研究查找光感覺細胞在遠見前開發

調查員在華盛頓大學醫學院在聖路易斯發現組成在眼睛的細胞非視覺的系統是到位和發揮作用在處理光到遠見裡的標尺和錐體之前。 這個發現應該幫助科學家瞭解更多關於眼睛的非視覺的功能例如機體的內部，生理節奏的時鐘、學生的回應點燃和激素輕調控的版本的同步。

研究員 在鼠標視網膜，內在地光敏視網膜神經節細胞是活躍和發揮作用出生時神經元的 (ipRGCs) 12月 22日問題報告。 那驚奇，因為鼠標視網膜不充分地開發，直到鼠標是差不多三個星期年紀，并且第一個杆體細胞沒出現直到大約在誕生以後的 10 天。

「我們震驚查找這些光感受器是火戰潛在誕生的那天」，說羅素 N. 範 Gelder、 M.D.、 Ph.D。，眼科學和視覺科學副教授和分子生物學和藥理。 當他們出生時， 「鼠標是非常未成熟的。 需要大約三個星期，在視網膜的誕生能充分地開發後。 沒人在 10 天前以前檢測了在鼠標的輕從屬的細胞生火」。

範 Gelder 說神經節細胞起反應對光用二種方式，傳送信息到控制晝夜生理節律腦子的部分，并且 (在第一日或二生活) 也引起通過視網膜分佈的一系列的活動，可能幫助感光細胞的開發。

範度過了過去幾年瞭解窗帘動物 (和人們) 如何的 Gelder 和同事能傳感指示燈和使用它設置他們生理節奏的時鐘。 ipRGCs 在 2002年首先被識別 -- 大衛在布朗大學的 M. Berson、 Ph.D。和同事 -- 作為可能傳感指示燈甚而在視覺上瞎的眼睛的細胞。 但是它是非常困難和費時查出和學習細胞，要求跟蹤染料的準確的射入到動物腦子標記和識別 ipRGCs。

那更改了由於丹尼爾開發的技術提升 C. Tu，并且唐納德張、兩位醫學家訓練計劃學員在範 Gelder 的實驗室和共同第一個作者此學習。 Tu 和張使用了微小，各自的電極安置大約分開 200 微米的一個多電極的列陣技術。 每個電極在大小上是一僅僅 30 微米 -- 有每英寸 25,400 微米 --并且 60 個電極在網格包含。

「此間隔結果是理想的對視網膜」，範 Gelder 說。 「您在此列陣能去除視網膜和安置它，神經節細胞側下來。 然後電極拾起神經節細胞的衝動，當那些細胞起反應對光時」。

而原始腦子射入技術只允許研究員學習每天的一兩 ipRGCs，這個多電極的列陣允許範 Gelder 的小組學習許多的 30 次。 那些研究顯示了迅速和持續起反應對光的細胞人口。

「如果您產生細胞一系列的相同的光脈衝并且查看他們多快请射擊，這種回應每次是相同的」，範 Gelder 說。 「神經節細胞檢測亮光，并且他們是很好的在它。 因為他們是一致的在他們的對亮光的回應在差不多在照相機的 10 個 f 終止等同您可能從這些細胞做照相機的好照度計。 那是完全不同的與標尺和錐體在視網膜。 那些感光細胞不可能很好檢測亮光。 他們檢測對比、區分和行動」。

學習 ipRGCs 的這些人口，範 Gelder 也查找細胞要求稱 melanopsin 的蛋白質感覺和起反應到光脈衝。 當這個組檢查基因上被設計缺乏 melanopsin 鼠標的視網膜，他們發現神經節細胞丟失所有光敏度。

這個能力學習許多這些細胞立即允許範 Gelder 的小組獲悉有 ipRGCs 的三明顯的人口，并且每個細胞類型起反應不同地點燃。 一些火，當光迅速打開，但是時花費很多時間停止射擊它什麼時候出去。 另一方面其他細胞需要一會兒 ramp 他們的回應，但是迅速停止射擊區什麼時候獲得黑暗。 第三個細胞類型是慢的打開，當顯示點燃并且花費關閉在黑暗中的時間。

另外，細胞傾向於起反應到在組的光。 電子，某些細胞運作幾乎像合唱，發送幾同步的 「和諧」到腦子作為回應輕的衝動的一首大 「歌曲一部分」。

「我們能檢測大約 20% 的神經節細胞被耦合了對其他神經節細胞」，他說。 「很可能是一個低估計，因為，如果我們有更加細致的網格，并且可能記錄更加各自的細胞的活動，我們說不定會查找更多交往」。

範 Gelder 相信早活動和 ipRGCs 的交往可能通過幫助動物莫名其妙地提高生存檢測光并且在遠見的發展之前設置他們生理節奏的時鐘。 并且他早於標尺和錐體說，因為視網膜傾向於是非常類似的在多數哺乳動物，人力神經節細胞可能也開發和開始發揮作用。

雖然 ipRGCs 在鼠標和人的傳感指示燈，他們不連接到腦子的視覺皮質。 反而，他們發出信號到腦子的更加深刻，更加古老的部分，例如下丘腦，他們設想對腦子地區控制生理節奏的時鐘以及這個學生回應對光。

「丹 Tu 和唐張帶領了進入此域的多電極的列陣技術應該幫助我們更大量得知這些視網膜神經節細胞如何影響各種各樣非視覺的功能并且加強這個情況眼睛對更多比遠見負責」，範 Gelder 說。

http://www.wustl.edu