Ślepe myszy widzą dzięki specjalnym komórkom siatkówki
INFORMATOR. Ciekawostki
naukawpolsce.pl | dodane 02-08-2010
Fot. zdrowemiasto.pl
Ślepe myszy mogą widzieć dzięki obecności w siatkówce trzeciego rodzaju światłoczułych komórek - wynika z amerykańskich badań, które publikuje czasopismo "Neuron". Zdaniem autorów pracy, odkrycie to daje nowe nadzieje ludziom z poważnymi zaburzeniami widzenia lub całkiem niewidomym.
Siatkówka ludzkiego oka zawiera ok. 100 mln pręcików i ok. 7 mln czopków. Pręciki są bardzo wrażliwe na światło i pozwalają odróżniać światło od ciemności oraz rejestrować ruch i dostrzegać kształt przy słabym oświetleniu. Nie umożliwiają jednak tak dokładnego widzenia, jak czopki, dzięki którym widzimy kolory.
Dotychczas uważano, że pręciki i czopki są jedynymi komórkami zdolnymi odbierać światło i umożliwiającymi nam widzenie.
Jednak, najnowsze badania przeprowadzone przez zespół naukowców pod kierunkiem Samera Hattara z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore podważają przekonanie, że bez czopków i pręcików nasz wzrok po prostu by nie istniał.
Wykazali oni bowiem, że myszy, u których obie grupy tych komórek nie funkcjonują, ciągle widzą i to nie tylko światło, ale również wzory i obrazy, mogą też dostrzegać ruch przedmiotów. A wszystko dzięki odkrytemu kilka lat temu trzeciemu rodzajowi światłoczułych komórek siatkówki ssaków - tzw. neuronów zwojowych siatkówki ze światłoczułością własną (w skrócie ipRGCs). Zawierają one fotopigment o nazwie melanopsyna i pochłaniają światło o innych długościach niż pręciki i czopki. Poza tym, ipRGCs przekazują informację o bodźcu świetlnym bezpośrednio do mózgu, natomiast fotopigmenty obecne w czopkach i pręcikach przekształcają sygnał świetlny najpierw w sygnał chemiczny, a później dopiero w elektryczny przekazywany dalej przez neurony.
Długo wydawało się, że ipRGCs te nie biorą udziału w tworzeniu obrazów w siatkówce, ale spełniają inne ważne funkcje, jak dostrajanie naszego zegara biologicznego do cyklu światła i ciemności na ziemi (przez co regulują naszą aktywność i sen) oraz zwężanie źrenicy w celu kontroli ilości światła wpadającego do oka.
W jednym z doświadczeń przeprowadzonych przez zespół Hattara myszy umieszczano w labiryncie w kształcie litery Y, z którego mogły się wydostać, wybierając odpowiednią dźwignię i naciskając ją. Aby dokonać odpowiedniego wyboru gryzonie musiały rozpoznawać pewien wizualny wzór.
Okazało się, że myszy pozbawione czopków, pręcików, ale z zachowanymi neuronami ipRGCs potrafiły to zrobić i uwolnić się z labiryntu, podczas gdy gryzonie pozbawione wszystkich tych grup komórek był całkowicie niewidome, więc nie rozpoznawały dźwigni.
W kolejnym teście na kołowrotku badacze potwierdzili, że myszy z zachowanymi neuronami ipRGCs są w stanie śledzić poruszające się obiekty.
Naukowcy wykazali ponadto, że w siatkówce obecnych jest aż 5 podtypów ipRGCs, z których każdy pełni prawdopodobnie różne funkcje w detekcji światła. Testy ujawniły też, że neurony te przekazują sygnały do obszarów mózgu odpowiedzialnych za formowanie obrazów, lokalizację i odróżnianie obiektów.
Jak ocenia Hattar, wyniki te są bardzo ekscytujące, gdyż dowodzą, że nawet tak prosty system detekcji światła, jaki stanowią neurony ipRGCs może być niezwykle zróżnicowany i może wspomagać widzenie o niskiej ostrości oraz orientację przestrzenną. Jego zdaniem oznacza to teoretycznie, że niewidome osoby można by wytrenować tak, aby używały swoich neuronów ipRGCs do uzyskiwania obrazów słabej ostrości. Pozwoliłoby im to wykonywać wiele czynności, w przypadku których takie widzenie jest wystarczające.
Badania te sugerują też, że w przeszłości ssaki wykorzystywały do widzenia neuronów ipRGCs, ale w toku ewolucji funkcję tę przejęły bardziej wyspecjalizowane komórki, tj. czopki i pręciki, tłumaczą autorzy pracy.
