נחשפה מפת החיווט המפורטת ביותר של הראייה החדה

אזור זעיר ברשתית, שגודלו בערך כראש סיכה, מאפשר לנו לקרוא אותיות קטנות, לזהות פנים ולהבחין בפרטים ובצבעים. כעת הצליחו חוקרים למפות ברמת התא והקשר הבודד את מערכת החיווט שמאפשרת לו לבצע את המשימה הזאת.

המחקר פורסם (11.8.26) ב-PNAS ונערך בהובלת חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון. החוקרים השתמשו בשיטות חישוב ולמידה עמוקה כדי לשחזר את התאים ואת החיבורים ביניהם בדגימה של הגומה המרכזית - הפובאה - שברשתית האנושית. בסך-הכל מופו כ-3,000 תאי עצב ויותר מ-300 אלף קשרים ביניהם.

פחות מסלולים, יותר דיוק

החוקרים ציפו למצוא רשת מסועפת מאוד. כך פועלים חלקים רבים אחרים של הרשתית, שבהם מידע חזותי מועבר במסלולים מקבילים וחופפים.

אבל בגומה המרכזית התגלתה תמונה פשוטה בהרבה: המידע מתנקז בעיקר לשלושה מסלולים מרכזיים. החוקרים מדמים זאת למעבר מרשת של כבישים צדדיים רבים לכמה כבישים מהירים וישירים.

ההסבר האפשרי הוא שבאזור שאחראי לראייה המדויקת ביותר, מערכת עצבית מצומצמת ויעילה מאפשרת להעביר מידע במהירות ובאמינות גבוהה. החוקרים מעלים אפשרות שמבנה כזה תומך בדרישות המיוחדות של הראייה האנושית - מקריאת טקסט ועד הערכת מרחק בזמן נהיגה.

גם החיווט של הצבע שונה

המפה החדשה מצטרפת לעבודות קודמות של אותה קבוצה, שבהן התגלו בגומה האנושית חיבורים הקשורים לעיבוד צבע שאינם זהים לאלה שנמצאו אצל קופים. בפרט נמצאו הבדלים במסלולים המקבלים מידע ממדוכים הרגישים לאור באורכי גל קצרים, הקשורים בעיקר לתחושת הצבע הכחול.

המחקר הנוכחי מרחיב משמעותית את התמונה: במקום לבדוק מסלול בודד, החוקרים יצרו מפקד כמעט מלא של סוגי תאי העצב בגומה ובחנו כיצד הם מתחברים זה לזה.

תוכנית חיווט לשיקום הראייה

מעבר לסקרנות הבסיסית, למפה עשויה להיות חשיבות רפואית. הגומה המרכזית היא האזור שעליו אנו מסתמכים לראייה מפורטת, ופגיעה בו גורמת לאובדן משמעותי של הראייה המרכזית.

טיפולים עתידיים המבוססים על השתלת תאי רשתית, תאים שמקורם בתאי גזע או טכנולוגיות אחרות לשיקום הראייה יצטרכו לא רק להחזיר תאים חסרים - אלא גם לגרום להם להתחבר נכון לתאים שנותרו. המפה החדשה מספקת מעין "תוכנית חיווט" של הרשתית הבריאה שאליה ניתן יהיה להשוות ניסיונות כאלה.

מפה אחת אינה כל האנושות

יש למחקר מגבלה חשובה: המיפוי מבוסס על דגימת גומה אנושית אחת. לכן עדיין לא ברור אילו הבדלים קיימים בין בני אדם, בין גילים ובין רשתיות בריאות וחולות.

גם קונקטום הוא בראש ובראשונה מפה מבנית. הוא מגלה מי מחובר למי ובאיזו דרך, אבל אינו מספר לבדו כיצד כל תא מגיב בזמן אמת לאור, לצבע או לתנועה.

לכן גם שם המחקר זהיר: "Approaching a connectome of the human foveal retina" - מתקרבים לקונקטום של הגומה האנושית, ולא מכריזים שהמיפוי הסתיים לחלוטין.