الکترورتینو گرافی

مترجم:سیاوش سخاوی

به نام خداوندی که در چیز ساده ای مثل دیده ، مکنیزم هایی قرار داد که در ظرافت نظیر ندارند .....

الکترورتینو گرافی روشی برای ثبت فعالیت الکتریکی سلول های چشم از جمله فوتورسپتور ها و سلول های گانگلیونی است .برای ثبت پتانسیل ها چشم تحریک می شود و پتانسیل ایجاد شده ثبت می شود . بعضی از تحریک ها بوسیله ی فلاش های نوری و یا لز طریق الگو های شطرنجی می باشد . حالت های مختلفی برای قرار دادن الکترود ها وجود دارد . الکترود ها ممکن است روی قرنیه قرار بگیرند یا مستقیما برروی شبکیه و یا بر رو ی فضای اطراف چشم بر رو ی عضله ها .


نمودار ERG به 3 قسمت تقسیم می شود :موج a،موج b و موج c . برای پیدا کردن چگونگی ایجاد این تقسیمات rognur Granit در سال1933 آزمایشاتی روی چشم گربه انجام داد. وی مقداری داروی بی حسی به چشم اضافه کرد . سه نمودار از این بررسی ها ایجاد شد .P-I ، P-II،P-III . نمودار P-I نموداری آهسته و مثبت است (اهسته به این معنا که مقدار آن به آهستگی زیاد می شود ).P-II در ابتدا سریع افزایش می یابد و به ماکزیمم خود می رسد و بعد از مدتی به متوسطی می رسد. P-III نموداری منفی است و سریعتر از دو نمودار دیگر عکس العمل نشان می دهد .


موج C که متناسب با P-I می باشد ، توسط اپیتلیوم رنگدانه ای ایجاد می شود .بای اثبات این حرف ماده ای را به این قسمت تزریق شد . این ماده باعث شد که از فعالیت اپیتلیوم کاسته شود .در نتیجه موجCاز روی نمودار ERG از بین رفت . البته باید در نظر گرفت که رسپتور ها بر روی تشکیل این موج بی تاثیر نیستند . چون عکس العمل فوتورسپتور ها باعث می شود یون های بین سلولی تغییر کرده. و درنتیجه روی پتانسیل اپیتلوم تاثیر می گذارد .پس می توان گفت موجc علاوه بر اپی تلیوم رنگدلنه ای از فعلیت رسپتور ها نیز سرچشمه میگیرد .
موج a از تاثیر p-III بر روی نمودار ERG تشکیل می شود . هنگامی که ترتباط بین رسپتور ها و سلول های د قطبی قطع شود ، موجb از روی نمودار بردشته می شود . برای قطع ارتباط بین این سلول ها کافی است که ماده ای میانجی انتشار یافته از رسپتور ها (که برای تحریک سلول های دوقطبی انتشار پیدا کرده بودمد ) خنثی شود . برای این کار از آگونیست آنها استفاده می شود . البته قبل از این روش نیز P-III از روی الکترود هایی که بر روی شبکیه قرارا گرته بودند نیز بدست آمد . روش استفاده از آگونیست روشی دارویی است .بدین ترتیب برای به دست آوردن P-III کافی است سلول های اپی تلیوم رنگدانه ای و سیناپس های فوتو رسپتور ها قطع شود ؛ از این حرف می توان نتیجه گرفت که موجa فعالیت رسپتورها را نشان می دهد.
همانطور که که گفته شد با قطع ارتباط بین رسپتور ها با سلول های دیگر ، از طریق خنثی کردن ماده ی میانجی ، موج b حذف می شود . به طور کلی ، هر عاملی که باعث قطع این رابطه می شود ، موجb را از بین می رود . با توجه به آزمایشاتی که انجام گرفته می شود ، مشاهده شد که P-II عامل ایجاد کننده ی موج b است و از بررسی های بیشتر نتیجه گرفته شد که این موج از فعالیت های سلول های قطبی ( مخصوصا سلول های قسمت میانی ( منطقه ی فاویا) ایجاد می شود .