Siatkówka ludzkiego oka zawiera ok. 100 mln pręcików i ok. 7 mln czopków. Pręciki są bardzo wrażliwe na światło i pozwalają odróżniać światło od ciemności oraz rejestrować ruch i dostrzegać kształt przy słabym oświetleniu. Nie umożliwiają jednak tak dokładnego widzenia, jak czopki, dzięki którym widzimy kolory.
Dotychczas uważano, że pręciki i czopki są jedynymi komórkami zdolnymi odbierać światło i umożliwiającymi nam widzenie.
Jednak, najnowsze badania przeprowadzone przez zespół naukowców pod kierunkiem Samera Hattara z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Baltimore podważają przekonanie, że bez czopków i pręcików nasz wzrok po prostu by nie istniał.
Wykazali oni bowiem, że myszy, u których obie grupy tych komórek nie funkcjonują, ciągle widzą i to nie tylko światło, ale również wzory i obrazy, mogą też dostrzegać ruch przedmiotów. A wszystko dzięki odkrytemu kilka lat temu trzeciemu rodzajowi światłoczułych komórek siatkówki ssaków - tzw. neuronów zwojowych siatkówki ze światłoczułością własną (w skrócie ipRGCs). Zawierają one fotopigment o nazwie melanopsyna i pochłaniają światło o innych długościach niż pręciki i czopki. Poza tym, ipRGCs przekazują informację o bodźcu świetlnym bezpośrednio do mózgu, natomiast fotopigmenty obecne w czopkach i pręcikach przekształcają sygnał świetlny najpierw w sygnał chemiczny, a później dopiero w elektryczny przekazywany dalej przez neurony.
Długo wydawało się, że ipRGCs te nie biorą udziału w tworzeniu obrazów w siatkówce, ale spełniają inne ważne funkcje, jak dostrajanie naszego zegara biologicznego do cyklu światła i ciemności na ziemi (przez co regulują naszą aktywność i sen) oraz zwężanie źrenicy w celu kontroli ilości światła wpadającego do oka.
W jednym z doświadczeń przeprowadzonych przez zespół Hattara myszy umieszczano w labiryncie w kształcie litery Y, z którego mogły się wydostać, wybierając odpowiednią dźwignię i naciskając ją. Aby dokonać odpowiedniego wyboru gryzonie musiały rozpoznawać pewien wizualny wzór.
Okazało się, że myszy pozbawione czopków, pręcików, ale z zachowanymi neuronami ipRGCs potrafiły to zrobić i uwolnić się z labiryntu, podczas gdy gryzonie pozbawione wszystkich tych grup komórek był całkowicie niewidome, więc nie rozpoznawały dźwigni.
W kolejnym teście na kołowrotku badacze potwierdzili, że myszy z zachowanymi neuronami ipRGCs są w stanie śledzić poruszające się obiekty.
Naukowcy wykazali ponadto, że w siatkówce obecnych jest aż 5 podtypów ipRGCs, z których każdy pełni prawdopodobnie różne funkcje w detekcji światła. Testy ujawniły też, że neurony te przekazują sygnały do obszarów mózgu odpowiedzialnych za formowanie obrazów, lokalizację i odróżnianie obiektów.
Jak ocenia Hattar, wyniki te są bardzo ekscytujące, gdyż dowodzą, że nawet tak prosty system detekcji światła, jaki stanowią neurony ipRGCs może być niezwykle zróżnicowany i może wspomagać widzenie o niskiej ostrości oraz orientację przestrzenną. Jego zdaniem oznacza to teoretycznie, że niewidome osoby można by wytrenować tak, aby używały swoich neuronów ipRGCs do uzyskiwania obrazów słabej ostrości. Pozwoliłoby im to wykonywać wiele czynności, w przypadku których takie widzenie jest wystarczające.
Badania te sugerują też, że w przeszłości ssaki wykorzystywały do widzenia neuronów ipRGCs, ale w toku ewolucji funkcję tę przejęły bardziej wyspecjalizowane komórki, tj. czopki i pręciki, tłumaczą autorzy pracy.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Jaki wpływ wywiera jazda motocyklem na zdrowie psychiczne?
- Onycholiza - skąd się bierze i jak ją leczyć
- 8 mitów o implantach zębowych, w które prawdopodobnie nadal wierzysz
- Jak działa konduktometr i do czego jest wykorzystywany?
- Wady i zalety aptek internetowych
- Jak w naturalny sposób wspomagać swój układ odpornościowy?
- Suche oko - syndrom oka biurowego
- Komórki macierzyste - jakie choroby leczą?
- Elektryczne samochody wjechały do Polski
- Niealkoholowe stłuszczenie wątroby. Fosfolipidy niezbędne - czynaprawdę są niezbędne?
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
