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 —
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
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
16-03-2016 Просмотров:7100 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи откопали в Узбекистане небольшого тираннозавроида, жившего около 90 млн лет назад. Несмотря на скромные размеры, по умственным способностям он не уступал таким гигантам, как знаменитый Tyrannosaurus rex. Находку совместно со...
05-10-2016 Просмотров:5998 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Биолог Химадри Гупта (Himadri Gupta) и его коллеги из Лондонского университета королевы Марии (Великобритания) установили механизм, который позволяет морским огурцам быстро менять форму своего тела. Это открытие может найти полезное...
04-12-2015 Просмотров:7565 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Нейробиологи из Массачусетского технологического института (MIT), под руководством профессора Майкла Фи (Michale Fee), разобрались, какие процессы происходят в мозгу, когда птицы учат свои песни. Результаты их исследования, опубликованные онлайн в...
15-03-2013 Просмотров:11985 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Когда рибосома синтезирует белок, она делает это с разной скоростью: одни участки полипептидной цепи появляются из рибосомы быстрее, другие — медленнее. Считается, что причиной тому строение матричной РНК, по которой...
18-04-2014 Просмотров:8282 Новости Антропологии Антоненко Андрей
В современной науке популярна гипотеза о том, что значительная часть реакций на зрительные, слуховые и прочие раздражители унаследована нами у далёких предков, которые приобрели их в процессе эволюции. Иными словами,...
Группа чешских и американских биологов под руководством Варена Буса (Warren Booth) изучила генетический материал от 214 клопов из разных популяций и пришла к выводу, что на их примере можно наблюдать…
Сказочные единороги все же существовали на самом деле. Обитали они вдоль границ Тибета и внешне напоминали коренастых антилоп с единственным рогом во лбу. Остатки одного из таких единорогов только что…
Карась золотой, или обыкновенный, широко распространен в бассейне Енисея. На юге обитает в мелководных, сильно заросших и заиленных со стоячей водой озерах, прудах, старицах, торфяных карьерах. Особенно многочислен в бассейнах…
Биоинженерам удалось получить клонированный эмбрион лягушки, вымершей 30 лет назад. Это дает надежду, что в будущем ученые смогут «воскрешать» исчезнувшие виды. Клонирование было осуществлено австралийскими специалистами из Университета Нового Южного Уэльса…
Удивительно хрупкая кожа и феноменальные способности по ее регенерации у африканских иглистых мышей помогут биологам найти способы восстановления потерянной кожи и других частей тела человека без хирургического вмешательства, заявляют ученые…
Палеонтологи обнаружили в Швейцарии гигантскую щетинохвостку, жившую 240 млн лет назад. Она стала первым известным ископаемым насекомым, у которого сохранилась нервная система. Мозг Gigamachilis triassicusОписание находки, подготовленное итальянскими и немецкими специалистами,…
Ученые из Университета Сент-Эндрюс выяснили, что дети в возрасте от одного до двух лет используют 52 жеста, более 95% которых используют и шимпанзе с гориллами. Работа опубликована в научном журнале Animal Cognition. Исследователи занимаются коммуникацией высших приматов более…
Аппаратам, которые отправятся исследовать огромный подповерхностный океан, возможно, существующий на спутнике Юпитера Европе, придётся бурить очень, очень глубоко. Изображение Европы, составленное на основании снимков аппарата «Галилео» 1995 и 1998 годовНовое исследование…
Работая с безглазыми червями, ученые открыли принципиально новый тип белков, воспринимающих свет. Он относится к тому же классу, что и вкусовые рецепторы, и работает на два порядка эффективнее, чем обычный…