اكتشف العلماء للتو أن العين تتحدى قاعدة طويلة الأمد للرؤية

كشفت دراسة بقيادة جامعة ييل عن اتصال غير متوقع بين المسارات البصرية في شبكية العين التي كان يعتقد أنها تعمل بشكل منفصل.

الباحثون في كلية الطب بجامعة ييل (YSM) اكتشفوا رؤى غير متوقعة حول كيفية تعامل العين مع المعلومات المرئية.

عندما نشاهد مشهدًا ما، يقوم النظام البصري بسرعة بفصل الميزات المختلفة، بما في ذلك اللون والتباين والحركة، ويعالجها بشكل مستقل. تساعد هذه العملية، المعروفة بالمعالجة البصرية المتوازية، الدماغ على تفسير العالم من حولنا بسرعة.

لقد اعتقد العلماء منذ فترة طويلة أن هذا الانفصال يبدأ في شبكية العين ويبقى سليما مع انتقال المعلومات عبر النظام البصري. ومع ذلك، فإن دراسة جديدة نشرت في الخلايا العصبية يشير إلى أن المسارات مترابطة أكثر مما تم التعرف عليه سابقًا. ووفقا للباحثين، فإن هذا التكامل قد يحسن القدرة على اكتشاف الإشارات البصرية الضعيفة، مثل تلك التي يتم مواجهتها في الإضاءة المنخفضة.

يقول ياو شيويه، دكتوراه، زميل ما بعد الدكتوراه في قسم طب العيون والعلوم البصرية في YSM والمؤلف الأول للدراسة: “لقد وجدنا أنه على الرغم من أن القنوات المختلفة يمكن أن تقدم ميزاتها الخاصة، إلا أنها مترابطة أيضًا عن طريق الدوائر الكهربائية الأساسية”.

تُظهر الخلايا ثنائية القطب تداخلًا غير متوقع للإشارة

تبدأ الرؤية بالعصي والمخاريط، وهي خلايا شبكية متخصصة تكتشف الضوء وتمرر المعلومات إلى الخلايا العصبية المعروفة باسم الخلايا ثنائية القطب. داخل هذه الخلايا، يتم تقسيم المعلومات المرئية المتعلقة بعوامل مثل السطوع واللون والشكل والتباين إلى أكثر من عشرة مسارات متوازية.

عندما فحص الباحثون المشابك العصبية للخلايا ثنائية القطب، حيث تتواصل الخلايا مع بعضها البعض، وجدوا دليلاً على أن هذه المسارات ليست منفصلة تمامًا.

تتواصل الخلايا العصبية من خلال نوعين من المشابك العصبية: الكيميائية والكهربائية. تعتمد المشابك الكيميائية على الناقلات العصبية التي تحمل الإشارات بين الخلايا. تسمح المشابك الكهربائية، والتي تسمى أيضًا بالوصلات الفجوية، للإشارات بالمرور مباشرة عبر التيارات الكهربائية. يُعتقد عمومًا أن الخلايا ثنائية القطب تتواصل بشكل رئيسي من خلال المشابك الكيميائية.

اكتشف الباحثون أن المشابك الكهربائية تربط العديد من مسارات الخلايا ثنائية القطب التي كانت تعتبر في السابق منفصلة في شبكية العين البشرية والفئران. وعندما قاموا بتحفيز خلية واحدة ثنائية القطب، نتج عن ذلك الناقل العصبي ولم يقتصر الإطلاق على مسار تلك الخلية. وبدلاً من ذلك، انتشرت الإشارات عبر شبكة أوسع، مما أدى إلى إنشاء أنماط نشاط منتشرة تشبه السحابة، وكشفت عن اتصالات مكثفة بين أنواع مختلفة من الخلايا ثنائية القطب.

يقول جيمي تشو، دكتوراه، وأستاذ مارفن إل. سيرز في طب العيون والعلوم البصرية والباحث الرئيسي: “عندما قمنا بتحفيز خلية ثنائية القطب واحدة، أطلقت العديد من الخلايا ثنائية القطب ناقلات عصبية”.

تعمل خلايا BC6 كقائد للشبكة المرئية

وحدد الباحثون أيضًا نوعًا معينًا من الخلايا ثنائية القطب، المعروفة باسم BC6، والتي يبدو أنها تنسق هذا النشاط. أنتجت هذه الخلايا إشارات قوية انتشرت عبر المسارات المتوازية في تسلسل هرمي منظم. يقول تشو: “لقد افترض الناس أن الأنواع المختلفة من الخلايا ثنائية القطب كانت مستقلة إلى حد ما”. “لكننا وجدنا محركًا من بين جميع أنواع الخلايا التي تنشئ هذه الشبكة ذات التسلسل الهرمي.”

