Используя передовое записывающее оборудование, ученые впервые составили невральную схему, связанную с процессом цветового зрения у людей.

Источник фото: physorg.com

Прорыв исследователей из Института Бионауки Солка, Калифорния, и Калифорнийского университета состоит в том, что те обнаружили как связываются клетки фоторецепторов сетчатки с внешними клетками, для того, чтобы получилась цветовая картинка.

Доктор Кейт Метисон, некогда исследователь школы Физики и Астрономии при университете Глазго, а ныне сотрудник Стэндфордского Университета и университета Санта Круз, Калифорния, сыграл ключевую роль в исследовании, поскольку он развил 519-электродную матрицу, использованную для измерения активности клеток в ходе данного эксперимента.

Он отметил: «Для того чтобы развивать новую терапию для проблем, связанных со зрением, необходимо понять, как функционирует сетчатка. Данное исследование дает нам большее понимание схемы сетчатки и важный толчок к развитию неврологии».

Зрение, возможно, благодаря сетчатке глаза, у которой слоистая структура нервной ткани с вводящими клетками (фоторецепторами), обрабатывающими клетками и клетками выхода (ганглион).

Фоторецепторы состоят из двух типов: палочки и конусы, которые видят чёрно-белое и цветное соответственно. Цветовое восприятие происходит из-за сравнения сигналов, получаемых различными коническими клетками, которые различаются собой длиной волны (цвета). А вот как эти сигналы комбинируются в сетчатке и передаются ганглиозными клетками - всегда было предметом споров.

Теперь головоломка разрешена, поскольку исследователи впервые обнаружили связь между коническими рецепторами и ганглиозными клетками.

Электродная матрица, которая дала возможность провести эксперимент, разрабатывалась пять лет в Центре Наноиндустрии имени Джеймса Уотта в сотрудничестве с Университетом Санта Круз, Калифорниая и AGH, Краков.

Записи системы нейронных сигналов на высоких скоростях (свыше 1 млн. изображений в секунду) с точной детализацией позволили определить даже полное количество маленьких и плотно расположенных гангалиозных клеток, известных как нейроцит.

Доктор Матиесон добавил: «Электродная матрица, которую мы разработали, позволила нам измерить исходящие сигналы сетчатки сонет клеток одновременно и создать диаграмму отношений входа-выхода в небывалом разрешении и масштабе».

Доктор Дэбора Ганнинг, которая помогла развить эту технологию во время своей аспирантской работы в Гласго, отметила: «Это – потрясающий пример того, как междисциплинарные науки с экспертами в неврологии, наноинжженерии, физике и электронике создают передовую науку».

Как следствие технологического успеха, доктор Ганнинг продолжила получать грант на RAEng/EPSRC, где она планирует развивать и изучать фундаментальное поведение сетей нейронов в более комплексных структурах мозга.

Тезисы «Функциональная связь в сетчатке разрешений фоторецепторов» изданы в последнем выпуске журнала «Nature».