Como a retina sincroniza vários sinais visuais, independentemente de sua velocidade

O cérebro humano cria representação mental do mundo com base em sinais e informações descobertas através dos sentidos humanos. Enquanto vemos estímulos sensoriais juntos como sincronizados, a velocidade de geração e transmissão de sinais sensoriais individuais pode variar bastante.

Pesquisadores do Instituto de Oftalmologia Molecular e Clínica Basileia (IOB), Universidade de Basileia e Edzenose Techsche Hachchuchu (ATH) Jurich recentemente conduziu um estudo para uma melhor compreensão de como o sistema visual humano recebe essa sincronização, se é visível para sinais visuais. O papel deles, Publicado Em Neurologia da naturezaO primeiro relata o mecanismo desconhecido através do qual a retina sincroniza a chegada de vários sinais visuais.

“Podemos ver porque o fotorreceptor na retina por trás de nossos olhos detecta luz e codifica informações sobre o mundo visual na forma de sinais elétricos”, disse Felix Franca e Analyssa Bookie, escritor sênior e primeiro autor de Paper, ao The Medical Express.

“A retina exige que esses sinais sejam enviados para as áreas visuais do cérebro, onde recebe as células gânglios intactas da retina que conectam cada parte do olho ao cérebro. No entanto, nossa visão não é a mesma na área visual. Somente em uma pequena área no centro da nossa visão, que eles podem ver rapidamente.”

Este estudo recente foi inspirado por uma simples observação física, ou seja, enquanto na retina não pode atravessar a Axon Fóvia (ou seja, as pequenas áreas especiais da retina que apóiam a visão detalhada e a identificação de cores), os sinais visuais levantados por vários fotorreceptores deixaram o olho através de várias rotas. Como os caminhos subsequentes de sinais também variam em duração, os pesquisadores tentaram determinar como o sinal é colocado na pia, o que permite uma visão suave do mundo.

“A idéia por trás do nosso estudo foi simples, mas as implicações tocaram como o cérebro protege Tempo exato Desde os primeiros estágios do processamento sensorial “, disse Franke.” Nosso objetivo era descobrir se a retina ajuda a coordenar o tempo dos sinais visuais antes que a própria retina chegue ao cérebro. , Assim,

Melhor entender como o cérebro sincroniza as informações, Franke, Buqi e seus colegas usaram uma variedade de técnicas experimentais. Como o tempo dos sinais sensoriais é um efeito de rede, para estudá -lo, os pesquisadores devem coletar medições locais precisas do tempo em que os sinais vêm e têm roupas globais da rede.

“Para preencher esses diferentes parâmetros-da medição de McRacrossegund-Well para reconstruir completamente o padrão de fiação do axônio no olho humano, para viajar dentro de diferentes axônios-confiava na doação de órgãos humanos, da qual poderíamos recuperar todo o globo ocular”, explicou Frank.

“Uma grande conquista foi manter esse tecido em uma qualidade tão alta durante os experimentos, que a retina ainda era funcionalmente ativa, ou seja, os neurônios na retina desses olhos ainda estavam enviando dicas”, disse Bookki.

Em seus experimentos, os pesquisadores usaram matrizes de microeletrodos de alta densidade, equipamentos, que registram vídeos de campos elétricos com resolução temporária de 20kHz, que deveriam registrar os sinais elétricos que deixam o Fowder dos participantes humanos. Usando a mesma tecnologia, eles também podem determinar a velocidade em que esses sinais estavam viajando, que foram considerados variando bastante no comprimento do axônio.

“Como a velocidade do axônio pode ser afetada pelo diâmetro do axônio, usamos Microscopia eletrônica de transmissão-A tecnologia que pode medir detalhes físicos cor de nanômetro para estimar o diâmetro do axônio em diferentes partes da retina humana “, disse Bookki.

