Светочувствительные клетки глаза объединены в сеть с помощью специальных соединений, позволяющих быстро обмениваться электрическими импульсами.

Попадая в глаз, свет возбуждает два вида светочувствительных клеток – палочки и колбочки. В них зарождается электрический импульс, который они передают клеткам-посредникам – их в сетчатке несколько слоёв, так что сама сетчатка похожа на сложный клеточный бутерброд. В конце концов импульсы приходят к нейронам, образующим зрительный нерв, и отправляются в головной мозг.

Светочувствительные клетки человеческой сетчатки; зелёным окрашены палочки, красным – колбочки. (Фото: National Eye Institute / Flickr.com) 

Палочки и колбочки часто сравнивают с пикселями монитора, и, как обычные пиксели, палочки и колбочки вроде бы не должны смешиваться друг с другом. Потом, когда сигнал от них перейдёт к другим клеткам, он может складываться с сигналами от других «пикселей», но сами палочки и колбочки должны работать самостоятельно, не обращая внимания на соседей.

Однако на самом деле между светочувствительными клетками есть контакты, позволяющие им обмениваться между собой электрическими импульсами. Это так называемые щелевые контакты, или щелевые соединения. Они сделаны из специальных белков коннексинов, которые образуют своеобразный цилиндрический шлюз между двумя клетками.

Коннексиновый шлюз может открываться или закрываться, через него проходят лишь небольшие молекулы, вроде ионов, сахаров или коротких пептидов, или РНК. Щелевые контакты есть почти во всех тканях, и особенно они важны, тогда, когда от клеток требуется быстрый скоординированный ответ. Между нейронами они играют роль очень быстрых синапсов, хотя по строению отличаются от синапсов обычных, с их сложной настройкой и системой нейромедиаторов.

Считалось, что щелевые контакты есть между палочками и палочками, колбочками и колбочками, палочками и  колбочками. Однако исследователи из Научно-медицинского центра Университета Техаса в Хьюстоне пишут в Science Advances, что картина тут сложнее: на примере мышиной сетчатки они показали, что щелевых контактов между палочками и палочками нет, а между колбочками и колбочками они чрезвычайно немногочисленны. Подавляющее же большинство щелевых контактов приходится на соединения палочек с колбочками. И по этим контактам электрический импульс может распространяться по всей сетчатке.

Известно, что колбочки работают при ярком освещении, именно они различают цвета. Палочки работают, когда света очень мало. Но бывает же так, что света ни много, ни мало, когда нужны оба вида фоторецепторов. Возможно, быстрые электрические соединения между ними помогают им координировать функции друг друга в зависимости от интенсивности света.

Однако что за импульсы бегают  по сети палочек и колбочек, отличаются ли они от обычных зрительных импульсов, и какова вообще роль щелевых контактов между палочками и колбочками в зрительном восприятии, станет понятно только после дальнейших экспериментов.