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科学家们令人震惊的发现,这些人在子宫中的婴儿可能比我们想象的要多得多

2021-09-14 15:50:16来源:

如果您通过瞳孔看着鼠标的视网膜,那么本质上光敏视网膜神经节细胞(IPRGC)就会出现。白色箭头指向具有IT网络的许多不同类型的单元格:ITGCS(红色,蓝色和绿色)和视网膜细胞的其他亚型,不是IPRGCS(红色)。白色杆长50微米,大约是人发的直径。

在婴儿的眼睛可以看到图像的第二个三个月,他们可以检测到光线。

但是,显影视网膜中的光敏细胞 - 眼睛后面的薄脑状组织 - 被认为是简单的开关,可能是建立了24小时,日夜节奏父母希望他们的宝宝追随。

加州大学,科学家们现在发现了这些简单的细胞的证据表明,这些简单的细胞实际上彼此交谈,作为互联网的一部分,其给视网膜比曾经思考更轻微,并且可能提高光对行为和脑发展的影响在未经证据的方式。

在显影眼中,也许3%的神经节细胞 - 视网膜中的细胞通过视神经发送到大脑的消息 - 对光线敏感,迄今为止,研究人员发现了大约六种不同的亚型与各个地方沟通大脑。有些人谈到了上限核,将内部时钟调整到日夜周期。其他人向该区域发送信号,使我们的学生在明亮的光线下限制。

但其他人连接到令人惊讶的地区:佩希巴布拉,调节情绪和杏仁达拉,这涉及情绪。

在小鼠和猴子中,最近的证据表明,这些神经节细胞还通过称为间隙连接点的电连接互相交谈,这意味着在不成熟的啮齿动物和灵长类动物中比想象的更复杂。

“鉴于这些神经节细胞的各种各样,他们将其投入到大脑的许多不同部分,它让我想知道他们是否在视网膜如何连接到大脑中发挥作用,”Marla Feller是一个UC Berkeley的分子教授本月在当前生物学中出现的纸质的细胞生物学和高级作者。“也许不是用于视觉电路,而是对于非视觉行为。不仅瞳孔光反射和昼夜节律,而且可能解释了光诱导的偏头痛等问题,或为什么轻疗法适用于抑郁症。“

在开发视网膜时的平行系统

10年前只发现了一个称为本质上光敏视网膜神经节细胞(IPRGC)的细胞,令人惊讶的是近20年来研究开发视网膜的人。她发挥了重要作用,以及她的Mentor,斯坦福大学Carla Shatz,表明眼睛在开发期间的自发电信 - 所谓的视波 - 对于建立正确的大脑网络来处理稍后处理图像至关重要。

因此,她对似乎在显影视网膜中与自发视网膜波平行起作用的IPRGC的兴趣。

“我们认为他们(小鼠幼肠和人类胎儿)在这一点上盲目,”Paul Licht杰出的生物科学教授和UC Berkeley Helen的成员的杰出者表示,“Feller说,”Paul Licht杰出的教授。“我们认为神经节细胞在显影眼中,它们与大脑连接,但在那时,它们并没有真正连接到其他大部分视网膜。现在,事实证明他们彼此相连,这是一个令人惊讶的事情。“

UC Berkeley研究生富兰克林Caval-Holme联合双光子钙成像,全细胞电气记录,药理学和解剖学技术,表明新生儿鼠标视网膜中的六种IPRGCS电气,通过间隙结,形成视网膜研究人员发现的网络不仅检测光,而且响应光的强度,这可能会变化近亿倍。

GAP结电路对于一些IPRGC亚型的光敏感性至关重要,但不是其他IPRGC,提供潜在的途径,以确定哪些IPRGC亚型提供了光唤起的特定非视觉行为的信号。

“厌恶光泽,幼崽早期发展,是强度依赖性的,”哈瓦尔 - 霍尔姆说,这些神经电路可以参与光厌恶行为。“我们不知道新生儿视网膜中的哪些IPRGC亚型实际上有助于这种行为,因此看看所有这些不同的亚型有什么作用非常有趣。”

研究人员还发现了电路以一种可以适应光线强度的方式调整自身,这可能在发展中具有重要作用。

“过去,人们证明这些光敏细胞对像昼夜节律的血管的发展相同的东西很重要,但是那些亮相/轻松的亮度,你需要有些光或没有光线,“她说。“这似乎争辩说,他们实际上试图为许多不同的光强度编写,编码比以前想到的人更多的信息。”

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参考:“Gap Junction联轴器塑造了开发视网膜的光线编码”由Franklin Caval-Holme和Marla B. Feller,2019年7月7日,目前的生物学.DOI:
10.1016 / J.CUB.2019.10.025

该研究得到了国家健康研究院(NIH F31EY028022-03,RO1EY019498,RO1EY013528,P30EY003176)的支持。