Science：提醒视网膜波通过模拟将来视流完成视觉活动检测

2021年7月23日讯/BIOON/---小鼠视觉体系的根本回路特征在视觉开端之前就呈现了，使小鼠可能在睁眼时立刻感知物体和探测视觉活动。小鼠的视觉体系若何在没有构造化的内部感觉输出的环境下，在睁眼时完成自我组织，今朝还不是很分明。在没有感觉驱动的环境下，发育中的视网膜会以传达波的模式发生自发运动。过来的研讨任务已标明，自发的视网膜波提供了相关的运动，这对欠缺上游视觉区域的总地形图的倒退是需要的，如视网膜拓扑映射（retinotopy）和眼球特同性拆散，但今朝还不分明视网膜波是否也传播了批示开眼时高阶视觉反馈个性（如偏向选择性）发生的信息。

自发的视网膜波在整个发育进程中表示出固定的时空变动形式。为了确定视网膜波在发育进程中的时空个性，来自美国耶鲁年夜学医学院的研讨职员在一项新的研讨中对清醒的重生小鼠投射到上丘（superior colliculus）的视网膜轴突使用了单光子宽场钙成像。相关研讨成果颁发在2021年7月23日的Science期刊上，论文题目为“Retinal waves prime visual motion detection by simulating future optic flow”。

这些作者发现了一种一致的传达方向产生在睁面前目今不久的一个长久的发育窗口。通过定量阐发，他们研讨了无方向性偏差的视网膜波是否传播了与将来视觉输出无关的行动学信息。为明晰解偏向性视网膜波的来源，他们使用了药理学、光遗传学和遗传学战略来确定招致传达方向的视网膜回路。末了，为了评价定向视网膜波在视觉体系发育中的作用，他们使用药理学和学战略来恒久把持视网膜波的偏向性，并使用双光子钙成像来丈量睁眼后中脑上丘对视觉活动的反馈。

这些作者发现，小鼠的自发视网膜波在发育的长久窗口期（出身后第8天到第11天）表示出显明的从颞部到鼻部偏向的传达方向。偏向性视网膜波流（retinal wave flow）的空间几何学与前向自我活动发生的视流形式（optic flow pattern）十分吻合，这是开眼后一个次要的自然视流形式。他们在视网膜回路中发现了一种内涵的纰谬称性，这种纰谬称性增强了视网膜波的传达方向，波及到成体视网膜中活动检测所必须的雷同回路元件，特殊是通过γ-氨基丁酸A型（GABAA）受体在星爆型无长突细胞（starburst amacrine cell）中发生的纰谬称克制。末了，通过慢性给送gabazine药物阻断GABA能克制或星突胺细胞特同性FRMD7基因渐变来把持偏向性视网膜波，侵害了视网膜上游的上丘神经元对视觉活动发生反馈。

偏向性视网膜波的来源和功效，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abd0830。

综上所述，这些研讨成果标明，在视觉开端之前，发育中的视网膜的自发运动是构造化的，可以在视觉教训开端之前传播视觉反馈个性发生的根本信息。自发的视网膜波模拟了将来通过空间向前活动发生的视流形式，这是因为纰谬称的视网膜回路与成熟视网膜的活动检测回路有着退化上的激进分割。此外，偏向性视网膜波所转达的与行动学无关的信息在开面前目今加强了上游视觉体系中高阶视觉功效的发生。这些发现使人们深化相识在感觉教训开端之前调理年夜脑回路自我组织的运动依赖机制。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Xinxin Ge et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abd0830.