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Lateral spread of light-induced potentials along different cell layers in the teleost retina

1969; Elsevier BV; Volume: 9; Issue: 8 Linguagem: Inglês

10.1016/0042-6989(69)90095-9

1878-5646

Koroku Negishi, Vesna G. Sutija,

Spectroscopy Techniques in Biomedical and Chemical Research

By displacing a spot of white light (0.25 mm in dia.), in steps of 0.25 mm along a straight line over the receptor surface, the extent of the lateral spread of light-induced potential recorded intracellularly and the related spike discharges were investigated in the isolated retina of fishes (Gerridae, Centropomidae and Mugilidae). Hyperpolarizing S-potentials were found to spread laterally along each layer of horizontal cells and of a class of amacrine cells. The S-potential amplitude was maximal at the center of the light spot, and decayed to one half of its maximum when the light spot was displaced 0.5 to 1.5 mm away from the recording point; differences in the half decay distance along different horizontal and amacrine cell layers were statistically significant. In the inner plexiform layer, various types of light-induced (sustained or on-off transient) potentials were recorded intracellularly. Although some of these sustained potentials were C-type S-potentials, the others were assumed to arise from spike-producing cells. The lateral distribution of these potentials varied widely from cell to cell, and some of the sustained potentials showed polarity reversal with distance, from the central hyperpolarizing to the peripheral depolarizing response, or vice versa. The spatial changes observed in spike discharge pattern were closely related to the changes in the sustained potentials exhibiting the polarity reversal or in the depolarizingon-off transients. En de´plaçant une tache de lumie´re blanche de 0,25 mm de diame`tre par sauts de 0,25 mm le long d'une droite sur la surface du re´cepteur, one´tudie la diffusion late´rale du potentiel induit par la lumie´re, enregistre´dans les cellules, ainsi que les de´charges (“spikes”) corre´latives, dans la re´tine isole´e de poissons (Gerridae, Centropomidae, et Mugilidae). On trouve que les potentiels S hyperpolarisants se diffusent late´ralement le long de chaque couche de cellules horizontales et d'une classe de cellules amacrines. L'amplitude du potentiel S est maximale au centre de la tache lumineuse, et diminue de moitie´quand la tache est de´place´e de 0,5a´1,5 mma´partir du point d'enregistrement; les diffe´rences dans cette distance de diminution de moitie´posse`dent une signification statistique le long des diffe´rentes couches de cellules horizontales et amacrines. Dans la couche plexiforme interne, on enregistre dans les cellules divers types de potentiels induits par la lumie´re (constants ou transitoireson-off). Certains de ces potentiels constants sont des potentiels S du type C, mais d'autres sont suppose´s provenir des cellules qui produisent les de´charges. La distributtion late´rale de ces potentiels varie beaucoup d'une cellulea´l'autre, et la polarite´de certains potentiels constants se renversea´une certaine distance, passant d'une re´ponse centrale hyperpolarisantea´une re´ponse pe´riphe´rique de´polarisante ou vice versa. Les changements spatiaux observe´s dans la succession des de´charges sonte´troitement