Poznato je da ljudi doživljavaju okruženje oko sebe drugačije na osnovu situacije u kojoj se nalaze i sopstvenih osećanja i senzacija. Unutrašnja stanja, kao što su strah, uzbuđenje ili glad, tako mogu uticati na načine na koje se senzorne informacije obrađuju i registruju u mozgu.
Istraživači iz Medicinskog centra Beth Israel Deaconess, Dečje bolnice u Bostonu i Univerziteta u Pekingu nedavno su sproveli studiju koja istražuje moguće efekte serotonina, neurotransmitera za koji se zna da reguliše san, raspoloženje, seksualnu želju i druga unutrašnja stanja, na obradu vizuelnog informacije. Njihovi nalazi, objavljeni u Neuronu, sugerišu da serotonergički neuroni u moždanom stablu (tj. centralnom deblu mozga sisara) zatvaraju prenos vizuelnih informacija od očiju do talamusa, oblasti mozga u obliku jajeta.
„Poznato je da unutrašnja stanja utiču na senzornu percepciju i obradu, ali se generalno smatralo da se to dešava u korteksu ili talamusu“, rekao je za Medical Kspress Činfej Čen, jedan od istraživača koji su sproveli studiju. “ Jedna od naših prethodnih studija otkrila je da uzbuđenje može potisnuti određene kanale vizuelnih informacija u ranijoj fazi vizuelnog puta – na vezi između mrežnjače miša i talamusa, pre nego što informacije uopšte stignu do mozga. Ovaj oblik ‘filtriranja’ informacija sugeriše veoma efikasno sredstvo za obradu samo relevantnih informacija.“
Prethodne studije su takođe otkrile da su unutrašnja stanja, uključujući uzbuđenje, posredovana neuromodulatornim sistemima u moždanom stablu i drugim oblastima ispod korteksa, uključujući serotonergički sistem. Ovo je u suštini sistem odgovoran za regulisanje fizioloških stanja putem prenosa serotonina.
Čen, njen saradnik Mark Anderman i njihove kolege posebno su istraživali efekte serotonina na ranu obradu vizuelnih informacija i njihov prenos iz očiju u talamus. Da bi to uradili, koristili su tehniku poznatu kao dvofotonsko snimanje kalcijuma da bi pratili aktivnost pojedinačnih aksona mrežnjače u mozgu budnih miševa dok su gledali vizuelne slike na kompjuterskom monitoru.
Dok su ispitivali miševe, istraživači su takođe povećali oslobađanje serotonina u talamusu, optogenetski stimulišući serotonergičke neurone dok su ulazili u talamus. Optogenetska stimulacija je istraživačka tehnika koja se koristi za intenziviranje aktivnosti skupa genetski definisanih neurona pomoću svetlosti.
„Odlučili smo da se posebno fokusiramo na serotonin jer je naš prethodni rad na kriškama mozga miša pokazao da serotonin može potisnuti oslobađanje neurotransmitera iz retinotalamičke sinapse preko specifičnog receptora serotonina, 5HT1b receptora“, objasnio je Čen.
Eksperimenti koje je sproveo ovaj tim istraživača dali su veoma zanimljive rezultate. Posebno su pokazali da serotonin može potisnuti signale kalcijuma u aksonima mrežnjače i oslobađanje glutamata u talamusu. Ovo na kraju smanjuje prenos vizuelnih signala od oka do talamusa.
Kada su detaljnije analizirali svoje rezultate, Anderman, Čen i njihove kolege su otkrili da neke klase aksona mrežnjače imaju tendenciju da budu više potisnute serotoninom, pri čemu su klase koje su reagovale na široke promene nivoa svetlosti više pogođene od onih koje reaguju na fini vizuelni efekat. detaljima.
Istraživači su takođe uporedili selektivnu modulaciju uočenu u njihovim eksperimentima sa onom koja se prirodno javlja kada su životinje ili ljudi jako uzbuđeni. Otkrili su da periodi visokog uzbuđenja koji nisu bili praćeni povećanjem oslobađanja serotonina imaju tendenciju da potiskuju aksone mrežnjače koji prenose informacije o finim detaljima, a ne promene nivoa svetlosti.
Sve u svemu, rezultati ove studije potvrđuju da različita unutrašnja stanja mogu uticati na obradu različitih vrsta vizuelnih informacija. U budućnosti bi ovaj uvid mogao da informiše nove studije koje istražuju uticaj neuromodulatornih sistema na nizvodne oblasti mozga i na percepciju kod životinjskih modela i ljudi, što bi potencijalno dovelo do zanimljivih novih otkrića.
„Sada planiramo da nastavimo da istražujemo kako serotonin menja talamički izlaz u korteks uzimajući u obzir druge komponente veza između korteksa i talamusa koje obrađuju dolazne informacije o mrežnjači“, dodao je Čen. „Pored toga, istražićemo efekte drugih poznatih neuromodulatora retinotalamičke veze, uključujući inhibitorni prenos.“
