Згідно з дослідженням, опублікованим у Nature Communications, вчені Northwestern Medicine визначили, як підмножина нейронів дозволяє очам сприймати рух. Це відкриття розкриває раніше приховані складності того, як функціонує зір у ссавців.

Виявлення рухомих об’єктів є важливою частиною зорової системи ссавців, що дозволяє тваринам орієнтуватися в навколишньому середовищі та реагувати на загрози. Однак нервові механізми, задіяні в цьому процесі, досі недостатньо вивчені через складність і різноманітність нейронів сітківки та відсутність інструментів для позначення різних підтипів, за словами Юнлін Чжу, доктора філософії, доцента кафедри офтальмології, нейронаук і старшого автора дослідження.

У поточному дослідженні команда Чжу використовувала міжсекторальний генетичний підхід, щоб відстежувати окремі клітини в сітківці мишей і маркувати їх відповідно до того, які білки вони експресують. Після ідентифікації клітин дослідники застосували нейронну візуалізацію та оптогенетику, щоб дослідити, як клітини функціонують у нейронних ланцюгах сітківки.

Потім вчені розробили спеціалізовану лінію мишей, яка дозволила дослідникам деактивувати певні схеми сітківки. Піддаючи мишам рухомі об’єкти в їхньому центральному полі зору та записуючи результати, вони виявили, що підмножина модульних інтернейронних ланцюгів функціонує як «регулятор руху» всередині сітківки, визначаючи, чи сигнал, пов’язаний з рухом об’єкта, активується для нейронів далі в сітківці ока та мозку.

За словами Чжу, отримані дані являють собою значний крок вперед у розумінні таємниць зорової системи ссавців.

«Ми виявили, що модульні інтернейронні схеми відіграють ключову роль у тонкому налаштуванні того, як миші сприймають і реагують на рухомі об’єкти, пропонуючи нове розуміння сфери візуальної нейронауки, – сказав Чжу, – Наш підхід є інноваційним у тому плані, що його можна використовувати не тільки для вивчення сприйняття руху, але й закладає основу для майбутніх досліджень інших аспектів візуального сприйняття».

Результати також можуть мати значення для комп’ютерного візуального протезування, робототехніки та ширше в охороні здоров’я, сказав Чжу.

«Розуміння внутрішньої роботи сприйняття руху може дати вирішальне розуміння неврологічних захворювань, які впливають на здатність людини сприймати рух, що потенційно може призвести до інноваційних методів лікування та терапії», — сказав Чжу.

Рухаючись вперед, Чжу та її співробітники зосередяться на розумінні того, як сигнали руху об’єкта використовуються нижчими зоровими ланцюгами в мозку.

Оригінальне дослідження було опубліковане в журналі Nature 10 січня 2024 року.