Phát hiện cách truyền tín hiệu đặc biệt của mắt đến não

Một tập hợp nhỏ các tế bào thần kinh võng mạc giao tiếp theo cách khác với phần còn lại của mắt.

Trong nhiều thập kỷ, các cuốn sách sinh học đều nói rằng mắt giao tiếp với não chỉ bằng một kiểu đường truyền tín hiệu. Nhưng một khám phá mới đây cho thấy một số tế bào thần kinh võng mạc có một con đường đi ít được biết đến.

Nghiên cứu mới này do các nhà nghiên cứu của Trường đại học Tây Bắc, Mỹ, chủ trì. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng một tập hợp nhỏ các tế bào thần kinh võng mạc gửi các tín hiệu ức chế đến não.

Trước đây, các nhà nghiên cứu cho rằng mắt chỉ gửi các tín hiệu kích thích. Nói một cách đơn giản, việc truyền tín hiệu kích thích làm cho các tế bào thần kinh hoạt động mạnh hơn còn truyền tín hiệu ức chế làm tế bào thần kinh hoạt động ít hơn.

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng tập hợp nhỏ các tế bào thần kinh võng mạc này có liên quan đến các hành vi tiềm thức, như là đồng bộ hóa nhịp sinh học với chu kỳ sáng/ tối và co thắt đồng tử khi gặp ánh sáng mạnh. Hiểu được chức năng của các tế bào thần kinh này, các nhà nghiên cứu có thể khám phá thêm những cách thức mà ánh sáng ảnh hưởng đến hành vi của chúng ta.

Những tín hiệu ức chế này ngăn đồng hồ sinh học của chúng ta khỏi bị cài đặt lại để giảm ánh sáng và ngăn ngừa co thắt đồng tử trong ánh sáng yếu. Cả hai việc này đều điều chỉnh thị lực cho phù hợp và điều chỉnh các chức năng thường ngày. Kết quả nghiên cứu này đã giúp các nhà nghiên cứu hiểu được vì sao mắt của chúng ta lại cực kỳ nhạy cảm với ánh sáng nhưng các hành vi tiềm thức của chúng ta lại chỉ nhạy cảm một cách tương đối với ánh sáng.

Để tiến hành nghiên cứu này, nhóm các nhà khoa học đã vô hiệu quá các tế bào thần kinh võng mạc chịu trách nhiệm đưa tín hiệu ức chế ở vật thí nghiệm là chuột. Khi các tín hiệu này bị chặn lại, ánh sáng mờ đã thay đổi nhịp sinh học của chuột hiệu quả hơn. Điều đó cho thấy có một tín hiệu từ mắt có tác dụng ức chế tích cực nhịp sinh học khi ánh sáng môi trường thay đổi.

“Đây là điều mà các nhà nghiên cứu không hề lường trước. Tuy vậy, việc này cũng có một ý nghĩa nhất định, bởi vì bạn không muốn điều chỉnh toàn bộ đồng hồ sinh học của mình chỉ vì những nhiễu loạn nhỏ trong chu kỳ sáng/ tối của môi trường. Bạn chỉ muốn điều chỉnh nhiều nếu có thay đổi lớn về ánh sáng” – Ông Schmidt, Giáo sư dự khuyết ngành sinh học thần kinh của Trường đại học Khoa học Weinberg, thuộc Đại học Tây Bắc, người tham gia vào nghiên cứu cho biết.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng khi các tín hiệu ức chế từ mắt bị ngăn chặn thì đồng tử của chuột nhạy cảm ơn với ánh sáng.

Tiến sĩ Takuma Sonoda, người cùng tham gia vào nhóm nghiên cứu cho biết “Giả thuyết của chúng tôi là cơ chế này giữ cho đồng tử không bị hạn chế trong điều kiện ánh sáng yếu. Các tín hiệu ức chế làm tăng lượng ánh sáng chiếu vào võng mạc và giúp chủ thể nhìn rõ hơn trong điều kiện ánh sáng yếu. Cơ chế này giải thích vì sao đồng tử không bị hạn chế hoàn toàn cho đến khi ánh sáng trở nên mạnh hơn”.