Удивительное открытие: как сетчатка глаза синхронизирует зрительные сигналы до их поступления в мозг

Фото: PHAG

Всё, что мы видим, на самом деле — это электрические сигналы, которые наши глаза передают в мозг. Но представьте, сколько всего приходится одновременно: свет попадает на разные участки сетчатки, уходит по путям разной длины — и всё это должно прийти в мозг точно синхронно. Не просто примерно, а практически одновременно. Оказывается, что сетчатка умеет справляться с этим сама и выравнивает скорость сигналов. Интересно, правда?

Учёные из Базеля и Цюриха решили проверить, как именно это происходит. Они взяли целые глаза, пожертвованные людьми. И это было большим достижением: удалось сохранить их так, чтобы сетчатка продолжала работать. Представьте, нейроны всё ещё живые и посылают сигналы — впечатляет.

Потом они применили специальную технологию: микролучевые электроды, которые могут записывать электрические поля с точностью до двадцати тысяч раз в секунду. Крошечные измерения, но какие мощные. Выяснилось, что скорость сигнала действительно зависит от толщины аксонов — длинных отростков нейронов. Чем толще — тем быстрее. Именно таким образом природа умудряется выровнять время прихода сигналов в центр зрения, даже когда пути разные по длине.

Один из исследователей рассказал, что идея была проста: проверить, не помогает ли сама сетчатка координировать время сигналов прежде, чем они попадут в мозг. То, что казалось очевидным, оказалось действительно подтверждено. Мы всегда думаем, что задержку убирает мозг, но оказывается, сетчатка уже делает эту работу. Другой учёный объяснил: центральная ямка — это маленькая область посередине, где мы видим наиболее чётко. Аксоны не могут там проводиться, иначе изображение стало бы размытым. Сигналы обходят эту область, идут разными путями. Но как всё приходило бы одновременно? Если бы не тонкая настройка скорости, было бы хаотично. А так — красиво и точно.

Учёные не ограничились одним способом измерения. Они замеряли скорость сигналов, смотрели, какова длина путей. Пользовались микроскопами, чтобы измерить толщину аксонов с нанометровой точностью. И потом — сделали математическую модель, которая точно описывает, как всё работает. Чтобы проверка была максимально надёжной. Сигналы, идущие по более длинным путям, при этом движутся быстрее, чем по более коротким. Это похожее на то, если на длинной трассе пустили бы машины с ограничением скорости, а на короткой — с ограничением поменьше, чтобы все приехали одновременно.