Сетчатка работает со скоростью Ethernet

Сетчатка фактически представляет собой часть мозга, которая «выросла» в глазу и обрабатывает нервный сигнал при обнаружении света. Нервные ганглии (образующие своеобразный «пучок» — зрительный нерв) передают сигнал от сетчатки в высшие отделы мозга, а другие клетки сетчатки осуществляют первичный анализ зрительной информации.

Большинство исследований посвящено изучению механизма зрения. Ученые из медицинского факультета университета Пенсильвании постарались ответить на вопрос: насколько быстро оно работает? Для этого при помощи микроэлектродов регистрировались электрические импульсы ганглиев подопытных морских свинок, сообщает PhysOrg. Анализ электрических импульсов от сетчатки при просмотре различных «фильмов» показал, что в ней можно выделить клетки двух типов — быстрые, «резкие» и медленные, «вялые». Быстрые клетки способны индуцировать намного больше импульсов в секунду, чем медленные.

Но какова же связь между пиками импульсов и посылаемой сетчаткой информацией? Как говорит один из соавторов исследования, Виджай Баласубраманиан (Vijay Balasubramanian), информация пересылается именно за счет комбинации и формы импульсов.

Ученые оцифровали форму пиков и подсчитали (в битах в секунду), сколько информации они несут. Оказалось, что около 100 тыс. ганглиев сетчатки морской свинки могут передать порядка 875 тыс. бит информации в секунду. Причем, более многочисленные медленные клетки передают большую часть информации. Поскольку в сетчатке человека около 1 млн. ганглиев, получается, что она способна передавать данные со скоростью примерно 10 млн. бит в секунду. Для сравнения, через Ethernet информация передается со скоростью от 10 до 100 млн. бит в секунду.

#gallery#

Как говорит руководитель работы Кристин Кох (Kristin Koch), «индукция импульсов — метаболически „дорогой“ процесс. Очевидно, импульсы от медленных клеток оказываются „дешевле“ — требуют меньших затрат энергии, поскольку они передают больше информации с каждым импульсом. Если требуется быстрая передача зрительной информации в мозг, задействуются быстрые клетки. Если же такой необходимости нет, на передачу информации работают более экономичные медленные клетки, что снижает затраты энергии». Получается, что именно этот тип клеток передает в мозг наибольшее количество информации.