Исследователь Джейсон Прентис (Jason Prentice) из Принстонского университета в Нью-Джерси (США) и его коллеги выяснили, что нейроны человеческого глаза обладают естественной способностью корректировать ошибки в сборном сигнале, который они посылают в мозг. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Computational Biology, а их популярное изложение представляет пресс-релиз Принстонского университета.

Активность в популяции 152 ганглиозных клеток сетчатки в ответ на просматривание видео клипаПредыдущие исследования ученых показали, что группы нейронов во всей нервной системе человека передают в мозг сигналы сообща. Сигнал в «коллективных» каналах несет информацию, которая отличается от того, который собирается каждым отдельным нейроном по отдельности. Однако детали такой групповой работы нейронов еще недостаточно исследованы.

Доктор Прентис и его коллеги сосредоточились на ганглиозных клетках сетчатки глаза человека. Эти нейроны, находящиеся в задней части глаза, собирают информацию из других клеток и передают ее в мозг. При этом сразу несколько ганглиозных клеток сетчатки могут контролировать одну и ту же область. Исследователи предположили, что такая избыточность может служить исправлению ошибок.

В эксперименте ученые использовали визуальные стимулы, активизирующие группы около 150 ганглиозных клеток сетчатки с перекрытием зрительных областей, и зафиксировали результат. Они использовали эти данные для построения математической модели, описывающей работу ганглиозных клеток по анализу и формированию сигнала.

Модель показала, что внешние сигналы чаще активизируют «коллективную» работу ретинальных ганглиозных нейронов, чем сигналы от отдельных клеток. Это говорит о том, что совместная деятельность позволяет корректировать ошибки и приводит к передаче более точной визуальной информации, подавляя фоновый шум, привносимый нерегулярной активностью отдельных клеток.

Новая модель точнее описывает этот участок нервной системы человека, по сравнению с моделями, разработанными для изучения коллективной сигнализации нейронной сети ранее. Она не только наводит на новые идеи о характере работы ретинальной ганглии, но также может применяться для изучения нейронных кодов в остальной части человеческого мозга, говорит исследователь Майкл Берри (Michael Berry), один из авторов исследования.

Источник: Научная Россия

Палеонтологи нашли на территории США древнюю рыбу, в глазах которой удалось рассмотреть палочки и колбочки. Ранее клетки сетчатки не были известны в ископаемом состоянии.

Acanthodes bridgeiОписание уникальной находки, подготовленное японскими учеными из Университета Кумамото, опубликовано в журнале Nature Communications.

Глаза членистоногих, например, трилобитов, хорошо сохраняются в окаменевшем виде, однако это нельзя сказать про глаза позвоночных. Мягкие ткани глаз рыб полностью разлагаются за 10-60 дней после смерти животного, так что окаменеть они просто не успевают. Поэтому авторы работы были удивлены, когда им удалось в деталях изучить сетчатку вымершей рыбы Acanthodes bridgei.

«Кладбище» этих рыб было обнаружено на территории штата Техас в отложениях конца каменноугольного периода возрастом около 300 млн лет. Погибшие рыбы сразу же заносились толщей осадка, так что они избежали разложения. Под сканирующим микроскопом ученые смогли рассмотреть у них палочки и колбочки, похожие на те, что есть у современных рыб.

Наличие двух типов фоторецепторов говорит о том, что A. bridgei обладали цветным зрением. Кроме того, из ее сетчатки исследователи выделили пигмент эумеланин. По соотношению палочек и колбочек ископаемая рыба похожа на тропического бычка Rhinogobius. Подобно ему, A. bridgei обитала в мелководных водоемах и вела дневной образ жизни – так что хорошее зрение ей было необходимо.

Источник: infox.ru

Сетчатка глаза — это не просто посредник между средой и мозгом, не просто набор фоточувствительных элементов, который передаёт в аналитический центр всё, что чувствует. Сетчатка занимается ещё и отчасти «творческой работой»: она анализирует интенсивность света, его направление, определяет, где находится край картинки. Информацию об этих параметрах необходимо зашифровать, «оцифровать», перевести в нервный импульс и отправить по зрительному нерву.

Слой биполярных клеток в сетчатке (фото revoelkel)Долгое время считалось, что такими кодирующими способностями обладает только один сорт клеток — ганглионарные клетки сетчатки. То есть только они могли сформировать сложный сигнал, перевести информацию с одного языка на другой. Остальные будто бы работали по «аналоговому механизму». Но, как показали опыты исследователей из Тюбингенского университета (Германия), в сетчатке млекопитающих свойством кодировать информацию обладают, кроме ганглионарных клеток, ещё и биполярные.

Аналоговый сигнал обычной биполярной клетки (зелёный) и сигнал «оцифровывающей» биполярной клетки (красный) (рисунок Tom Baden / University of Tübingen).Биполярные клетки выполняют функцию посредников: они соединяют фоторецепторы — палочки и колбочки — с ганглионарными клетками. Исследователи записывали сигналы в синапсах биполярных клеток мышей в ответ на световой стимул. Клетки распределились по восьми классам (что также подкрепляется анатомическими и физиологическими наблюдениями). Однако у одного класса клеток реакция на стимул резко отличалась от других. Эти клетки реагировали быстрее всех, их реакции были похожи одна на другую, при этом сигнал, который они посылали, формировался по принципу «всё или ничего». У остальных же биполярных клеток сигнал соответствовал уровню раздражения.

Такая реакция уже наблюдалась, однако до сих пор это считалось редчайшим исключением. На сей раз учёным удалось доказать, что это не нечто из ряда вон, а нормальный способ работы некоторых биполярных клеток. Очевидно, роль сетчатки в восприятии зрительной информации следует немного пересмотреть, поскольку она выполняет больше предварительной аналитической работы, чем считалось.

Статья с результатами исследований вышла в журнале Current Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА