جنین پستانداران در رحم مادر قادر به درک نور هستند!

شما وقتی برای اولین بار چشمان‌تان را باز کردید، اولین چیزی که دیدید، نور بود. این موضوع مربوط به زمانی می‌شود که در سه‌ماهه دوم بارداری مادرتان، هنوز در رحم او بودید.

مغز شما در آن زمان، به‌سرعت در حال رشد کردن بود، ریه‌هایتان کاملا شکل گرفته بود (هرچند هنوز قادر به نفس کشیدن نبودید) و شبکیه چشمان‌تان اولین روشنایی‌ها را تشخیص می‌داد.

درست است که شما هم مثل همه پستانداران، نابینا (به‌لحاظ عملکردی) به دنیا آمدید؛ اما مدت‌ها قبل از آن، می‌توانستید روشنایی جهان را درک کنید. حالا یک مطالعه جدید بر روی موش‌ها نشان می‌دهد که چشم پستانداران در داخل رحم، توانایی‌هایی به‌مراتب فراتر از حد تصور ما دارد.

بد نیست بدانید اولین سلول‌های حساس‌به‌نور که در شبکیه چشم رشد می‌کنند، از نوع سلول‌های ipRGC هستند که یک دهه پیش کشف شده‌اند.

هنگام به دنیا آمدن پستانداران، سلول‌های میله‌ای و مخروطی‌شکل موجود در شبکیه چشم، که اجازه درک رنگ‌ها و تصاویر را می‌دهند، هنوز به مغز متصل نیستند. این کار، برای اینکه اتصال‌های قوی شکل بگیرند، نیاز به زمان و تمرین دارد. اما تحقیقات اخیر، که اکثرا بر روی موش‌ها و میمون‌ها انجام شده، نشان می‌دهند که حساسیت چشم پستانداران به نور ممکن است حتی خیلی زودتر از آن توسعه پیدا کرده باشد.

مطالعات انجام‌شده بر روی این حیوانات نشان می‌دهند که سلول‌های محتلف ipRGC، حتی در مرحله جنینی، اطلاعاتی را درباره نور محیطی به بخش‌های مختلف مغز ارسال می‌کنند.

دانشمندان تابه‌حال توانسته‌اند شش نوع از سلول‌های ipRGC را شناسایی کنند، اما چیز زیادی درباره آن‌ها و نحوه تاثیرشان بر روی رشد شبکیه نمی‌دانند.

حالا محققین دانشگاه برکلی کالیفرنیا می‌گویند که دانشمندان، توانایی‌های این سلول‌های حساس‌به‌نور را لااقل در مورد موش‌ها، بسیار دست‌کم گرفته‌‌اند.

Marla Feller، استاد بیولوژیست سلولی و سرپرست گروه تحقیق، در این‌باره می‌گوید: با اینکه پیش از این، ثابت شده است که این سلول‌های حساس‌به‌نور، در مواردی مانند رشد رگ‌های خونی در شبکیه، بسیار مهم هستند؛ اما حساسیت آن‌ها، از نوع پاسخ به روشن/خاموش شدن نور بوده و حتما نیاز به بودن یا نبودن نور است. بنابراین به ‌نظر می‌رسد که این سلول‌ها واقعا تلاش می‌کنند تا شدت‌های بسیار مختلف نور را و در نتیجه اطلاعات بسیار بیشتری را، در مقایسه با آنچه قبلا تصور می‌شد، رمزگذاری کنند.

محققین مطالعه حاضر، توانستند با کالبدشکافی شبکیه موش‌ها و استفاده از روش‌های مختلف آنالیز و فارموکولوژی نشان دهند که همه شش نوع سلول ipRGC، در موش‌های تازه‌ متولدشده، به هم متصل بوده و از طریق نوعی اتصالات الکتریکی به نام gap junctions با یکدیگر ارتباط دارند.

این شبکه اطلاعات، نه‌تنها قادر به تشخیص نور است بلکه به‌نظر می‌رسد می‌تواند به شدت‌های مختلف نور هم پاسخ دهد. این امر نشان می‌دهد که شبکیه چشم پستانداران حتی در درون رحم نیز جزییات روشنایی را رمزگذاری می‌کند.

Feller می‌گوید: ما فکر می‌کردیم که سلول‌های ipRGC موجود در داخل یک چشم درحال‌رشد، فقط به مغز متصل می‌شوند و به بسیاری از نقاط دیگر شبکیه اتصالی ندارند. اما حالا مشخص شده است که آن‌ها با یکدیگر نیز ارتباط دارند.

نکته جالب دیگری که محققین به آن برخورد کردند این بود که، با وجود اینکه برخی از سلول‌های ipRGC، از اتصالات gap junctions برای برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده می‌کردند، اما بقیه آن‌ها این‌گونه رفتار نمی‌کردند؛ که خود این موضوع نشان می‌دهد آن‌ها احتمالا نقش‌های‌ متفاوتی بازی می‌کنند.

نتایج بدست‌آمده، درمجموع، نشان‌دهنده یک مدار عصبی بود که در داخل آن، سلول‌های ipRGC نوع 2 و 5، به‌طور گسترده‌ای با یکدیگر ارتباط داشتند و متکی به نور قابل‌تشخیص بودند؛ این در حالی بود که سلول‌های ipRGC نوع 1، جداگانه عمل می‌کردند و پاسخ‌شان در برابر نور، تنها از طریق ابزارهای درونی انجام می‌شد.

تیم تحقیق می‌گوید که در واقع این اتصالات gap junctions هستند که به کل مدار عصبی اجازه چنین پاسخ متنوعی را در برابر نور می‌دهند.

Feller می‌گوید: با توجه به تنوع سلول‌های ipRGC و اینکه آن‌ها با بسیاری از بخش‌های مغز ارتباط برقرار می‌کنند، این سوال پیش می‌آید که آیا آن‌ها واقعا نقشی در نحوه اتصال شبکیه به مغز بازی می‌کنند یا نه. شاید در مورد مدارهایی بینایی این‌طور نباشد، اما برای رفتارهای غیربینایی شاید چنین باشد. برای مثال، دلیل اینکه پستانداران تازه‌متولدشده از نور اجتناب کنند شاید همین موضوع باشد.

به‌هرحال، تحقیقات انجام‌شده بر روی سلول‌های ipRGC در حال‌حاضر محدود بوده و لذا مطالعات بیشتری برای مشخص کردن نحوه کار آن‌ها، زمان رشد و نوع پاسخ‌دهی‌شان لازم است.

البته باید این نکته را هم خاطرنشان کنیم که گرچه موش‌های آزمایشگاهی مدل‌های مهمی برای بررسی چگونگی رشد چشم انسان هستند، اما فیزیولوژی چشم آن‌ها، از نقطه‌نظر سازگاری‌های غیرمعمولی که گیرنده‌های نوری‌ داخل چشم‌هایشان دارند، بسیار متفاوت از فیزیولوژی چشمان ماست.

با این‌حال، موش‌ها همچنان جزو بهترین مدل‌هایی هستند که ما از طریق مطالعه آن‌ها می‌توانیم اطلاعات بیشتری را درباره چشمان خودمان کسب کنیم.

نتایج مطالعه حاضر در مجله Current Biology چاپ شده است.

منبع sciencealert
  

یه نظری بده!

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

از دیدگاه شما سپاسگزاریم