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El estudio encuentra la luz el detectar de las células para convertirse antes de la visión

Los investigadores en la Facultad de Medicina de la universidad de Washington en St. Louis han encontrado que las células que componen un sistema no visual en el aro existen y de funcionamientos mucho antes de que las varillas y los conos que luz de proceso en la visión. El descubrimiento debe ayudar a científicos a aprender más sobre las funciones no visuales del aro tales como la sincronización del reloj interno, circadiano de la carrocería, de las reacciones del alumno para encenderse y de la baja luz-regulada de hormonas.

Los investigadores denuncian en la aplicación del 22 de diciembre la neurona que en la retina del ratón, las células retinianas intrínseco fotosensibles del ganglio (ipRGCs) es activa y de funcionamiento en el nacimiento. Eso era asombrosamente porque la retina del ratón no se convierte completo hasta que un ratón sea casi tres semanas de viejo, y las primeras células de varilla no aparecen hasta cerca de 10 días después del nacimiento.

“Nos aturdieron para encontrar que estos fotorreceptores eran potenciales de acción de despedida en el día de nacimiento,” dice Russell N. Van Gelder, M.D., Ph.D., profesor adjunto de la oftalmología y de las ciencias visuales y de la biología molecular y de la farmacología. Los “ratones son muy no maduros cuando nacen. Tarda cerca de tres semanas después de que nacimiento para que la retina se convierta completo. Nadie había descubierto previamente la despedida dependiente de la luz de la célula en un ratón antes de 10 días.”

Van Gelder dice que las células del ganglio reaccionan a la luz de dos maneras, enviando mensajes a las partes del cerebro que controlan ritmos circadianos, y (en el primer día o dos de vida) también fijar lejos una ola de actividad que se extienda a través de la retina, ayudando posiblemente a las células visuales se convierte.

Van Gelder y colegas ha pasado los años últimos que aprendían cómo pueden los animales de las persianas (y la gente) luz de sentido y utilizarla para fijar sus relojes circadianos. Los ipRGCs primero fueron determinados en 2002 -- por David M. Berson, Ph.D., y colegas en Brown University -- como las células que podrían luz de sentido incluso en aros visualmente ciegos. Pero era muy difícil y que toma tiempo aislar y estudiar las células, requiriendo la inyección exacta de un tinte del trazado en los cerebros de animales etiqueta y determinar los ipRGCs.

Eso ha cambiado como resultado de un avance técnico desarrollado por Daniel C. Tu y Donald Zhang, ambos estudiantes del programa de entrenamiento del científico médico en el laboratorio de Van Gelder, y co-primeros autores de esto estudia. El Tu y Zhang utilizaron una técnica multi-electrodo del arsenal en la cual los electrodos minúsculos, individuales se colocan cerca de 200 micrones aparte. Cada electrodo es simples 30 micrones de tamaño -- hay 25.400 micrones por pulgada --y 60 electrodos se contienen en una rejilla.

“Esta separación resulta ser perfecta para una retina,” Van Gelder dice. “Usted puede quitar la retina y colocarla, célula-lado del ganglio hacia abajo, en este arsenal. Entonces los electrodos toman los impulsos de las células del ganglio cuando esas células reaccionan a la luz.”

Considerando que la técnica original de la inyección del cerebro permitió los investigadores estudiaran solamente uno o dos ipRGCs por día, el arsenal multi-electrodo permite que las personas de Van Gelder estudien 30 veces que muchos. Esos estudios han revelado una población de la célula que reacciona rápidamente y encenderse constantemente.

“Si usted da a células a las series de pulsos de luz idénticos y las observa cómo rápidamente encienden, la reacción es idéntica cada vez,” Van Gelder dice. “Las células del ganglio descubren luminosidad, y son extremadamente buenas en ella. Usted podría hacer un buen fotómetro para una cámara fuera de estas células porque son constantes en su reacción a la luminosidad sobre el equivalente de casi 10 f-paradas en una cámara. Eso es totalmente diferente de las varillas y de los conos en la retina. Esas células visuales no pueden descubrir luminosidad muy bien. Descubren contraste, sensibilidad y el movimiento.”

Estudiando estas poblaciones de ipRGCs, Van Gelder también encontró las células para requerir una proteína llamada melanopsin detectar y reaccionar a los pulsos de luz. Cuando el grupo examinó las retinas de los ratones que genético fueron dirigidos para faltar melanopsin, encontraron que las células del ganglio perdieron toda la sensibilidad a la luz.

La capacidad de estudiar muchas de estas células inmediatamente permitió que las personas de Van Gelder aprendieran que haya tres poblaciones distintas de ipRGCs, y cada tipo de la célula reacciona para encenderse diferentemente. Un poco de fuego cuando una luz se gira pero dura rápidamente para parar el encender de cuando sale. Otras células tardan un rato para ramp hacia arriba su reacción pero por otra parte rápidamente para parar el encender de cuando el área consigue oscuridad. Un tercer tipo de la célula es lento girarse cuando está expuesto para encenderse y tarda su tiempo que cierra en oscuridad.

Además, las células tienden a reaccionar a la luz en grupos. Eléctricamente, algunas de las células trabajan casi como un estribillo, enviando varias “armonías sincronizadas” al cerebro como parte de una “canción grande” que responda a los impulsos livianos.

“Podíamos descubrir el cerca de 20 por ciento de las células del ganglio fuimos acoplados a otras células del ganglio,” él dice. “Que es probablemente un presupuesto inferior porque si teníamos una rejilla más fina y podríamos registrar las actividades de células más individuales, puede ser que encontremos bien más acciones recíprocas.”

Van Gelder cree que la actividad temprana y las acciones recíprocas de los ipRGCs pueden aumentar de alguna manera supervivencia ayudando a animales descubren la luz y fijan sus relojes circadianos antes del revelado de la visión. Y él dice porque las retinas tienden a ser muy similares en la mayoría de los mamíferos, las células humanas del ganglio también puede convertirse y comenzar a funcionar anterior que las varillas y los conos.

Aunque la luz de sentido de los ipRGCs en ratones y seres humanos, ellos no conecte con la corteza visual del cerebro. En lugar, envían señales a partes más profundas, más antiguas del cerebro, tales como el hipotálamo, del cual proyectan a las regiones del cerebro que controlan el reloj circadiano así como la reacción del alumno a la luz.

“La técnica multi-electrodo del arsenal que Dan Tu y Don Zhang han traído en este campo debe ayudarnos a aprender mucho más sobre cómo estas células retinianas del ganglio influencian toda clase de funciones no visuales y refuerzan el hecho de que el aro es responsable más que apenas de la visión,” Van Gelder dice.