రెటీనాను తరచుగా “మెదడు యొక్క అవుట్‌పోస్ట్”గా సూచిస్తారు — అన్నింటికంటే, విజువల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్‌లో ముఖ్యమైన దశలు సెరెబ్రమ్‌లో జరగవు, కానీ కంటిలోని నాడీ కణాలలో. కాంతి రెటీనాపై పడినప్పుడు, సెన్సార్ కణాలు చురుకుగా ఉంటాయి మరియు వాటి వెనుక నేరుగా ఉన్న నరాల కణాల పొరలకు విద్యుత్ సంకేతాలను పంపుతాయి. అక్కడి నుంచి మెదడుకు సంకేతాలు అందుతాయి.
అయినప్పటికీ, రెటీనా నుండి వచ్చే సంకేతాలు నాడీ కణాల ద్వారా ఎలా ప్రాసెస్ చేయబడతాయో గతంలో అస్పష్టంగా ఉంది. TU వీన్ (వియన్నా)లో చేసిన ప్రయోగాలు ఇప్పుడు రెటీనా యొక్క నాడీ కణాలు (రెటీనా గ్యాంగ్లియన్ కణాలు అని పిలవబడేవి) విభిన్న పాత్రలను పోషించగలవని మరియు దృష్టి కోసం వ్యక్తిగతంగా వేర్వేరు పనులను పూర్తి చేయగలవని చూపించాయి. రెటీనా యొక్క భాగాలు క్షీణించినప్పుడు కూడా వారు ఈ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటారు — ఉదాహరణకు ఎలక్ట్రానిక్ రెటీనా ఇంప్లాంట్‌లను ఉపయోగించి అంధులలో దృష్టిని పునరుద్ధరించడానికి ఇది శుభవార్త.
వివిధ కణాలు, వివిధ సిగ్నలింగ్ నమూనాలు
“రెటీనా యొక్క ఫోటోరిసెప్టర్‌లపై కాంతి పడినప్పుడు, వాటి వెనుక ఉన్న నరాల కణాలలో విద్యుత్ సంకేతాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి” అని TU వీన్‌లోని ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ బయోమెడికల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ నుండి పాల్ వెర్గింజ్ చెప్పారు. “కానీ అన్ని నాడీ కణాలు ఒకే విధమైన సంకేతాలను ఉత్పత్తి చేయవు.” కాంతిని ఆన్ లేదా ఆఫ్ చేసినప్పుడు, కొన్ని రకాల నరాల కణాలు ఎల్లప్పుడూ చురుకుగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, కొన్ని కణాలలో సిగ్నల్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ త్వరగా తగ్గుతుంది, ఇతర కణాలు తులనాత్మకంగా అధిక స్థాయి కార్యాచరణలో ఉంటాయి మరియు బలమైన విద్యుత్ సిగ్నల్‌ను విడుదల చేస్తూనే ఉంటాయి.
ఈ విభిన్న కార్యాచరణ విధానాలకు కారణమేమిటో అస్పష్టంగా ఉంది. అన్నింటికంటే, ఒకే రకమైన కణాలు ఒకే విధంగా ప్రవర్తిస్తాయని ఆశించాలి. “మాకు ఉన్న ప్రశ్న ఏమిటంటే: రెటీనా గ్యాంగ్లియన్ కణాలు భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తే, అవి వేర్వేరు జీవసంబంధ సర్క్యూట్‌లలో కలిసిపోయి విభిన్న ఇన్పుట్ సిగ్నల్‌లను అందుకోవడమేనా? లేదా ఈ కణాలు వేర్వేరు సంకేతాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కారణమయ్యే బయోఫిజికల్ సూత్రాల ఆధారంగా అంతర్గత వ్యత్యాసం ఉందా? , వారు ఒకే విధమైన ఇన్‌పుట్‌లను స్వీకరించినప్పటికీ?” పాల్ వెర్గింజ్ చెప్పారు. “రెండవ సందర్భంలో, ప్రతి గ్యాంగ్లియన్ సెల్ రకం దాని స్వంత కాంపోనెంట్ IDని కేటాయించవచ్చు, మాట్లాడటానికి.”