به نقل از : www.bioemm.com
منبع :webvision.med.utah.edu/ClinicalERG.html

فعالیت الکتریکی چشم

نویسنده: محبوبه شاه علی - دانشجوی كارشناسی ارشد بیوالكتریك دانشگاه امیركبیر

مطالعات اخیر نشان داده است كه راه های سیگنال دهی استوانه ها به صورت های مختلف و پیچیده ای در شبكیه انجام میشود، دلیل وجود چنین راه های متعددی برای استوانه ها هنوز نامعلوم است و مدلسازی كامپیوتری در درك این موضوع كمك شایانی میكند. گام اول در ساختن یك مدل واقعی از شبكیه برای مطالعه راههای سیگنالدهی استوانه ها، ساختن مدلی از خود سلول گیرنده نوری استوانه ای است. امروزه دانشمندان و محققان به دنبال راهی جهت اعمال تحریكهای سیستم بینایی است تا بتواند دركی از بینایی را برای برخی افراد نابینا فراهم كند كه مدلسازی كامپیوتری شبكیه و چگونگی سیگنال دهی سلولها و تعاملات آنها كمك شایانی به این هدف میكند. در این مقاله ابتدا در رابطه با فیزیولوژی، پتانسیل و جریانهای یونی موجود در گیرنده نوری استوانهای و سپس مدل استفاده شده جهت شبیه سازی و نتایج شبیه سازی بیان خواهد شد. در انتها نیز نتیجه گیری ارائه میگردد.

گیرنده نوری استوانه

شكل (1) طرحی از اجزای یك گیرنده نوری استوانه ای را نشان میدهد. همان طور كه مشاهده میشود قطعه خارجی استوانه، استوانه ای شكل است. قسمتهای عملكردی هر استوانه به قرار زیر است: (1) قطعه خارجی (outer segment)، (2) قطعه داخلی(inner segment)، (3) هسته (nucleus)، (4) جسم سیناپسی (synaptic body).
پتانسیل گیرنده استوانه به صورت هایپرپلاریزاسیون (hyperpolarization) است نه دپلاریزاسیون (depolarization). وقتی استوانه در معرض نور قرار میگیرد، پتانسیلی كه در آن ایجاد میشود با پتانسیلی كه تقریبا در تمام گیرندههای حسی دیگر ایجاد میگردد، متفاوت است. به عبارت دیگر تحریك استوانه باعث ا فزایش پتانسیل منفی در غشای استوانه میشود كه همان وضعیت هایپرپلاریزاسیون (افزایش بیش از معمول بار منفی) است. این دقیقا عكس فرآیند دپلاریزاسیون یا كاهش پتانسیل منفی است كه تقریبا در تمام گیرندههای حسی دیگر رخ میدهد. این امر توسط كانالهای وابسته به ولتاژ، پراكنده در غشای سلول ایجاد میشود. یك نظریه بدین ترتیب است كه وقتی ردوپسین(ماده شیمیایی حساس به نور در استوانه ها) تجزیه میشود، هدایت غشای قطعه خارجی استوانه برای یون سدیم كاهش مییابد كه این امر سبب هایپرپلاریزاسیون كل غشای استوانه به این طریق میشود كه قطعه داخلی دائما سدیم را از درون استوانه به بیرون پمپ میكند و بدین ترتیب پتانسیل منفی در سمت درونی كل سلول پدید میآورد، اما قطعه خارجی استوانه كه دیسكهای گیرنده نور در آن واقع است، كاملا متفاوت است: در اینجا غشای استوانه در شرایط تاریكی نسبت به سدیم بسیار نشت پذیر است.
بنابراین یون مثبت سدیم پیوسته به درون استوانه باز میگردد و از این طریق بخش زیادی از پتانسیل منفی درون كل سلول را خنثی میكند. لذا در شرایط طبیعی و در تاریكی كه استوانه برانگیخته نیست، بار منفی درون غشای استوانه به جای آنكه نظیر بیشتر گیرندههای حسی دیگر 70- تا 80- میلی ولت باشد، كمتر است و در حدود 40- میلی ولت میباشد. در زمانیكه ماده شیمیایی حساس به نور در استوانه ها(ردوپسین) در معرض نور قرار گیرد شروع به تجزیه شدن میكند و بدین ترتیب هدایت غشای قطعه خارجی برای ورود سدیم به داخل استوانه كاهش مییابد، درحالیكه یون سدیم همچنان از غشای قطعه داخلی به بیرون پمپ میشود. لذا اینك تعداد یونهای سدیم كه به بیرون رانده میشود بیش از تعدادی است كه به داخل نشت میكند. یون سدیم مثبت است در نتیجه خروج آن از استوانه باعث افزایش بار منفی درون غشا میشود. هر چه مقدار انرژی نوری كه به استوانه میخورد، بیشتر باشد بار منفی داخل یعنی هایپلاریزاسیون بیشتر خواهد بود. پتانسیل غشا بر اثر حداكثر شدت نور به 70- تا 80- میلی ولت كه نزدیك پتانسیل استراحت یون سپتاسیم در طرفین غشا است، میرسد.

