Back to chapter

19.9:

Сетчатка глаза

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Retina

Languages

Share

В задней части сетчатки расположены палочки и колбочки, фоторецепторные клетки, которые преобразуют свет в нейронные сигналы. Они имеют внешние сегменты, содержащие молекулы фотопигмента, которые поглощают свет, приводя к электрохимическим изменениям, снижающим скорость выхода нейротрансмиттера, по сравнению с тем, когда они находятся в темноте. Палочки очень чувствительны к свету и используются в первую очередь в условиях низкой освещённости.Колбочки, с другой стороны, несут ответственность за дневное видение. Они плотно упакованы в ямку, небольшую вмятину рядом с центром сетчатки, которая обеспечивает наибольшую остроту зрения. У человека есть три типа колбочек, синий, зелёный и красный, соответствующие длинам волн света, максимально поглощаемых их фотопигментами.Следовательно, относительная активация различных типов колбочек кодирует цвет. Информация о свете от палочек и колбочек передаётся на биполярные клетки. Горизонтальные клетки опосредуют взаимодействия между фоторецепторами и биполярными клетками, помогая в обработке визуальной информации.Затем биполярные клетки отправляют информацию к клеткам ганглиона. Другая группа, клетки амакрина, подключается к синапсам между этими нейронами, помогая в дальнейшем анализе стимулов. Наконец, визуальная информация отправляется через аксоны клеток ганглиона, которые составляют зрительный нерв, в мозг для обработки на более высоком уровне.

19.9:

Сетчатка глаза

Сетчатка представляет себеи слой нервной ткани в задней части глаза, который трансдуцирует свет в нервные сигналы. Этот процесс, называемый фототрансдукцией, осуществляется посредством стержневых и конусных фоторецепторных клеток в задней части сетчатки.

Фоторецепторы имеют внешние сегменты со стопкой мембранных дисков, которые содержат молекулы фотопигмента, такие как родопсин в стержнях. Фотопигменты поглощают свет, вызывая каскад молекулярных событий, что приводит к гиперполяризованности клетки (с более негативным мембранным потенциалом) по сравнению с тем, когда она находится в темноте. Эта гиперполяризация уменьшает высвобождение нейромедиатора. Таким образом, в отличие от стимулов для большинства других сенсорных нейронов, свет вызывает снижение выброса нейромедиатора из фоторецепторов.

Хотя стержни и конусы обнаруживают свет, они играют различные роли в видении. Стержни очень чувствительны к свету, и поэтому преобладают в условиях низкой освещенности, например, ночью. Конусы менее чувствительны и используются для большинства дневного зрения. Конусы плотно сосредоточены в fovea-небольшой депрессии вблизи центра сетчатки, которая содержит очень мало стержней и обеспечивают высокий уровень остроты зрения в области, где глаз сосредоточен.

Конусы также передают цветную информацию, потому что различные типы – S (короткий), M (средний) и L (длинный) у людей- максимально поглощают различные длины волн света. Это потому, что различные молекулы опсина с различными свойствами поглощения света в значительной степени преобладают три типа конуса, хотя все сорта опсина присутствуют в каждом конусе. Относительная активация различных типов конусов кодирует цвет.

Фоторецепторы отправляют визуальную информацию в биполярные клетки в середине сетчатки, которые затем синапс на клетки ганглия в передней части сетчатки. Два дополнительных типа клеток – горизонтальные и амакринные клетки – являются посредниками в боковом взаимодействии между клетками на этих стыках. Горизонтальные клетки модулируют фоторецептор-биполярные синапсы, в то время как амакринные клетки влияют на биполярно-ганглионные синапсы. Эта схема обеспечивает интеграцию информации в более широкие части сетчатки и обеспечивает начальную обработку визуальной информации, например, обнаружение контраста в различных условиях освещения.

Визуальная информация затем перемещается по аксонов ганглионных клеток, которые (наряду с глиальными клетками) составляют зрительный нерв в задней части глаза. От зрительного нерва, визуальная информация перемещается в мозг для дополнительной обработки и интерпретации.

Suggested Reading

Hoon, Mrinalini, Haruhisa Okawa, Luca Della Santina, and Rachel O.L. Wong. “Functional Architecture of the Retina: Development and Disease.” Progress in Retinal and Eye Research 42 (September 2014): 44–84. [Source]

Masland, Richard H. “The Neuronal Organization of the Retina.” Neuron 76, no. 2 (October 18, 2012): 266–80. [Source]