Учёные из Йельской школы медицины установили, что зрительная информация в сетчатке глаза обрабатывается не так, как считалось ранее. Выяснилось, что каналы, по которым передаются данные о цвете, движении и контрасте, не изолированы друг от друга, а тесно взаимодействуют через скрытые электрические связи. Это открытие, опубликованное в журнале Neuron, может объяснить способность глаза различать тусклые объекты и видеть при слабом освещении.
До сих пор в науке доминировала модель параллельной обработки, согласно которой разные характеристики изображения анализируются в мозге по независимым путям. Новое исследование показало, что эти пути объединены в сеть ещё на уровне сетчатки. Такое взаимодействие позволяет усиливать слабые зрительные сигналы до того, как они поступят в мозг для дальнейшей обработки.
Свет, попадая в глаз, активирует фоторецепторы – палочки и колбочки. Они передают информацию так называемым биполярным клеткам, которые сортируют её по более чем десяти каналам. Считалось, что эти клетки обмениваются данными в основном с помощью химических синапсов. Однако исследователи обнаружили, что разные типы биполярных клеток в сетчатке мышей и человека соединены множеством электрических синапсов, или щелевых контактов.
В ходе эксперимента стимуляция одной биполярной клетки вызывала ответную реакцию не в одном канале, а в целой группе соседних, что подтвердило их активное взаимодействие. Учёные также выявили, что один из типов клеток – BC6 – координирует работу всей сети, организуя иерархическую передачу сигналов. Такая структура позволяет системе быть гибкой: она сохраняет специализацию отдельных каналов для обработки чётких изображений и объединяет их ресурсы, когда нужно распознать едва заметный сигнал.
Чтобы изучить эти связи, команда применила сложную методику на цельных, неповреждённых образцах сетчатки. Прежние подходы требовали готовить срезы ткани, что нарушало естественные нейронные цепи. Впервые подобные эксперименты удалось провести на нетронутой человеческой сетчатке. Поскольку сетчатка является частью центральной нервной системы, результаты исследования могут пролить свет на принципы работы других нейронных сетей мозга и помочь в изучении таких заболеваний, как глаукома и макулярная дегенерация.