“Usando técnicas de rotulagem e microscopia de alta resolução, criamos imagens da via axonal em todo o olho humano. Em seguida, fabricamos um modelo de olho humano e usamos a teoria matemática para entender os detalhes precisos do padrão de fiação e os detalhes precisos da duração de cada pessoa”.

Ao analisar todos os números coletados por eles coletivamente, os pesquisadores estavam relacionados à sua espessura e comprimento do axônio, aos quais enviaram os sinais. Isso lhes permitiu revelar um sistema compensatório no olho humano, que suporta a sincronização da informação visual.

“Mostramos que, por um longo tempo, os axônios são espessos e, portanto, são rapidamente transmitidos para compensar seu aumento de comprimento”, explicou Franke. “Para ver se esse ajuste fino anatômico da velocidade de transmissão é importante para a visão humana-se tiver resultados conceituais, ainda empregamos outra tecnologia”.

A técnica adicional usada pelos pesquisadores é conhecida como optomoscopia a laser de varredura de óptica adaptativa (AOSLO). Franke, Bookki e seus colegas trabalharam em Bonn em Bonn com um laboratório liderado por Wulf Harmaning, que é altamente eficiente na aplicação experimental dessa técnica.

“A tecnologia Aoslo nos permitiu criar uma imagem de fotorreceptores individuais por trás dos olhos de participantes saudáveis”, disse Franke.

“Também usamos essa técnica para estimular esses fotorisaptors individuais com um breve brilho de luz e os participantes pediram para suprimir um botão o mais rápido possível depois de olhar para o flash.

No geral, as descobertas deste estudo recente mostram que a retina humana emprega um mecanismo específico para garantir que o sinal visual permaneça na pia, antes de deixarem os olhos. Essa descoberta é especialmente importante porque a retina humana é falsa (ou seja, elas têm falta de mielinização).

“A mylificação é uma camada de gordura que envolve o axônio cerebral, fornece isolamento elétrico e aumenta sua velocidade de transmissão em larga escala”, explicaram os autores. “Acredita -se que a meligia seja um dos principais métodos em que o cérebro afeta e coordena a velocidade de transmissão. No entanto, a milificação é visualmente opaca (é por isso que a substância branca no cérebro é branca) e promoverá nossa visão.

“Existem duas implicações importantes dessa descoberta: primeiro, durante o sistema nervoso, os axônios preciosos podem contribuir para a sincronização temporária adequada. Segundo, o segundo, sugere que a retina desempenha um papel mais ativo na precisão cósmica ajustada do que a idéia”.

Os pesquisadores esperam que suas descobertas informem novos estudos, que visa entender melhor o novo mecanismo que eles haviam exposto. No futuro, seus esforços podem enriquecer o entendimento atual do processamento sensorial precoce, enquanto potencialmente também relata o tratamento de doenças ou condições médicas que afetam o processamento visual.

“Nosso próximo passo é descobrir o que acontece quando esse sistema finamente Tund se quebra”, disse Bookki. “Agora que criamos um modelo da camada de fibra nervosa da retina – como o comprimento, a espessura e a velocidade de condução do axônio são correspondentes para preservar o tempo – podemos começar a perguntar como a doença pode atrapalhar esse equilíbrio.

“No glaucoma, por exemplo, Célula ganglionar da retina Por um longo tempo, geralmente é impuro primeiro com axônio. Essas células são mais fracas, pois requer mais energia para manter um longo tempo, o transporte de longa distância eficiente, e o nervo óptico está sujeito a um estresse mais mecânico na cabeça, especialmente onde se dobram para sair do olho. , Assim,

Como parte de sua pesquisa futura, Franke e Buxy também destacaram como o sistema de sincronização que ele descobriu é desenvolvido ou, em outras palavras, como, como, como, como, como, como Retina “Sabe” a velocidade com que os sinais pessoais devem viajar. Além disso, eles podem tentar determinar se o sistema nervoso emprega outras estratégias de sincronização semelhantes.

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