Международная группа исследователей впервые составила функциональную карту наименьшей тормозной сигнальной системы зрительного анализатора млекопитающих, раскрыв скрытый механизм регуляции в сетчатке, что способно изменить представления о зрительной обработке и заболеваниях глаз.

Расшифрован зрительный «тормозной механизм» мозга


Зрение — одна из сложнейших функций мозга человека, требующая точного взаимодействия множества нейронных структур для обработки форм, цветов, глубины и движения. В основе этого процесса лежит тонкий баланс возбуждающих и тормозных химических сигналов в сетчатке, аналогичный слаженной работе педали газа и тормоза при движении автомобиля.


Ключевым тормозным нейромедиатором здесь выступает ГАМК (гамма-аминомасляная кислота). ГАМК служит основным «тормозом» мозга, регулируя активность нейронов и поддерживая равновесие между возбуждением и торможением в нейронных сетях. Несмотря на многолетние исследования, тонкая архитектура ГАМК-ергической сигнализации в сетчатке — первом центре обработки зрительной информации — оставалась неясной.

Всеобъемлющая функциональная карта тормозной активности сетчатки


Исследователи из DANDRITE (Датский исследовательский институт трансляционной нейробиологии) в сотрудничестве с американскими партнерами выполнили первую в истории функциональную картографию тормозной сигнализации в сетчатке. Их работа была сосредоточена на том, как ГАМК регулирует передачу зрительной информации от глаза к мозгу.


В ходе этого прорывного исследования ученые картировали 44 различных типа клеток сетчатки, включая несколько ранее не описанных. Примечательно, что вновь обнаруженные клетки продемонстрировали более высокую степень структурной и функциональной организации, чем предполагалось ранее.


«Наш результат можно сравнить с нахождением сложной карты неизвестной местности. Раньше мы думали, что ландшафт разделен случайным образом, но теперь мы его нанесли на карту и видим, что у каждого региона есть свой точный путь и функция», — пояснил профессор Кейсуке Йонехара из DANDRITE.


«Понимая, как различные клетки сетчатки организованы и работают в определенных направлениях, мы раскрыли механизм, позволяющий мозгу точно „видеть“ движение и ориентацию в поле зрения, словно найдя самый эффективный маршрут через сложную сеть», — добавил профессор Йонехара.

Технологический прорыв: датчик ГАМК в реальном времени


Успех исследования обеспечил недавно разработанный сенсор ГАМК, созданный сотрудниками в США. Этот датчик позволил визуализировать активность тормозных нейронов в реальном времени, что дало возможность зафиксировать и картировать сложную динамику ГАМК-сигнализации в цепях сетчатки с беспрецедентной точностью.

Значение для заболеваний глаз и неврологических расстройств


Исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, имеет серьезные последствия для будущей офтальмологической и неврологической науки. По словам Йонехары, эта картографическая работа может проложить путь к более глубокому пониманию механизмов нарушений зрения, связанных с дисбалансом торможения, таких как врожденный нистагм — состояние, характеризующееся непроизвольными ритмичными движениями глаз.


«Многие заболевания глаз связаны с дисбалансом тормозной сигнализации. Теперь у нас есть „карта“, которая может дать более глубокое понимание этого состояния и, надеемся, других расстройств, относящихся к этой области», — отметил Йонехара.


Источник:
Akihiro Matsumoto et al., Functionally distinct GABAergic amacrine cell types regulate spatiotemporal encoding in the mouse retina, Nature Neuroscience (2025). DOI: 10.1038/s41593-025-01935-0