Oczy wysłać niespodziewany sygnał do mózgu

Przez dziesięciolecia, podręczniki biologii stwierdzili, że oczy komunikować z mózgu wyłącznie przez jednego rodzaju szlaku sygnalizacyjnego. Ale nowe odkrycie pokazuje, że niektóre neurony siatkówki podjąć drogę mniej uczęszczaną.

Nowe badania, prowadzone przez Northwestern University, wykazały, że podzbiór neuronów siatkówki wysyła sygnały hamujące do mózgu. Wcześniej naukowcy wierzyli, że tylko oko wysyła sygnały pobudzające. (Mówiąc najprościej: sygnalizacja pobudzających neurony ognia sprawia więcej; hamujące neurony sprawia sygnalizacja pożaru mniej).

Północno Naukowcy odkryli również, że ten podzbiór neuronów siatkówki jest zaangażowany w podświadomych zachowań, takich jak synchronizacja rytmów dobowych cykli na światło / zwężenie źrenicy ciemnych i jasnych świateł do intensywnych. By lepiej zrozumieć, jak funkcjonują te neurony, naukowcy mogą badać nowe ścieżki przez które światło wpływa na nasze zachowanie.

„Te sygnały hamujące zapobiec nasz zegar dobowy z przywróceniu słabym świetle i zwężenie źrenicy zapobiec w słabym świetle, z których oba są adaptacyjne dla prawidłowego widzenia i codzienne czynności,” powiedział Northwestern w Tiffany Schmidt, który prowadził badania. „Uważamy, że nasze wyniki dają do zrozumienia mechanizmu dlaczego nasze oko jest tak niezwykle wrażliwe na światło, ale nasze podświadome zachowania są stosunkowo niewrażliwe na światło.”

Badania zostaną opublikowane w 1 maja wydaniu czasopisma Science.

Schmidt jest adiunktem neurobiologii na Northwestern za Weinberg College of Arts and Sciences. Takuma Sonoda, byłego Ph.D. Student w programie Northwestern University Międzywydziałowy Neuroscience, jest pierwszym na gazety autor.

Aby przeprowadzić badanie, Schmidt i jej zespół zablokował neuronów siatkówki odpowiedzialne za hamującej sygnalizacji w modelu mysim. Gdy ten sygnał został zablokowany, przyciemnione światło było bardziej skuteczne na przesuwanie rytmy dobowe myszy za.

„To sugeruje, że nie jest to sygnał od oka, które aktywnie hamuje rytmów dobowych wyrównanie kiedy lekkie zmiany środowiskowe, które było nieoczekiwane,” Schmidt powiedział. „To sprawia, że ​​jakiś sens, jednak, ponieważ nie chcesz, aby wyregulować zegar całego organizmu dla drobnych perturbacji w cyklu światło środowiskowy / ciemno, wystarczy tylko chcieć to masywny korekta nastąpić, jeżeli zmiana oświetlenia jest solidna.”

zespół Schmidta odkryli również, że gdy hamujące sygnały z oka zostały zablokowane, uczniowie mice były znacznie bardziej wrażliwe na światło.

„Nasza hipoteza pracy jest to, że mechanizm ten utrzymuje uczniów z constricting przy bardzo słabym oświetleniu,” Sonoda powiedział. „To zwiększa ilość światła trafiającego siatkówce, i sprawia, że ​​łatwiej zobaczyć w słabym oświetleniu. Mechanizm ten wyjaśnia, w najmniejszej części, dlaczego twoi uczniowie unikają constricting aż jasne światło nasila.”

Badania, „Nie-kanoniczne Układ hamujący tłumi behawioralnej wrażliwość na światło,” był wspierany przez Klingenstein-Simons Fellowship w Neurosciences, z Fundacja Alfreda P. Sloana i National Institutes of Health (numery wyróżnienie 1DP2EY022584, T32 EY025202 i F31 EY030360-01).

źródło 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>.