Les cellules sensibles à la lumière de la rétine en développement - la fine couche de tissu semblable au cerveau située à l'arrière de l'œil - étaient auparavant considérées comme un simple interrupteur marche-arrêt, déterminant vraisemblablement les rythmes nocturnes de 24 heures des bébés dans l'utérus. . Des scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley ont désormais découvert que ces cellules simples communiquent réellement au sein d'un réseau interconnecté. Cela donne à la rétine une plus grande sensibilité à la lumière qu’on ne le pensait auparavant. Cela pourrait donc accroître l’influence de la lumière sur le comportement et le développement du cerveau de manière inattendue.
Les bébés dans l'utérus reconnaissent la lumière et les images
Les yeux des bébés qui se développent dans l'utérus peuvent contenir 3 % de cellules ganglionnaires. Ce sont les cellules de la rétine qui envoient des messages au cerveau via le nerf optique. Jusqu’à présent, les chercheurs ont découvert environ six sous-types différents qui communiquent avec différents emplacements du cerveau. Certains d'entre eux s'adressent également au noyau suprachiasmatiquenotre horloge internepour correspondre au cycle jour-nuit. D’autres envoient des signaux à la zone qui provoquent la contraction de nos pupilles sous une lumière vive.
Cependant, il en existe d’autres qui se connectent à des zones surprenantes : les perihabenula. Cela régule l’humeur, tandis que l’amygdale s’occupe des émotions. Des découvertes récentes suggèrent que ces cellules ganglionnaires chez la souris et le singe communiquent également entre elles via des connexions électriques. Ce sont ce qu’on appelle les jonctions lacunaires ou nexus.
"Compte tenu de la diversité de ces cellules ganglionnaires et du fait qu'elles se projettent dans de nombreuses parties différentes du cerveau, je me demande si elles jouent un rôle dans la façon dont la rétine se connecte au cerveau", a déclaré Marla Feller. Elle est professeur de biologie moléculaire à l'Université de Californie à Berkeley. Elle est également l'auteur principal d'un article publié ce mois-ci dans la revue Current Biology. « Peut-être pas pour les circuits visuels, mais pour les comportements non visuels. Non seulement le réflexe lumineux et le rythme circadien de la pupille, mais cela peut aussi expliquer des problèmes tels que les migraines induites par la lumière ou l'efficacité de la luminothérapie contre la dépression.
Systèmes parallèles dans le développement de la rétine
Les cellules, appelées cellules ganglionnaires rétiniennes photosensibles intrinsèques (ipRGC), ont été découvertes il y a seulement 10 ans. Cela a surpris Feller, qui étudiait le développement de la rétine depuis près de 20 ans. Avec son mentor Carla Shatz de l'Université de Stanford, elle a montré que l'activité électrique spontanée dans l'œil au cours du développement, appelée ondes rétiniennes, est cruciale pour la construction des réseaux cérébraux droits en vue du traitement ultérieur des images. D’où leur intérêt pour les ipRGC, qui semblent fonctionner en parallèle avec les ondes rétiniennes spontanées dans la rétine en développement. Il s’avère maintenant que les deux sont liés, ce qui est une découverte surprenante.
Franklin Caval-Holme, étudiant diplômé de l'Université de Berkeley, a combiné l'imagerie calcique à deux photons, l'enregistrement électrique de cellules entières, la pharmacologie et les techniques anatomiques. Il voulait montrer que les six types d’ipRGC présents dans la rétine des souris nouveau-nées sont électriquement connectés les uns aux autres via des jonctions lacunaires et forment une rétine sous forme de réseau. Les chercheurs ont découvert que les bébés non seulement détectent la lumière dans l’utérus, mais réagissent également à l’intensité de la lumière, qui peut changer près de milliards de fois.
Les chercheurs ont également découvert que le circuit s’accorde de manière à s’adapter à l’intensité de la lumière. Cela joue probablement un rôle important dans le développement, a déclaré Feller. « Il a été démontré par le passé que ces cellules sensibles à la lumière sont importantes pour le développement des vaisseaux sanguins de la rétine. « Cela semble prouver qu’ils tentent réellement de déchiffrer de nombreuses intensités lumineuses différentes. Ce faisant, ils codent beaucoup plus d’informations que ce que l’on pensait auparavant.
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