Зрение в темноте зависит от ваших «внутренних часов»

Москва, 18:17, 21 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Удивительные результаты показывают, как циркадный ритм меняет зрение млекопитающих.

Исследователи из Университета Аалто и Хельсинкского университета обнаружили, мыши лучше находят тусклый свет в темноте ночью, чем в дневное время. Ученые были удивлены, заметив, что этот эффект очень мало связан с какими-либо изменениями в самом глазу, и вместо этого он контролировался тем, как мыши на самом деле искали слабый свет в темноте, и как их мозг обрабатывал сигналы ночью и днем. Результаты интересны для нейробиологов, заинтересованных в том, как животные и люди могут видеть, и для биологов, интересующихся тем, как время суток меняет наше тело, включая сенсорную обработку.

Многие виды животных ведут себя по-разному в дневное и ночное время. Хотя «часы тела» давно известны, их влияние на функционирование различных частей тела, до сих пор не полностью понято. Например, исследователи знали, что сетчатка, часть глаза, которая обнаруживает свет, имеет свой собственный циркадный ритм. Ученым было интересно, влияют ли внутренние часы глаза на зрение, поэтому они изменили один из своих предыдущих экспериментов, чтобы выяснить это.

Найти свой путь в темном лабиринте

Ранее в этом году группа профессора Ала-Лаурилы продемонстрировала, как глаза мышей обнаруживают слабый свет в почти полной темноте. Это позволило ученым связать визуально управляемое поведение млекопитающих с индивидуальными нервными импульсами, важными в мире для нейробиологии. Эксперимент включал размещение мыши в лабиринте в полной темноте со слабым светом рядом с выходом из лабиринта. Мышь обучена знать, что свет ведет к выходу. Ученые повторили этот эксперимент для этого нового исследования, выполняя некоторые тесты днем, а некоторые ночью. Они заметили, что поведение изменилось — мыши лучше замечали свет ночью, чем днем. Этот результат ожидался, но также было замечено, что нервные импульсы, исходящие из сетчатки, сами по себе не имеют разницы, что было неожиданностью.

Итак, если нервные сигналы от глаз не меняются, как мыши могли лучше видеть ночью? Большая часть задействованной в эксперименте техники включает использование высокотехнологичных камер ночного видения и уникального программного обеспечения, основанного на глубоком обучении, для точного отслеживания движения животных и того, что они могут видеть. Команда ученых заметила, что во время ночных экспериментов мыши более эффективно искали свет, сканируя окружающую среду, например, поворачиваясь больше. Как только ночная группа мышей изучила эту поведенческую стратегию после ночного поиска, она также смогла использовать ее и в течение дня, решая головоломки лабиринта быстрее в дневных экспериментах, чем идентичные мыши, которые никогда не проходили его ночью.

Внутренние часы воздействуют на наши глаза

Теперь команда надеется продолжить изучение влияния циркадного ритма на глаза. Хотя этот конкретный тест, по-видимому, не показывает каких-либо сигнальных эффектов от времени суток, он является лишь одной из многих визуальных задач, которые глаз может выполнять при слабом освещении, например, циркадный ритм управляет им.

В следующей серии экспериментов будет рассмотрено, как мозг обрабатывает слабые сигналы, возникающие из-за увеличения и уменьшения интенсивности света в сетчатке в разное время дня и ночи. Это поможет ученым глубже понять, как млекопитающие видят при слабом освещении.