في حين أن المسارات المنفصلة تسمح للخلايا ثنائية القطب بمعالجة جوانب مختلفة من المعلومات المرئية بكفاءة، فإن التوصيلات الكهربائية بينها قد توفر ميزة مهمة عندما تكون الإشارات ضعيفة.

يقول سيونغهون لي، دكتوراه، عالم أبحاث في قسم طب العيون والعلوم البصرية في YSM والمؤلف المشارك للدراسة: “إذا كانت الإشارة ضعيفة جدًا بالفعل ومقسمة إلى عدة قنوات، فلن يتبقى الكثير لمعالجة كل قناة”. “يعد التكامل مفيدًا بشكل خاص لاكتشاف الإشارات منخفضة التباين أو الإشارات الصادرة عن كائنات صغيرة جدًا.”

ويضيف شيويه: “والخلايا لا تتعاون بطريقة عشوائية”. “هناك قائد بداخلهم – BC6 – يقودهم في نقل الإشارات إلى الهدف النهائي.”

تكشف تقنيات تسجيل شبكية العين المبتكرة عن رؤى جديدة

للتحقيق في دوائر الخلايا ثنائية القطب، قام الفريق بدمج أساليب تجريبية متعددة. وشملت هذه تقنيات التصوير التي تتبع النشاط الخلوي وإشارات الناقلات العصبية، إلى جانب الأساليب التي تحفز الخلايا ثنائية القطب وتسجل الاستجابات في الخلايا المجاورة.

تعتبر دراسة الخلايا ثنائية القطب أمرًا صعبًا لأنها تقع في أعماق شبكية العين. وفي العديد من الدراسات السابقة، قام الباحثون بتقطيع أنسجة الشبكية للوصول إلى هذه الخلايا، وهي عملية يمكن أن تعطل الدوائر الطبيعية. وفي هذه الدراسة، استخدم الفريق بدلاً من ذلك تقنية المشبك التصحيحي المزدوج على شبكية عين فأر سليمة تمامًا. تستخدم الطريقة أقطابًا كهربائية لتحفيز خلايا محددة ثنائية القطب وقياس استجابات الخلايا المتصلة.

يقول تشو: «لم يتمكن أي مختبر آخر في العالم من إنتاج هذا النوع من التسجيلات بشكل منهجي». “إنها جولة رائعة في أطروحة الدكتوراه التي قدمها ياو شيويه، حيث تجمع بين النهج المبتكر والمهارة الكهربية الاستثنائية.”

ثم كرر الباحثون التجارب باستخدام شبكية العين البشرية التي تم الحصول عليها من خلال برنامج التبرع بالأنسجة القديمة التابع لقسم علم الأمراض. ووفقا للفريق، فهذه هي التجارب الأولى من هذا النوع التي يتم إجراؤها على شبكية عين بشرية سليمة.

الآثار المترتبة على وظائف المخ وأمراض العين

ونظرًا لأن شبكية العين جزء من الجهاز العصبي المركزي، فإن فهم كيفية معالجة المعلومات البصرية قد يوفر رؤى أوسع حول كيفية عمل الدوائر العصبية في جميع أنحاء الدماغ. يمكن أن تساعد النتائج أيضًا الباحثين على فهم أفضل للأمراض التي تؤثر على وظيفة الشبكية، بما في ذلك الضمور البقعي، والزرق، والعمى الليلي الخلقي.

وتسلط الدراسة الضوء أيضًا على قيمة الأبحاث التي يحركها الفضول في الكشف عن الآليات البيولوجية الأساسية.

يقول لي: «لم تبدأ تجاربنا بفرضية محددة، ولكنها كشفت عن آلية معالجة أساسية في النظام البصري». “إنه تذكير مهم بمدى أهمية البحث الذي يحركه الفضول في الاكتشاف.”

المرجع: “آلية دائرة متشابكة كهربائية هرمية للمعالجة البصرية المتوازية التكاملية في شبكية العين” بقلم ياو شيويه ويوي فاي ومارسيلو ديستاسيو وشون جيه ميلر وبريان بي هافلر وليانغ ليانغ وسيونغهون لي وزي جيمي تشو، 19 فبراير 2026، الخلايا العصبية.
دوى: 10.1016/j.neuron.2025.12.042

تم دعم البحث المذكور في هذا المقال الإخباري من قبل المعاهد الوطنية للصحة (الجوائز R01EY034652، وR01EY036472، وR01EY034697، وP30EY026878) و جامعة ييل.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.