根據(jù)發(fā)表在《神經(jīng)元》雜志上的一項研究，西北醫(yī)學(xué)研究人員已經(jīng)確定了一種新型的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，即視網(wǎng)膜中的神經(jīng)元，它們對視覺環(huán)境進行編碼并將信息傳遞回大腦。
這種細(xì)胞的具體特征被稱為“爆發(fā)性對比抑制”(bSbC) 視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 (RGC)，它推翻了幾十年前關(guān)于細(xì)胞從光感受器輸入和輸出到大腦之間關(guān)系的假設(shè)，根據(jù) Derrick T. Vail 眼科學(xué)教授和該研究的資深作者 Gregory Schwartz 博士的說法。
“經(jīng)典的觀點是，這些神經(jīng)節(jié)細(xì)胞只是整合了它們的興奮和抑制輸入，這將告訴你細(xì)胞如何對視覺刺激做出反應(yīng)，”同時也是神經(jīng)科學(xué)教授的施瓦茨說。“我們的研究結(jié)果表明，這些細(xì)胞有自己的內(nèi)在計算能力，這對視網(wǎng)膜假體等具有有趣的意義。”
有 40 多種 RGC 可以傳輸有關(guān)視覺場景的特定和復(fù)雜特征的信息，包括運動、方向、方向和顏色。例如，“關(guān)閉持續(xù) α”(OFFsA)RGC 類型具有基線放電率，但當(dāng)光照增加時，細(xì)胞向大腦發(fā)出的信號會減少，反之亦然。
在這項研究中，研究人員比較了 OFFsA 和 bSbC 神經(jīng)節(jié)細(xì)胞類型對不同視覺刺激的反應(yīng)，記錄了將發(fā)送到大腦的結(jié)果信號。研究作者發(fā)現(xiàn) bSbC 有一個奇怪的機制：細(xì)胞向大腦發(fā)出信號的基線速率，但光的增加和減少都會導(dǎo)致信號減少，這是一種單向的信號模式。
“信號只能下降，”施瓦茨說。
此外，研究人員測試了這些神經(jīng)節(jié)細(xì)胞如何整合輸入的經(jīng)典觀點。這些細(xì)胞從視網(wǎng)膜中的光感受器接收興奮和抑制信號，流行的理論表明這些輸入結(jié)合起來達(dá)到某個閾值，從而導(dǎo)致信號輸出發(fā)生變化。為了測試這一點，Schwartz 和他的合作者將 OFFsA 和 bSbC 神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的輸入相互交換，發(fā)現(xiàn)該實驗中的輸出信號與正?；顒酉嗤?/p>
“這意味著他們有自己的離子通道影響輸出，他們自己的一組電導(dǎo)有助于輸出，”施瓦茨說。
這些發(fā)現(xiàn)對諸如視網(wǎng)膜假體之類的設(shè)備有影響，這些設(shè)備旨在刺激不再對光有反應(yīng)的 RGC。目前的假肢只能產(chǎn)生粗略的視力，施瓦茨認(rèn)為部分問題在于假肢向錯誤類型的細(xì)胞發(fā)送了錯誤的信號。
“你不能打開燈來檢查它們是什么類型的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，因為受體已受損——這是第 22 類問題，”施瓦茨說。
相反，研究每種細(xì)胞類型的內(nèi)在計算可以幫助科學(xué)家識別哪些細(xì)胞是哪些細(xì)胞，即使沒有正確的感光器輸入。
“如果你能獲得有關(guān)這些板載計算的詳細(xì)信息，你也許能夠向每種細(xì)胞類型發(fā)送正確的信號，”施瓦茨說。
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