大脑的自动对焦系统有助于稳定视觉尽管运动

很像的自动对焦相机,我们的眼睛和大脑必须不断调整,这样我们可以得到一个明确的观点的变化,我们周围总是moving-world。最近,两项研究由美国国家眼科研究所(NEI)显示的电路eye-brain协调组装在早期胚胎发育。

“传感器的眼睛检测运动和连接大脑以合适的方式告诉你的眼睛朝正确的方向没有模糊图像,”安德鲁·d·胡伯曼博士说,加州大学圣地亚哥医学院的领导的一个新的研究。

例如,跑步去赶你,你非常快,非常小的宠物沙鼠。沙鼠,你正在移动,所以为了关注沙鼠,你的眼睛需要一个系统来弥补这两个运动的来源。这种能力来弥补运动来源于辅助光学系统。辅助光学系统协调大脑之间的对话和某些细胞在视网膜上检测运动,称为direction-selective视网膜神经节细胞(RGCs)。每个direction-selective RGC由视觉刺激运动在一个特定的方向和被在其他方向运动。

胡伯曼使用小鼠模型,领导一个团队证明两种蛋白质,Contactin-4和淀粉样前体蛋白在早期发展采取行动,建立和加强辅助光学系统。

胡伯曼和他的团队标记神经元的特定目标群体辅助光学系统,然后用一种抗体染色部分组织特定Contactin-4。他们发现这些细胞辅助光学系统中的表达(打开)Contactin-4基因系统发展。

使用一个小鼠模型Contactin-4突变的基因,他们表明Contactin-4函数是非常特定于direction-selective RGCs。在这些小鼠突变Contactin-4, direction-selective RGCs的眼睛没有跟大脑正确。同样地,在缺乏淀粉样前体蛋白Contactin-4结合,正常的眼睛和大脑连接并没有发生。

在另一项研究合著胡伯曼和阿历克斯Kolodkin博士,约翰霍普金斯大学的研究人员进一步描述direction-selective RGCs精确,远程连接到大脑。

从先前的研究,Kolodkin教授和他的团队表明,特殊的蛋白质称为semaphorins作为指南来帮助引导本体长出的卷须从视网膜神经细胞生长的大脑中他们的目标。但这些轴突如何追踪到他们的目标仍然是一个谜。在当前的研究中,Kolodkin集团使用小鼠模型探索另一种类型的蛋白质的功能,称为plexins。事实证明,plexins充当诱饵的目标地区吸引RGC轴突在大脑的早期发展。同时,semaphorins作为受体在RGC的轴突,让他们认识到诱饵一旦达到它。此外,Kolodkin的小组发现,缺乏正确的eye-brain连接导致深刻的缺陷在图像稳定。

“两轴突的了解调查推进我们的眼睛达到具体目标在大脑中,这是一个重要的步骤在开发新疗法的人影响视觉系统的致盲眼病,如视神经疾病或青光眼,”Thomas Greenwell说NEI视网膜神经科学博士,主任和中枢视觉系统发展和再生项目。

神经元再生的眼睛,重新连接到大脑恢复视力的基石NEI的大胆目标计划(AGI)。作为美国国际集团的一部分,NEI在华盛顿举行研讨会,2014年华盛顿11月19日专注于视神经再生。胡伯曼是研讨会的参与者和合作者总结,描述策略和挑战开发新疗法修复视神经。