За наш замечательный дар зрения стоит благодарить палочки и колбочки, высокоспециализированные клетки-фоторецепторы. Но оказывается, они получают серьезную помощь со стороны куда менее известных клеток нервной системы.
Благодаря клеткам, содержащим светочувствительный белок меланопсин, слепые лабораторные мыши частично восстанавливают способность видеть – по крайней мере, различать степень освещенности окружения
Само существование таких нейронов было обнаружено в 2000 г., ученые назвали их меланопсин-содержащими ганглионарными клетками сетчатки (Melanopsin-Containing Retinal Ganglion Cell, mRGC). За прошедшее с тех пор время различные исследования показали важную роль, которую играют эти клетки в регуляции циркадных ритмов организма и различных рефлекторных реакциях на освещение – скажем, сокращении зрачка на ярком свету.
Но то, что они вовлечены в само зрение, никто и не подозревал.
Лишь прошлым летом появилось сообщение о том, что аксоны – отростки нейронов mRGC – тянутся глубоко в мозг; в исследованиях на мышах было показано, что они продолжаются в том числе и до тех регионов мозга, которые связаны со зрением, а не только до тех, которые обуславливают бессознательную реакцию на свет. Эту находку подтвердила и расширила недавняя работа, в ходе которой обнаружилось, что mRGC помогают мышам получать информацию об освещении окружающего пространства.
Ученые помечали клетки mRGC специальным белком и затем, найдя их на сетчатке глаза подопытной мыши, прослеживали их аксоны до мозга. И действительно, многие из этих аксонов приводили прямиком в боковое коленчатое тело – первый и базовый связанный с получением и обработкой зрительной информации «узел» головного мозга.
Тогда была выдвинута гипотеза о том, что если клетки mRGC действительно вовлечены в зрение, то изменение освещения будет создавать активность в этом «узле» даже у мышей, лишенных колбочек и палочек. Подведя миниатюрные электроды к головному мозгу 18-ти подопытных мышей, ученые сперва держали их в кромешной тьме, и затем освещали на минуту. Яркость освещения колебалась от слабой, сравнимой со светом звезд ночью, и до яркой, как днем – и при достаточной яркости в боковом коленчатом теле действительно регистрировались токи.
«По нашим данным, около 40% клеток мозга, обрабатывающих зрительную информацию, получают сигналы в том числе и от клеток mRGC, - говорит один из авторов исследования, - Что особенно интересно, если учесть, что нейроны mRGC составляют не более 2% клеток сетчатки, связанных с мозгом».
Пока остается неясным, способны ли эти рецепторы различать разные степени освещенности на разных участках зрительного поля, или оценивают эту характеристику в целом. Да и не все специалисты готовы сделать столь далеко идущие выводы. Так, американский нейрофизиолог Самер Хаттар (Samer Hattar) заявляет, что он «отнюдь не убежден в том, что клетки mRGC должны играть какую-то роль в зрении у мышей с нормально работающими палочками и колбочками». «История далеко не закончена», - резюмирует он.