Space-time wiring specificity supports direction selectivity in the retina.
Space-time wiring specificity supports direction selectivity in the retina.
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哺乳动物的视网膜如何检测运动？视觉神经科学中的这个经典问题50年来一直没有得到解决。为了寻找线索，我们在EyeWire（一个由“公民神经科学家”组成的在线社区）的帮助下，在连续的电子显微镜图像中重建了Off型星爆无长突细胞（SAC）和双极细胞（BC）。基于视网膜中接触面积和分支深度的定量分析，我们发现证据表明，一种BC类型更喜欢与SAC树突接近SAC索马，而另一种BC类型更喜欢远离索马。已知近类型在视觉响应时间上滞后于远类型。一个数学模型显示了这种“时空连接特异性”如何赋予SAC树突以时空定向的感受野，从而选择性地对从索马向外移动的刺激做出反应。
How does the mammalian retina detect motion? This classic problem in visual neuroscience has remained unsolved for 50 years. In search of clues, we reconstructed Off-type starburst amacrine cells (SACs) and bipolar cells (BCs) in serial electron microscopic images with help from EyeWire, an online community of “citizen neuroscientists.” Based on quantitative analyses of contact area and branch depth in the retina, we found evidence that one BC type prefers to wire with a SAC dendrite near the SAC soma, while another BC type prefers to wire far from the soma. The near type is known to lag the far type in time of visual response. A mathematical model shows how such “space-time wiring specificity” could endow SAC dendrites with receptive fields that are oriented in space-time and therefore respond selectively to stimuli that move in the outward direction from the soma.
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