На окото може да види без пръчки и конуси

Биолозите са открили, че загубата на основните светлочувствителни клетки не лишава гризачи гледна точка. Ляво без пръчки и шишарки, мишките продължават да се види.

Едно проучване от изследователи в Университета Джон Хопкинс, публикувани в списание Neuron. За да разберете как на мишката може да не виждат основни типа светлочувствителни клетки, а дори и само за да разкрие този факт, специалисти трябваше да се използва комбинация от най-модерните и съвременни научноизследователски методи.

слепи мутанти

На първо място, учените са необходими, за да се получи мишка, която не е просто сляп, но която не е работила пръчки и шишарки. Припомнете си, че пръчки възприемат яркост и имат по-голяма чувствителност и шишарки споделени цвят, но изискват повече светлина, двете клетъчни типове използват различни видове родопсин - вещества, които реагират на светлина.

Мишки слепота, която би било причинено от други причини, не godilis- и единственият начин да получите необходимата животното е генно инженерство. Отстраняването на гени и Gnat1 Gnat3, специални кодиращи ензими, свързани с функционирането на родопсин, даде желания effect- и това е само малка част.




Схема ретината. Това не е просто светлочувствителна повърхност - на върха на пръчки и шишарки (връзката между тях в картината е изкривена, наистина различен цветен конуси в десетия пръчки) са няколко слоя от нервните клетки.


Проверете, проверете и проверете отново

Но мишки, че генно инженерство нокаутира пръчките и конуси, все още какво да се види. Веднага възниква въпросът: къде е гаранцията, че специалисти в генното инженерство са направили работата си точно както беше обявено? Или може би мишките са имат смесени и доведени до лабораторията някакъв друг животно? Или може би най-молекулярни биолози са погрешни схващания за това какво е необходимо да се работи на прътите и конуси?

За да отговорите на всички тези въпроси (и те посвети голяма част от оригиналната статия) биолози да се проследи връзката между нервните клетки и клетките на ретината.

Разбирам колко трудно беше тази задача ще ви помогне сравнението. Представете си една топка на десетки хиляди нишки до края на всяка от които са прикрепени бутони, както и, в допълнение, той е изпълнен с плетеница от лепило, така че да не могат да разгадаят. И все пак се установи кой чифт копчета, свързани по един nitkoy- задача по-просто от това, което е трябвало да се обърне внимание bilologam, защото бутони и конец най-малко видими с невъоръжено око!



многоцветен "храсти" в долната част на картината - така наречената мъхести клетки, или по-скоро техните процеси. Зашеметяващи в своята красота серия от снимки на мозъка е получен през 2007 г. от биолози от Харвардския университет и Kmebridzhskogo, който е успял да създаде трансгенни мишки, всеки неврон е боядисан в цвета избрани на случаен принцип чрез комбинация от трите флуоресцентни протеини.


За помощ дойде отново, генно инженерство. Изследователите специално подредени няколко линии на лабораторни мишки, включително мишки Brainbow- всеки нервни клетки, което е синтезирано комбинация от флуоресцентни протеини и по този начин са боядисани в различен цвят. Това позволи да се проследи невронни връзки между ретината и мозъка ... но отново с редица допълнителни ощипвам.
генетичен дизайнер

Така че, учените са "слепи" теоретично мишки със счупени пръчки и шишарки. Биолозите в поредица от изследвания на поведение (например, по-прост Y-лабиринт) са били убедени, че тези мишки все още виждат, а на следващия етап на изследването е било необходимо да се покаже какво е, което виждат мишката. Това изисква проследи невронни връзки.

На разположение на учените имат микроскоп и друга серия от животни-мутанти, всяка клетка на мозъка, която (както и клетките на ретината) сами са боядисани в цвета, който желаете. Какво да се прави? Сваляне на мозъка от ретината и зрителния нерв, да се постави под микроскоп и проследяване на отделните нерви? Този подход не работи: аналогията с залепил чиле конец не е случаен, за да видите нещо в плътна структура на нервната тъкан няма да работи.




протеинова структура, необходима за работата на пръти и шишарки. Триизмерна реконструкция.


За да решите пъзела отново е описано удобен генно инженерство. Чрез комбиниране на свойствата на няколко линии на трансгенни животни, успя да създаде мишка, whiling далеч клетките са боядисани в желания цвят селективно - че е боядисан, не всички неврони в един ред, а само тези, които се намират в ретината и, освен това, всъщност реагира на светлина. Пачуърк на десетки хиляди влакна се превръща в много по-проста структура и това е нещо, което може да го изследва под микроскоп.
предполагам потвърждение

След като описахме техническите проблеми, пред които са изправени учените и методите за решаването им, можете да отидете на представянето на представа - как точно мишки без пръчки и шишарки са видели цифрите, изписани по стените на лабиринта.

Както бе установено, след старание изследване на връзките между клетките (както и електрофизиологично изследване, учените са в състояние да улови електрическите импулси на клетки), ролята на пръчки и конуси в част предприемат светлочувствителни клетки от различен тип.

Възможност ipRGC видове клетки, те също са фоточувствителни ганглийните клетки на ретината, които възприемат светлината е била открита през 1990 г., но и визията тогава това не е вързана, мислейки, че техният брой е твърде малък, за пълноценно участие във формирането на изображения. Ролята на тези клетки е намалена на общата реакция на светлина на нивото на съня и bodrstvovaniya- и, както се оказа сега, абсолютно нищо цикли.

Подробно проучване на няколко подвида на тези клетки е достатъчно убедителни доказателства в полза на това, че те могат да образуват, дори ако много ниско качество, но все още изображение. Така че, ако се придържате към конуси не работят, това не означава, слепота.

История на насилието

В края на историята си струва да се спомене една подробност, която обикновено не се рекламира от учени, а някои хора са далеч от науката е много смесени чувства. В "методи", което е във всяка научна статия, се споменава, че в някакъв момент, когато тя е била длъжна да докаже, че избраната клетка учени система етикет наистина работи, мишки напълно заслепени. Под обща анестезия гризачи отстранени очите му, а след това още три седмици животните живеели сляпо, три седмици заслепяват не марка на техните неврони не се съдържат.

Форми на жестоко? Според приетата normam- никой няма да позволи такива преживявания правят точно така те се нуждаят от специално разрешение, издадено само в обосновката, направено от манипулация. И обосновката в този случай е много убедителни: редица заслепени мишки могат да се докаже, че целият комплекс и усърден труд е направено правилно, резултатите са забележителни. Включително вниманието на лекарите, които търсят начини за преодоляване на слепотата.

Бърнс и фрактури

Друг пример на строги експерименти: изследване на самота влияние върху скоростта на възстановяване след изгаряния и проверка на ефективността на стволови клетки при лечение на фрактури. Фрактури и изгаряния при плъхове това трябваше първо новоразгръщащите естествено отново под обща анестезия.

Според Самер Khattar, един от учените са прекарали серия от експерименти, сега има надежда, че поне една малка част от почти слепи хора ще бъде в състояние да се развива способността да използват своите ipRGC-клетки. За най-прости действия, което е не се изисква висока зрителна острота, това може да бъде достатъчно.