هنگامی كه یك پالس لحظه ای نور به شبكیه برمی خورد، هایپرپلاریزاسیون گذرایی در استوانهها ایجاد میشود كه ظرف حدود 0.3 ثانیه به اوج خود میرسد و بیش از یك ثانیه طول میكشد. تصویری كه تنها یك میلیونیم ثانیه بر روی استوانه های شبكیه افتاده گاهی میتواند بیش از یك ثانیه احساس دیدن آن تصویر را به وجود آورد.
یكی از ویژگیهای پتانسیل گیرنده این است كه اندازه آن تقریبا متناسب با لگاریتم شدت نور است. این امر بسیار مهم است زیرا به چشم اجازه میدهد محدوده قابل تمیز شدت نور را چندین هزار برابر بزرگتر از زمانی سازد كه چنین رابطهای وجود ندارد.

شبكیه چشم در هر ثانیه 10 میلیون بیت اطلاعات به مغز ارسال می كند

  پژوهشگران دریافته اند كه شبكیه چشم انسان قادر است در هر ثانیه 10 میلیون بیت ورودی بصری را به مغز انتقال دهد كه در مقام مقایسه، این سرعت مشابه سرعتی است كه یك ارتباط اترنت برای انتقال اطلاعات از آن بهره می برد.
به گزارش سایت انجمن درمانگران ایران (IranHealers.com)محققان دانشگاه »پنسیلوانیا« معتقدند این تحقیق می تواند مقایسه ای دقیق از عملكرد اعصاب طبیعی با انواع مصنوعی ارائه كند و بدین شكل در آینده ای نزدیك می توان سیستم های بینایی مصنوعی را با كاربردهای مختلف طراحی كرد.

دانشمندان با استفاده از شبكیه سالم موش آزمایشگاهی، اقدام به ثبت پالس های الكتریكی منتشره از سلول های گره ای و محاسبه سرعت انتقال داده ها توسط شبكیه چشم انسان كرده اند.

در مقام مقایسه، در قالب یك ارتباط اترنت، اطلاعات با سرعتی معادل 10 تا 100 میلیون بیت در ثانیه منتقل می شود. محققان در دهه های قبل دریافتند 10 تا 15 نوع سلول گره ای درون شبكیه چشم وجود دارد كه وظیفه آنها ردیابی و شناسایی حركات مختلف و سپس ارسال تصویری كامل به مغز می باشد. اكنون محققان درمطالعات جدید موفق به اندازه گیری میزان اطلاعاتی شده اند كه 7 نوع از این سلول های گره ای به مغز را منتقل می كنند.

منبع:http://www.iranhealers.com