Czy myszy widzą w ciemnościach? Zaskakujące badania

Według fińskich naukowców, myszy wykorzystują określoną ścieżkę neuronową do wykrywania cieni – są w stanie namierzyć pojedyncze z nich. To odkrycie może pomóc w leczeniu chorób wzroku u ludzi.

Aby sprawdzić, jak dobrze myszy radzą sobie z wykrywaniem cieni, naukowcy umieścili je w labiryncie, w którym praktycznie w ogóle nie było światła. Wyjście oznaczono ciemną plamą, ledwo odróżniającą się od otoczenia. Śledząc sposób poruszania się gryzoni przez labirynt i mierząc aktywność neuronów w siatkówce. Potwierdzono, że w grupie komórek zwojowych siatkówki OFF wykryto niewielki spadek natężenia światła.

Profesor Petri Ala-Laurila z Technicznego Uniwersytetu Helsińskiego powiedział:

Naszym celem jest przejście od molekuł aż do zachowania. Nowe badanie opiera się na wcześniejszych pracach naszej grupy, które wykazały, że komórki zwojowe ON są wykorzystywane do wykrywania bardzo słabego światła w ciemności. Odwrotnym zadaniem byłoby wykrywanie najsłabszych cieni, w których brakuje zaledwie kilku fotonów. Nasza hipoteza była taka, że ​​właśnie to robią najbardziej wrażliwe komórki OFF w świetle gwiazd, ponieważ zwiększają swoją szybkość strzelania w odpowiedzi na cienie.

Naukowcy obliczyli podstawowy limit wykrywania cieni w oparciu o fizyczne właściwości receptorów światła i ścieżek neuronowych. Po uwzględnieniu strat – np. nie każdy foton trafiający w receptor zostaje wchłonięty – odkryli, że zachowanie i aktywność siatkówki myszy były bardzo zbliżone do idealnej odpowiedzi. 

Dr Johan Westö, jeden z autorów badania, dodał:

Nasze ściśle ograniczone modelowanie pokazuje, że zarówno zachowanie sterowane wzrokowo, jak i najbardziej czułe komórki zwojowe OFF są niemal idealnymi detektorami cieni.

Konieczne było przeprowadzenie badania w niemal całkowitej ciemności. Biorąca udział w eksperymentach Natalia Martyniuk wyjaśniła:

Niesamowicie słabe cienie można wykryć! Nawet kilka brakujących fotonów w kilku tysiącach pręcików wystarczy, aby zwierzęta wykryły cień. Prawdopodobnie wiąże się to z ogromną ewolucyjną potrzebą wykrywania cieni, ponieważ myszy i inne zwierzęta wyewoluowały, aby unikać drapieżników przy naprawdę niskich poziomach światła.

Obwód siatkówkowy odpowiedzialny za przekazywanie informacji do komórek zwojowych ON i OFF jest prawie identyczny u ludzi. Naukowcy mają nadzieję, że ​​możliwość testowania funkcji typów komórek siatkówki w świetle gwiazd może mieć również implikacje kliniczne, bo wiele chorób wzroku jest specyficznych dla poszczególnych typów komórek siatkówki. Profesor Petri Ala-Laurila podsumował:

Za swojego życia chcę zobaczyć rewolucyjne techniki wykrywania chorób wzroku przy użyciu bardzo niskiego poziomu światła.