Исследователи прояснили, как построена работа зрительной коры и сетчатки глаза по восприятию движения. Они обнаружили, что активность клеток коры, которые преимущественно реагируют на обратное движение изображения, зависит от сигнала сетчатки, в то время как другие кортикальные клетки меньше зависят от таких вводных. Подробнее с работой можно ознакомиться в Nature Neuroscience.
Умение зрительно определять направление перемещения объектов – важный навык для животных. Будь то хищник, пытающийся поймать свою добычу, или добыча, стремящаяся избежать нападения – каждому нужно воспринимать направление движения другого животного. Неудивительно, что зрительная система состоит из нескольких специализированных компонентов для выполнения этой задачи.
Глаз получает информацию о направлении движения объекта благодаря определенному участку сетчатки. Он состоит из амакриновых клеток и ганглиозных клеток, реагирующих на движение по каждому из четырех направлений. Зрительная кора мозга также содержит нейроны, определяющие направление. Однако было неясно, как эти два компонента зрительной системы работают вместе.
Чтобы ответить на этот вопрос, учеными Института биомедицинских исследований Фридриха Мишера предприняты два разных подхода. Для своих первых экспериментов они использовали мышей с врожденным нистагмом, при котором дефект в амакриновых клетках приводит к потере селективности направления вдоль горизонтальной оси сетчатки. Во второй серии экспериментов они полностью нарушили селективность направления, генетически разрушив амакриновые клетки. Затем с помощью микроэлектродов и двухфотонного микроскопа они контролировали реакции на визуальное движение в сетчатке и зрительной коре.
«Мы обнаружили интересную асимметрию в верхних слоях зрительной коры. При быстром визуальном движении доля клеток, которые реагируют на движение зрительного изображения назад, была больше тех, которые реагируют на другие направления. В этом есть логика: если у животного глаза расположены по бокам, движение тела вперед приводит к движению зрительного изображения назад. Движение вперед — самое распространенное, поэтому и «датчиков» для такого движения больше всего», — объясняет автор работы Даниил Хиллер, сотрудник лаборатории Роска.
Интересно, что когда селективность направлении в сетчатке была разрушена, исчезло преобладание клеток, реагирующих на обратное движение изображения. По словам Хиллера, это означает, что существуют две различные формы определения визуального движения в зрительной коре. Одна настроена на обратное направление, свойственна для более высоких скоростей и зависит от сигналов амакриновых клеток сетчатки. Другая же – охватывает разные стороны более широко и равномерно и не зависит от сетчатки.
Таким образом, исследование проливает свет на взаимосвязь между сетчаткой и двигательной корой.
«Влияние селективности направления сетчатки на селективность зрительной коры у видов с боковым расположением глаз — например, мышей — скорее всего является адаптацией зрительной системы. Как определение визуального движения в сетчатке и зрительной коре адаптировано у животных с фронтально расположенными глазами – интригующий вопрос в неврологии», — комментирует Ботонд Роска (Botond Roska), руководитель команды.
Текст: Любовь Пушкарская
Causal evidence for retina-dependent and -independent visual motion computations in mouse cortex by Daniel Hillier, Michele Fiscella, Antonia Drinnenberg, Stuart Trenholm, Santiago B Rompani, Zoltan Raics, Gergely Katona, Josephine Juettner, Andreas Hierlemann, Balazs Rozsa & Botond Roska in Nature Neuroscience.
Published online May 22 2017
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
