De Onderzoekers op de Universitaire School van Washington van Geneeskunde in St.Louis hebben geconstateerd dat de cellen die omhoog een niet-visueel systeem in het oog maken op zijn plaats en functionerend long before de staven en de kegels zijn die proceslicht in visie. De ontdekking zou wetenschappers moeten helpen meer over de niet-visuele functies van het oog zoals de synchronisatie van de interne, circadiaanse klok van het lichaam leren, de reacties van de leerling op lichte en licht-geregelde versie van hormonen.
De onderzoekers rapporteren in de 22 kwestie van Dec. van Neuron dat in de muisretina, intrinsiek de fotogevoelige netvliespeesknoopcellen (ipRGCs) bij geboorte actief en functionerend zijn. Dat was verrassend omdat de muisretina zich niet volledig ontwikkelt tot een muis bijna drie weken oud is, en de eerste staafcellen verschijnen niet tot ongeveer 10 dagen na geboorte.
„Wij waren overweldigd om te vinden deze photoreceptors actiepotentieel op de dag van geboorte in brand staken,“ zegt Russell N. Van Gelder, M.D., Ph.D., verwante professor van oftalmologie en visuele wetenschappen en van moleculaire biologie en farmacologie. De „Muizen zijn zeer onrijp wanneer zij geboren zijn. Het neemt ongeveer drie weken na geboorte voor de retina zich volledig te ontwikkelen. Niemand had eerder light-dependent celvuren in een muis vóór 10 dagen.“ ontdekt
Van Gelder zegt de peesknoopcellen aan licht op twee manieren die reageren, die berichten verzenden naar delen van de hersenen die circadiaanse ritmen controleren, en (op de eerste dag of twee van het leven) ook een golf van activiteit veroorzaken die door de retina uitspreidt, misschien helpend visuele cellen ontwikkelen zich.
Van Gelder en collega's heeft de laatste jaren lerend doorgebracht hoe de blinde dieren (en de mensen) licht kunnen ontdekken en het gebruiken om hun circadiaanse klokken te plaatsen. IpRGCs werden eerst geïdentificeerd in 2002 -- door David M. Berson, Ph.D., en collega's in Brown University -- als de cellen die licht zelfs in visueel blinde ogen konden ontdekken. Maar het was zeer moeilijk en tijdrovend om en de cellen te isoleren te bestuderen, die nauwkeurige injectie van een vindende kleurstof vereisen in de hersenen van dieren om ipRGCs te etiketteren en te identificeren.
Dat is als resultaat van een technische die vooruitgang door Daniel C. Turkije en Donald Zhang, beide Medische studenten van het Trainingsprogramma van de Wetenschapper in Van Gelder's laboratorium wordt ontwikkeld, en mede-eerste auteurs van deze studie veranderd. Turkije en Zhang gebruikten een multi-electrode serietechniek waarin de uiterst kleine, individuele elektroden over 200 microns apart worden geplaatst. Elke elektrode is zuivere 30 microns in grootte -- er zijn 25.400 microns per duim --en 60 elektroden zijn bevat op een net.
„Dit uit elkaar plaatsen blijkt perfect voor een retina,“ Van Gelder zegt. „U kunt de retina verwijderen en het, peesknoop cel-kant plaatsen neer, op deze serie. Dan nemen de elektroden de impulsen van de peesknoopcellen wanneer op die cellen aan licht.“ reageren
Terwijl de originele techniek van de herseneninjectie onderzoekers toestond om slechts één of twee ipRGCs per dag te bestuderen, staat de multi-electrode serie Van Gelder's team toe om 30 keer dat te bestuderen velen. Die studies hebben een celbevolking geopenbaard die snel en constant aan licht reageert.
„Als u de cellen een reeks identieke impulsen van licht geeft en bekijkt hoe snel zij in brand steken, is de reactie elke keer identiek,“ Van Gelder zegt. De „peesknoopcellen ontdekken helderheid, en zij zijn uiterst goed bij het. U kon een goede lichte meter voor een camera uit deze cellen maken omdat zij in hun reactie op helderheid over het equivalent van bijna 10 F-einden op een camera verenigbaar zijn. Dat is volledig verschillend van de staven en de kegels in de retina. Die visuele cellen kunnen geen helderheid zeer goed ontdekken. Zij ontdekken contrast, gevoeligheid en motie.“
Bestuderend deze bevolking van ipRGCs, vond Van Gelder ook de cellen een eiwit geroepen melanopsin aan betekenis vereisen en aan impulsen van licht reageren. Toen de groep retina's van muizen onderzocht die genetisch werden gebouwd om melanopsin niet te hebben, vonden zij dat de peesknoopcellen al gevoeligheid aan licht verloren.