درک بهتری دربارۀ ارتباط بین شبکیه و تالاموس فراهم شد!

بیگ بنگ: هر کتابِ زیست شناسی را که باز کنید می توانید مطلبی درباره تالاموس در آن بیابید، عملکرد اصلی تالاموس به عنوان یک ایستگاه تقویت کننده و توزیع ورودی های حسی در کورتکس مغزی به منظور پردازش اطلاعات است. ولی هنگامی که پژوهشگرانِ دانشگاه هاروارد نگاه دقیق تری به ارتباط بین تالاموس و شبکیه در سلول های موش کردند، آنها داستان ِ متفاوتی را دریافتند.

مدارهای عصبی در تالاموس دیداری یک موش. بخش های رنگی تصویر، صدها هزار سلول عصبی هستند که به صورت شبکه پیچیده ای در پس زمینه مجموعه داده های صد ترابایتی (سیاه و سفید) میکروسکوپ الکترونی نشان داده شده اند.

مدارهای عصبی در تالاموس دیداری یک موش. بخش های رنگی تصویر، صدها هزار سلول عصبی هستند که به صورت شبکه پیچیده ای در پس زمینه مجموعه داده های صد ترابایتی (سیاه و سفید) میکروسکوپ الکترونی نشان داده شده اند.

به گزارش بیگ بنگ، “جف لیچمن” و “جرمی.رنولز” استاد زیست شناسی سلولی و مولکولی، “سانتیاگو رامانکاخال” استاد هنر و علوم و “جاشوا مورگان” دانشجوی پسا دکترا، با ایجاد نمودارهای سیم کشیِ بسیار دقیق نشان دادند که شبکه های عصبی ای که شبکیه و تالاموس را به یکدیگر ارتباط می دهند بسیار پیچیده تر از تصورات اولیه هستند، و ممکن است حتی نشان دهنده نخستین مرحله ی پردازش اطلاعات دیداری ای که توسط تجربه به دست می آید، باشند.

لیچمن گفت: «اگر در ساختار بسیار منظمی همانند شبکیه فقط یک سیناپس عمیق تر به پیش بروید، با پیچیدگی بزرگی مواجه خواهید شد که به جای داشتن یک مسیر همراه با یک نوع آکسون شبکیه، و مسیر دیگری همراه با انواع دیگر سلول، به شبکه کاملاً درهم و برهمی بر خواهید خورد. هر سلولِ شبکیهِ منشعب شده با انواع مختلف سلول های تالاموس در تماس بوده و هر سلول تالاموس اطلاعات همگرایی از انواع بسیار متفاوتی از سلول های شبکیه را دریافت می کند.»

همگرایی بسیار مهم است، به ویژه وقتی که چگونگی کار سلول های شبکیه در نظر گرفته شود. خروجی شبکیه به مجموعه ای از سلول های عصبی تخصص یافته قابل تقسیم می شود که هر مجموعه برای پاسخ به انواع خاصی از حواس بصری تنظیم شده است: برخی برای آشکارسازی رنگ، برخی برای تنظیم حرکت و برخی دیگر به منظور تمایز جزییات دقیق در مناظر دیداری. لیچمن معتقد است که با تغذیه ورودی از انواع مختلف سلول های شبکیه برای یک سلول تالاموس واحد، مغز می تواند شروع به ترکیب اطلاعات بصری کرده و تصویری از یک جهان بزرگ تر را شکل دهد.

او گفت: «برای مثال، جانور جونده ای، ممکن است دارای سلول هایی باشد که به یک نقطه سیاه و سفید که در یک زمینه آبی در حرکت است واکنش نشان دهد، چرا که ممکن است این علامت، نشان دهنده حضور یک شکارچی باشد.» ساختار دقیق این شبکه ها در هنگام توسعه اولیه تشکیل شده و تقریباً، به طور قطع، برای هر فرد، منحصر به فرد است. لیچمن گفت: «من همیشه تصور می کردم چیزی شبیه به این مورد وجود دارد ولی اصلاً انتظار چنین شبکه پیچیده ایی در تالاموس را نداشتم، ما فکر می کردیم که ممکن است چگونگی و روش توسعه این شبکه ها را در تشکیل مسیرهای بسیار روشن ببینیم، ولی این مشاهدات خیلی زود به ما نشان می داد که سیستم عصبی شروع به ساخت شبکه ای بسیار ویژه برای هر فرد می کند.»

brain-activityاو گفت، در حقیقت این مطالعه از ابتدا بر روی تالاموس تمرکز کرده بود چرا که پژوهشگران انتظار آزمایشات نسبتاً ساده ای را داشتند. لیچمن گفت: «ما انتظار داشتیم که این آزمایش ساده و قابل فهم باشد. برنامه کاری این بود که ما این آزمایشات را در بزرگسالان مشاهده کنیم و سپس به عقب برگشته و چگونگی بلورین شدن هر مسیر مختلف را در شبکیه -که به سلول های مختلف تبدیل می شود- ببینیم.» برای فهم ارتباط بین سلول های شبکیه و تالاموس، لیچمن و مورگان مجموعه داده های ارتباطات عصبی در مغز – ۱۰۰ ترابایت، شامل یکصد تریلیون پیکسل- را توسط بزرگ ترین میکروسکوپ الکترونی حال حاضر تهیه کردند.

مورگان، با استفاده از سیستمی که به طور خودکار تکه های بافت را بریده و اسکن می کند، مغز موش را تصویربرداری کرده و سپس چگونگی اتصال نورون های تالاموس و شبکیه را دنبال کردیم. لیچمن گفت: «آنچه مورگان برای به دست آوردن چهار سلول که به صورت تنگاتنگی در میانه تالاموس بهم چسبیده بودند انجام داد عبارت بود از اینکه برای هر یک از این سلول ها، گروهی از آکسون های شبکیه ای را که در تماس با یکدیگر بودند یافت، و همچنین گروهی دیگر از سلول های تالاموس که توسط همان آکسون ها هدایت شده بودند.» لیچمن اضافه کرد که این یافته ها، پتانسیل به چالش کشیدن شماری از اصول علوم مغزی را دارند. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله ی Cell منتشر شده است.

ترجمه: مریم امامی جعفری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: medicalxpress.com

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=51510
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

  1. سارینا گفت:

    عالی بود . واقعا خوب بود

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *