近日，一篇發(fā)表在國際雜志Neuron上題為“Differences in spike generation instead of synaptic inputs determine the feature selectivity of two retinal cell types”的研究報(bào)告中，來自美國西北大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究識(shí)別出了一種新型的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell)，其是視網(wǎng)膜中的神經(jīng)元細(xì)胞，能編碼視覺環(huán)境并將信息傳回大腦的神經(jīng)元中。

研究者Gregory Schwartz表示，這種細(xì)胞的具體特征，即所謂的“爆發(fā)式抑制性對比”（bSbC ，bursty suppressed-by-contrast）視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（RGC），這或許推翻了幾十年來關(guān)于細(xì)胞從光感受器輸入和輸出到大腦之間關(guān)系的假設(shè)?？茖W(xué)家們認(rèn)為的經(jīng)典的觀點(diǎn)是這些神經(jīng)節(jié)細(xì)胞只是整合興奮和抑制性輸入，這或許就能告訴他們細(xì)胞是如何對視覺刺激做出反應(yīng)的，本文研究結(jié)果表明，這些細(xì)胞或許有著自身的內(nèi)在計(jì)算模式，就好像對諸如視網(wǎng)膜假體這樣的東西有著有趣的影響一樣。

目前有超過40種類型的RGCs，其能傳遞關(guān)于視覺場景的特定和復(fù)雜特征的信息，包括運(yùn)動(dòng)、方向、方位和顏色，比如，“關(guān)閉持續(xù)性α”（OFFsA）的RGC類型就有一種基線發(fā)射率，但當(dāng)光線增加時(shí)，這種細(xì)胞對大腦的小信號(hào)傳遞就會(huì)減少，反之亦然。這項(xiàng)研究中，研究人員比較了OFFsA和bSbC神經(jīng)節(jié)細(xì)胞類型對不同視覺的反應(yīng)，并記錄了能被發(fā)送到大腦中的結(jié)果信號(hào)，研究人員發(fā)現(xiàn)bSbC或許擁有一種奇怪的機(jī)制，該細(xì)胞有一種向大腦發(fā)射信號(hào)的基線率，但光線的增加和減少都會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的減少，這或許是一種單向的信號(hào)傳遞模式，這種信號(hào)傳遞只能往下走。

科學(xué)家揭示出人類視網(wǎng)膜神經(jīng)元的新奧秘。

圖片來源： Northwestern University

此外，研究人員還測試了關(guān)于這些神經(jīng)節(jié)細(xì)胞如何整合輸入的經(jīng)典觀點(diǎn)，這些細(xì)胞能接收來自視網(wǎng)膜上光感受器的興奮性和抑制性信號(hào)，普遍理論認(rèn)為，這些輸入信號(hào)結(jié)合起來能達(dá)到某種閾值，從而導(dǎo)致信號(hào)輸出的改變，為了測試這一點(diǎn)，研究人員將進(jìn)入OFFsA和bSbC神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)換，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)中的輸出信號(hào)與正?；顒?dòng)是相同的。這意味著其或許擁有會(huì)影響輸出的離子通道，且有自身的一套有助于輸出的電傳導(dǎo)機(jī)制。

本文研究結(jié)果對于諸如視網(wǎng)膜假體（retinal prosthetics）的設(shè)備或許有一定的影響，這些設(shè)備能刺激不再對光產(chǎn)生反應(yīng)的RGCs，當(dāng)前的假體也只能產(chǎn)生粗略的視覺，研究者認(rèn)為，部分問題或許在于假體會(huì)向錯(cuò)誤的細(xì)胞類型發(fā)送錯(cuò)誤的信號(hào)。Schwartz說道，你不能打開燈來檢查其屬于哪種視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，因?yàn)槭荏w已經(jīng)受到了損傷，而這或許就是一個(gè)陷阱。相反，調(diào)查每個(gè)細(xì)胞類型的內(nèi)在計(jì)算模式或許就能幫助科學(xué)家們確定細(xì)胞的身份，即使沒有正確的光感受器輸入。

研究者表示，如果能得到關(guān)于這些內(nèi)在計(jì)算的詳細(xì)信息，你或許就能向每種細(xì)胞類型發(fā)送正確的信號(hào)，綜上，本文研究結(jié)果表明，內(nèi)在特性的差異或許就能讓這兩種RGC類型來檢測并向大腦傳遞相同視覺刺激的不同特征。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Sophia Wienbar，Gregory William Schwartz. Differences in spike generation instead of synaptic inputs determine the feature selectivity of two retinal cell types, Neuron (2022). DOI: 10.1016/j.neuron.2022.04.012