lie´s aux changements des potentiels constants qui montrent un renversement de polarite´, ou aux re´ponses transitoire, on-off de´polarisantes. In isolierten Fischnetzha¨uten (der Gerridae, Centropomidae und Mugilidae) untersuchte man die seitliche Streuung des durch Licht hervorgerufenen Potentiales mittels intrazellulla¨rer Registrierung und der ihm bezu¨glichen Aktionspotentiale, indem man einen weissen Lichtpunkt (Durchmesser = 0.25 mm) in 0.25 mm-Schritten geradlinigu¨ber die Rezeptorenfla¨che bewegte. Hyperpolarisierende S-Potentiale streuten sich seitlich entlang jeder Schichte der Horizontalzellen und einer Art der Amakrinen. Die Gro¨sse des S-Potentials erreichte ihr Maximum an der Lichtpunktmitte und fiel zur Ha¨lfte ab, sobald er von 0.5 bis 1.5 mm vom Registrierungspunkt entfernt war, Unterschiede zwischen den Halbabfallsdistanzen in verschiedenen Horizontal- und Amakrinschichten waren statistisch gesichert. In der inneren Fasernschicht konnte man verschiedene lichtbedingte Potentiale, die oder zeitweilig on-off besta¨ndig waren, intrazellula¨r registrieren. Obzwar einige der letzteren S-Potentiale Typus C waren, wurde es angenommen, dass die anderen von solchen Zellen herkommen, welche Aktionspotentiale erzeugen. Die seitliche Streuung jener Potentiale unterschied sich stark von Zelle zu Zelle und einige der besta¨ndigen Potentiale zeigten eine Polarisationsumkehrung, wenn sich die Entfernung vergro¨sserte, indem inder zentralen Antwort Hyperpolarisierung und inder peripha¨ren Depolarisierung, oder umgekehrt, beobachtet wurden. Die ra¨umlichen Vera¨nderungen des Entladungsmusters waren eng auf Vera¨nderungen in denjenigen Potentialen bezogen, welche die Polarisationsumkehrung oder zeitweilige depolarisierende on-off-Antworten zeigten. Пyтeм пepeмeщeния пятнa бeлoгo cвeтa (0,25 мм в диaмeтpe) cтyпeнями в 0,25 мм пo пpямoй линии хepeз пoвepхнocть peцeптopa, былo иccлeдoвaнo лaтepaльнoe pacпpocтpaнeниe индyциpoвaнных cвeтoм пoтeнциaлoв. зaпиcaнных внyтpиклeтoхнo, и cвязaнных c ними импyльcных paзpядoв в изoлиpoвaннoй ceтхaткe pыб (Gerriade, Centropromidae, Mugilidae). Былo нaйдeнo, хтo гипepпoляpизиpyющиe S-пoтeнциaлы pacпpocтpaняютcя лaтepaльнo вдoль кaждoгo cлoя гopизoнтaльных клeтoк и вдoль клacca aмaкpинoвых клeтoк. Aмплитyдa S-пoтeнциaлa былa мaкcимaльнoй в цeнтpe cвeтoвoгo пятнa и пoнижaлacь нa пoлoвинy cвoeй вeлихины пpи cмeщeнии cвeтoвoгo пятнa нa 0,5-1,5 мм в cтopoнy oт мecтa oтвeдeния; дaнныe paзлихия для paзлихных cлoeв гopизoнтaльных и aмaкpинoвых клeтoк были cтaтиcтихecки знaхимы. Bo внyтpeннeм плeкcифopмнoм cлoe были зapeгиcтpиpoвaны внyтpиклeтoхнo paзлихныe типы индyциpoвaнных cвeтoм пoтeнциaлoв (ycтoйхивыe или жe тpaнзитopныe on-off пoтeнциaлы). Xoтя нeкoтopыe из этих ycтoйхивых пoтeнциaлoв cooтвeтcтвoвaли C-типy S-пoтeнциaлoв, в oтнoшeнии дpyгих пpeдпoлaгaeтcя, хтo oни вoзникaют в клeткaх, гeнepиpyющих cпaйкoвyю aктивнocть. Лaтepaньнoe pacпpeдeлeниe этих пoтeнциaлoв вapииpoвaлo в шиpoкoй cтeпeни oт клeтки к клeткe, a нeкoтopыe ycтoйcхивыe пoтeнциaлы измeняли cвoю cвoю пoляpнocть пpи cмeщeнии пятнa (oт гипepпoляpизaции в цeнтpe к дeпoляpизaции нa пepифepии) и vice versa. Пpocтpaнcтвeнныe измeнeния, нaблюдaeмыe в пaттepнe импyльcных paзpядoв, были тecнo cвязaны c измeнeниями пocтoянных пoтeнциaлoв, выpaжaяcь либo в пepeмeнe пoляpнocти, либo жe в дeпoляpизaции тpaнзитopных on-off-peaкций.