Miért tartjuk az emberi szemgolyó fenekén elhelyezkedő látóideghártyát (a retinát) visszamaradottnak? Mert a fény érzékeléséért felelős csapok és a pálcák elég különös helyet kaptak benne. Az alján rejtőznek, több sejtréteg, illetve a vizuális információt az agyba szállító látóidegszálak alatt. Ezeken a rétegeken a fénynek mind át kell hatolnia, hogy eljusson a fényre érzékeny sejtekig.

Furcsa, hogy amikor a gömb külső részén elhelyezkedő, de a gömb belseje felőli oldalán érzékeny rétegről kell elvezetni az információt, az idegszálak nem kívülről csatlakoznak a csapok és pálcák sokaságához, hanem belülről. Ezért amikor az idegszálak elhagyják a gömböt, hogy elvigyék az agyba az érzékelt fényjelet, előbb át kell fúrniuk a fényérzékeny réteget. Az idegszálak retinán való átlépésének helyén így nem lehet fényérzékelés. Jókora méretű érzéketlen terület van tehát a látómezőnkben – a vakfolt. Ilyen furcsa felépítésű szem csak a gerinceseknél jelent meg az evolúció során.

Márpedig a fény nyilvánvalóan áthatol a retina fényérzékeny sejtjei előtt elhelyezkedő – útban lévőnek tűnő – idegszálés sejtrétegen. Épp ez a sejtréteg jelentheti a megoldást. A retina minden irányából a vakfolt felé tartó idegszálak között, azokra merőlegesen hosszú nyakú tölcsérre hasonlító sejtek húzódnak (lásd a 2. ábra második részét). Ezek a Müller-sejtek átszövik az egész ideghártyát, és sokáig úgy tudtuk, csupán támasztékul szolgálnak az ott található idegsejteknek.

A Müller-sejtekkel kapcsolatos első meglepetés három éve érte a kutatókat, amikor a londoni University College Szemészeti Intézetében és a Moorfields Szemklinikán dolgozó kutatók zebradániók szemében kimutatták e sejtek ideghártyaregeneráló képességét. Károsító hatásra egy részük saját tulajdonságait elvesztve őssejtekre jellemző állapotba kerül, így képes lesz a retina különféle sejtjeivé alakulni.

A kutatóknak laboratóriumi körülmények között sikerült a retinában megtalálható összes idegsejttípust – köztük a fényérzékelésért felelős pálcikákat és csapokat is – létrehozni a Müller-sejtekből. Szintén 2007 óta, tengerimalacok retinájának vizsgálatából tudjuk, hogy optikai szálként működnek. Kiszélesedő talpi részük befedi a retina felszínét, hosszú és karcsú testük pedig a mély rétegben található csapokba és pálcákba vezeti a fényt.

A legutóbbi bejelentés a haifai Technion-Israel Technológiai Intézet két munkatársától, Amichai Labintól és Erez Ribaktól származik. A retina működését modellező szakemberek eredményei arra utalnak, hogy a fény Müller-sejteken való átvezetése sok előnnyel járhat. Segítenek szűrni és fókuszálni a fényt, tisztábbá teszik a képet és élessé a színeket.

Szemünkbe kétféle fény jut: az egyenesen a pupillán keresztül érkező, képi információt hordozó fény, továbbá bizonyos mértékű „fényzaj”. A kísérlet azt mutatta, hogy aMüller-sejtek nagyobb mennyiséget juttatnak az előbbiből a csapokhoz és a pálcákhoz, míg az utóbbit eltüntetik. Ez arra utal, hogy a sejtek fényszűrőként működnek, élesen tartva a képet.

Azt is kimutatták, hogy aMüller-sejtek a látható hullámhosszokra vannak hangolva, és nagyobb mennyiségben tüntetik el a látható spektrum határán, illetve az azon kívül eső hullámhosszú fényt. Az egyik Müller-sejtből eltűnő fény nem egy másikba kerül át, hanem a környező idegsejtek segítenek szétszórni.

A Müller-sejtek a színek precíz észlelését is segítik. Ahogyan egy prizma színekre bontja a fényt, a szemünkben található lencsék is elválasztják a hullámhosszokat. Emiatt viszont bizonyos színárnyalatok nem kerülhetnek az éleslátás helyére a retinán. Egyszerűen kimaradnának a fókuszból, ha a Müller-sejtek kiszélesedő talpi része nem tenné lehetővé, hogy összegyűjtsék a szétválasztott színeket és újra összpontosítsák. Az ábra 2. részén látható Müller-sejt például a vörös és a kék színt gyűjti össze és juttatja el a csaphoz. Kellően sok Müller-sejt biztosíthatja, hogy a kép minden színe fókuszban legyen.

– Mindez arra utal, hogy a Müller-sejtek tevékenysége kulcsfontosságú abban a folyamatban, amit látásként ismerünk –mondja Kristian Franze, a cambridge-i egyetem élettanprofesszora, aki maga is részt vett a Müller-sejtek szerepének feltárásában. Hozzáteszi azonban: ne gondoljuk, hogy maga a retina segít a látásban. Inkább az az érdekes, hogyan kompenzálta a természet a retina hiányosságait.

A Müller-sejtek alakja, elhelyezkedése és felépítése segít a retinának felülkerekedni a gerincesek szemének egyik legnagyobb hibáján, vagyis azon, hogy az idegszálaknak ki kell lépniük a szemgolyó belsejéből, és át kell fúrniuk a retinát. A munkacsoport vezetője, Erez Ribak szerint azonban jóval többről van szó, mint fejlődéstani érdekességről. A retina működéséről szerzett új ismereteket nemcsak szemátültetést végző orvosok, hanem a kamerákat tervező mérnökök is hasznosíthatják majd.