Неожиданный сюрприз нашего глаза 

В течение десятилетий учебники биологии утверждали, что глаза общаются с мозгом исключительно через один тип сигнального пути. Но вот результаты нового открытия, которое показывает, что некоторые нейроны сетчатки выбирают менее привычный путь.
Учеными Северо-Западного университета проведены исследования, которые выявили, что некоторое подмножество нейронов сетчатки глаза посылает тормозные сигналы в мозг. Раньше исследователи считали, что глаз посылает только возбуждающие сигналы. (Проще говоря: возбуждающая передача сигналов заставляет нейроны активировать больше; запрещающая передача сигналов заставляет нейроны срабатывать меньше.)

Исследователи также обнаружили, что это подмножество нейронов сетчатки вовлечено в подсознательное поведение, такое как синхронизация циркадных ритмов (циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи) с циклами свет / темнота и сужение зрачка к интенсивному яркому свету. Благодаря лучшему пониманию того, как функционируют эти нейроны, исследователи могут исследовать новые пути влияния света на наше поведение.
«Эти запрещающие сигналы не позволяют нашим внутренним циркадным часам переустанавливаться на тусклый свет и предотвращают сужение зрачка при слабом освещении, поскольку они оба являются важными адаптивными механизмами для правильного зрения и реализации повседневной функции глаза», - сказала Тиффани Шмидт, доцент кафедры нейробиологии в Северо-западном колледже искусств и наук Вайнберга, входящего в состав Северо-Западного университета , которая возглавляла исследование.

Напомним, что Северо-западный университет, основанный в 1851 году, частный исследовательский американский университет, расположенный в северном пригороде Чикаго — городе Эванстон, штат Иллинойс. Он входит в двадцатку лучших университетов мира и является одним из лучших университетов США.
«Мы считаем, что наши результаты обеспечивают механизм для понимания того, почему наш глаз так сильно чувствителен к свету, но при этом наше подсознательное поведение сравнительно нечувствительно к свету».
Чтобы провести исследование, Шмидт и ее команда заблокировали нейроны сетчатки, ответственные за ингибирующую передачу сигналов (подавляющих или задерживающих течение физиологических и физико-химических процессов) в опытах на мышах. Когда этот сигнал блокировался, тусклый свет был более эффективен при изменении циркадных ритмов мышей.
«Это говорит о том, что есть сигнал от глаза, который активно подавляет перестройку циркадных ритмов при изменении внешнего освещения, что было неожиданным», - сказал Шмидт. «Однако в этом есть какой-то смысл, поскольку вы не хотите настраивать все часы своего тела для незначительных возмущений в цикле свет / темнота окружающей среды, вы хотите, чтобы эта масштабная регулировка имела место только в том случае, если изменение освещения является устойчивым».

Команда Шмидта также обнаружила, что когда блокирующие сигналы от глаза блокировались, зрачки мышей были гораздо более чувствительны к свету.
«Наша рабочая гипотеза заключается в том, что этот механизм предотвращает сужение зрачков при очень слабом освещении», - пояснила Такума Сонода, бывший доктор философии студентка межведомственной программы по неврологии Северо-Западного университета.
«Это увеличивает количество света, попадающего на сетчатку, и помогает зрению в условиях слабого освещения. Этот механизм объясняет, по крайней мере, частично, почему ваши зрачки избегают сужений, пока яркий свет не усилится».
Эти исследования по теме «Неканоническая тормозная схема ослабляет поведенческую чувствительность к свету» были отмечены стипендией имени Клингенштейна-Саймонса в области нейронаук, Фондом Альфреда Слоана и Национальными институтами здравоохранения и были опубликованы 1 мая 2020 г.в журнале Science .