Cell Types and Connectivity Patterns in Mosaic Retinas

در بسیاری از بخش‌های سیستم عصبی مرکزی مهره‌داران و بی‌مهرگان، گروه‌هایی از سلول‌های عصبی یا گیرنده را می‌توان یافت که بر اساس یک الگوی دقیق و عملکردی تعریف‌شده مرتب و به هم متصل شده‌اند (برایتنبرگ، 1973؛ سانتینی، 1975؛ استراوسفلد، 1976؛ چان پالای، 1977). در این موارد، گروه‌هایی از اجسام سلولی یا سیناپس‌ها به‌عنوان پیکربندی‌های اساساً مشابه ظاهر می‌شوند، اما در جزئیات با یکدیگر متفاوت هستند. چنین الگوهای انتزاعی اتصال ماهیتی آماری دارند و در یک مثال داده شده اجازه پیش‌بینی مکان یا اتصالات یک سلول خاص را نمی‌دهند. بنابراین، "نمودارهای سیم کشی" را می توان تنها از تعداد زیادی از مشاهدات فردی به دست آورد. در مقابل، در چندین اندام حسی، الگوهای بتنی رخ می دهد که از آرایش منظم، موزاییک مانند و هندسی انواع سلول های مشابه تشکیل شده است. پایداری چنین موزاییکی امکان پیش‌بینی در مورد واحدهای خاصی از الگو را بر اساس تنها چند مشاهدات نمونه فراهم می‌کند. نمونه‌های معمولی در سیستم بینایی یافت می‌شوند: در چشم مرکب حشرات، هر اوماتیدیوم حاوی تعداد مشخصی سلول بینایی است که حول محور نوری در یک آرایه شش ضلعی گروه‌بندی شده‌اند (Kirsch feld, 1967). در شبکیه مهره داران، موزاییک های مخروط هندسی مرتب شده بیشتر در مهره داران پایین تر یافت می شود. آنها در بین تلهئوست ها رایج هستند. تعدادی از مطالعات به اهمیت فیلوژنتیک و نقش عملکردی آنها به عنوان سازگاری با محیط ها یا حالت های خاص تغذیه پرداخته اند.

In many parts of vertebrate and invertebrate central nervous systems, groups of nerve or receptor cells can be found that are arranged and connected according to a precise, functionally defined pattern (Braitenberg, 1973; Santini, 1975; Strausfeld, 1976; Chan-Palay, 1977). In these cases, groups of cell bodies or synapses appear as basically similar configurations, which, however, are different in detail from each other. Such abstract patterns of connectivity are of a statistical nature and do not allow, in a given example, for the prediction of the localization or connections of a particular cell. "Wiring diagrams", therefore, can be obtained only from a multitude of individual observations. In contrast, in several sensory organs, concrete patterns occur that con­ sist of a regular, mosaic-like, and geometric arrangement of similar cell types. The constancy of such a mosaic allows predictions about certain units of the pattern on the basis of only a few exemplary observations. Typical examples are found in the visual system: In the compound eye of insects, each ommatidium contains a definite number of visual cells that are grouped around the optical axis in a hexogonal array (Kirsch­ feld, 1967); in the vertebrate retina, mosaics of geometrically arranged cones are found most frequently in lower vertebrates; they are common among teleosts. A number of studies have dealt with their phylogenetic significance and their functional role as adaptation to specific environments or modes of feeding.