergruppe von Netzhautneuronen hemmenden Signale an das Gehirn sendet. Früher glaubte Forscher nur das Auge erregende Signale sendet. (Einfach gesagt: Erregende Signalisierung Neuronen macht mehr abzufeuern; hemmende Signalisierung macht Neuronen Feuer weniger.)

Die Nordwest Forscher stellten auch fest, dass diese Untergruppe von Netzhautneuronen in unbewussten Verhaltensweisen beteiligt ist, wie die Synchronisation der zirkadianen Rhythmen zu Hell- / Dunkel-Zyklen und Verengung der Pupillen zu intensiven hellen Lichtern. Durch ein besseres Verständnis, wie diese Neuronen funktionieren, können die Forscher untersuchen neue Wege, durch die unsere Lichteinflüsse Verhalten.

„Diese hemmenden Signalen unsere innere Uhr verhindern Zurücksetzen Licht dimmen und Pupillenverengung bei schwachem Licht zu verhindern, die beide für die richtige Vision adaptiv sind und die tägliche Funktion“, sagte Northwestern Tiffany Schmidt, der die Forschung. „Wir denken, dass unsere Ergebnisse einen Mechanismus für das Verständnis, warum unser Auge Licht so außerordentlich empfindlich ist, aber unsere Unter Verhaltensweisen sind vergleichsweise unempfindlich gegen Licht.“

Die Forschung wird in der 1. Mai veröffentlicht Ausgabe der Zeitschrift Science.

Schmidt ist ein Assistent Professor für Neurobiologie an der Northwestern der Weinberg College of Arts and Sciences. Takuma Sonoda, ein ehemaliger Ph.D. Schüler in das Programm der Northwestern University Interdepartementale Neurowissenschaften, ist der erste Autor des Papiers.

Zur Durchführung der Studie, Schmidt und ihr Team blockierten die retinalen Neuronen verantwortlich für inhibitorische Signalisierung in einem Mausmodell. Wenn dieses Signal blockiert wurde, war Dämmerlicht effektiver bei den Mäusen, die zirkadianen Rhythmen zu verschieben.

„Dies legt nahe, dass es ein Signal aus dem Auge, die aktiv hemmt zirkadiane Rhythmen Neuausrichtung, wenn das Umgebungslicht ändert, die unerwartet war“, sagte Schmidt. „Das macht einen Sinn, aber, weil Sie nicht möchten, Ihrem Körper die ganze Uhr für kleine Störungen in der Umwelt-Hell / Dunkel-Zyklus einzustellen, nur Sie diese massive Anpassung stattfinden soll, wenn die Änderung in der Beleuchtung robust ist.“

Schmidts Team fand auch, dass, wenn die hemmenden Signale vom Auge blockiert wurden, Mäuse der Schüler sehr viel empfindlicher auf Licht waren.

„Unsere Arbeitshypothese ist, dass dieser Mechanismus Schüler hält in sehr schwachem Licht aus einzuengen“, sagte Sonoda. „Dies erhöht die Menge an Licht, Schlagen Sie Ihre Netzhaut und macht es leichter, bei schlechten Lichtverhältnissen zu sehen. Dieser Mechanismus erklärt, in wenigstens einem Teil, warum Ihre Schüler bis helles Licht verstärkt vermeiden einzuengen.“

Die Forschung, „Eine nicht-kanonische hemmende Schaltung dämpft Verhaltenslichtempfindlichkeit,“ von einem Klingenstein-Simons Fellowship in den Neurowissenschaften unterstützt wurde, die Alfred P. Sloan Foundation und die National Institutes of Health (Auszeichnung Zahlen 1DP2EY022584, T32 EY025202 und F31 EY030360-01).

Quelle: Northwestern University. "Eyes send an unexpected signal to the brain: A subset of retinal neurons communicates differently from the rest of the eye." ScienceDaily. ScienceDaily, 30 April 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200430150201.htm>.