కాంతికి బదులుగా విద్యుత్ ప్రేరణలు
దీనిని పరీక్షించడానికి, పరిశోధకులు ఎలుకల నుండి వివరించిన రెటినాలను ఉపయోగించారు, దీనిలో మొత్తం న్యూరానల్ నెట్‌వర్క్ చాలా గంటలు పని చేస్తుంది. రెటీనా గ్యాంగ్లియన్ కణాల కార్యాచరణను రెండు రకాలుగా ప్రేరేపించవచ్చు: రెటీనాను కాంతితో వికిరణం చేయడం ద్వారా మరియు గ్యాంగ్లియన్ కణాలు ఎలా స్పందిస్తాయో పరిశోధించడం ద్వారా లేదా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి గ్యాంగ్లియన్ కణాలను నేరుగా ప్రేరేపించడం ద్వారా. ఎలెక్ట్రిక్ కరెంట్ యొక్క ప్రత్యక్ష ఇంజెక్షన్ సాధారణంగా ఇన్‌పుట్‌తో అందించే కణాలను ప్రమేయం లేకుండా కూడా న్యూరాన్ల లక్షణాలను పరిశోధించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
“మేము విద్యుత్ ప్రవాహంతో కణాలను నేరుగా ప్రేరేపించినప్పుడు, అవి కాంతికి గురైనప్పుడు ఉత్పత్తి చేసే సిగ్నలింగ్ నమూనాను చాలా పోలి ఉన్నాయని మేము కనుగొన్నాము” అని పాల్ వెర్గింజ్ చెప్పారు. “కాంతికి గురైనప్పుడు ఎక్కువ కాలం పాటు పెరిగిన కార్యాచరణ నమూనాను చూపే గ్యాంగ్లియన్ కణాలు విద్యుత్‌తో ప్రేరేపించబడినప్పుడు కూడా అలా చేస్తాయి.”
ఈ కణాల యొక్క సిగ్నలింగ్ నమూనాల మధ్య వ్యత్యాసం రెటీనా సర్క్యూట్రీలో వేర్వేరు ఇన్‌పుట్‌లను స్వీకరించడం వల్ల మాత్రమే కాదు — పొడవైన లేదా తక్కువ సిగ్నలింగ్ సీక్వెన్స్‌లను ఉత్పత్తి చేసే ధోరణి కణాల యొక్క అంతర్గత లక్షణం.
“ఇది ఆశ్చర్యకరమైనది కాని సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు దృష్టికి చాలా ముఖ్యమైనది” అని పాల్ వెర్గింజ్ అభిప్రాయపడ్డారు. “కణ రకాల మధ్య ఈ వ్యత్యాసాలు రెటీనా యొక్క అభివృద్ధి దశలో చాలా ముందుగానే ఉత్పన్నమవుతాయి.”
స్థిరమైన తేడాలు — అంధత్వంతో కూడా
ఒక ముఖ్యమైన ప్రశ్న మిగిలి ఉంది: ఇవి కణాల యొక్క అంతర్గత లక్షణాలు అయితే, కణాలు వాటి అసలు పనితీరును కోల్పోయినప్పటికీ ఈ లక్షణాలు స్థిరంగా ఉంటాయా – ఉదాహరణకు, రెటీనా యొక్క ఫోటోసెన్సర్లు ఇకపై పని చేయకపోతే? ఈ సందర్భంలో కణాల ప్రవర్తన మారాలని అనుకోవచ్చు. అన్నింటికంటే, ఇకపై అవసరం లేని నాడీ కణాలు మెదడు లోపల పునర్వ్యవస్థీకరించబడతాయని తరచుగా గమనించవచ్చు. ఒక వేలు పోగొట్టుకుంటే, ఉదాహరణకు, ఈ వేలు నుండి వచ్చే సంవేదనాత్మక సంకేతాలకు కారణమైన నాడీ కణాలు కేవలం క్రియారహితంగా ఉండవు, అవి తిరిగి మార్చబడతాయి మరియు ఇతర ప్రయోజనాల కోసం తిరిగి ఉపయోగించబడతాయి.
అయినప్పటికీ, రెటీనా గ్యాంగ్లియన్ కణాలకు ఇది భిన్నంగా ఉంటుంది: “మేము 200 రోజులు అంధత్వంతో ఉన్న ఎలుకల కణాలను పరిశీలించాము మరియు వాటి రెటీనా గ్యాంగ్లియన్ కణాలు ఇప్పటికీ అదే లక్షణాలను చూపించాయి: కొన్ని ఎలక్ట్రికల్‌తో కొద్దిసేపు చురుకుగా ఉండేలా చేయవచ్చు. ఇన్పుట్, ఇతరులు ఎక్కువ కాలం పాటు,” పాల్ వెర్గింజ్ చెప్పారు. కాబట్టి కణాలు నిర్దిష్ట సంకేతాలను అందించడానికి వాటి అంతర్గత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
అంధ రోగులలో కోల్పోయిన ఫోటోరిసెప్టర్‌లను భర్తీ చేయడానికి వేలాది ఎలక్ట్రోడ్‌ల ద్వారా విద్యుత్ ప్రేరణను ఉపయోగించే రెటీనా ఇంప్లాంట్ల అభివృద్ధికి ఇది శుభవార్త అని పాల్ వెర్గింజ్ చెప్పారు: “వివిధ కణ రకాల మధ్య స్థిరమైన తేడాలు ఉంటే, ఇప్పటికే ఉన్న గ్యాంగ్లియన్ కణాలను ఉపయోగించుకోవచ్చు. అంధత్వం తర్వాత కూడా భవిష్యత్తులో వారి కోసం మెరుగైన ఉద్దీపన వ్యూహాలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు.”
