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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.47.2018.tde-07122018-102630
Document
Author
Full name
Christina Joselevitch
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
Ventura, Dora Selma Fix (President)
Gattas, Ricardo
Silveira, Luiz Carlos de Lima
Title in Portuguese
Visão no ultravioleta em Carassius Auratus (Ostariophysi, Cypriniformes, Cyprinidae): estudo eletrofisiológico do sistema Cones-Células Horizontais".
Keywords in Portuguese
Eletrofisiologia
Peixes
Percepção de cores
Retina
Visão
Abstract in Portuguese
Nas últimas décadas uma série de experimentos realizados em vertebrados tem demonstrado a capacidade que alguns destes possuem de discriminar a luz ultravioleta, ao contrário do acreditado anteriormente. O peixe dourado (Carassius auratus), um bom modelo experimental para pesquisas sobre visão, apresentou em experimentos comportamentais altos níveis de discriminação de cor nas regiões espectrais do azul e do violeta, o que só seria possível com a existência de um receptor adicional para o ultravioleta (Neumeyer, 1985; Hawryshyn & Beauchamp, 1985; Neumeyer & Arnold, 1989; Neumeyer, 1992; Fratzer, Dörr & Neumeyer, 1994). Estes resultados foram confirmados pela determinação microespectrofotométrica (Bowmaker, Thorpe & Douglas, 1991) e eletrofisiológica (Palacios et al., 1998) da existência de cones com pigmentos específicos para luz ultravioleta, sem haver entretanto um estudo da codificação dessa entrada em neurônios de segunda ordem até o momento. Além disso, permanece ainda em discussão na literatura o papel das células horizontais retinianas no processamento cromático. O presente projeto teve por objetivo investigar qual a contribuição da entrada do receptor UV para os perfis de resposta eletrofisiológica das células horizontais e quais tipos celulares da retina externa do Carassius auratus são subjacentes à discriminação observada comportamentalmente. Para tanto, registros intracelulares de células horizontais e bipolares foram obtidos sob estimulaçãomonocromática de diferentes intensidades, ) diâmetros e comprimentos de onda, com o intuito de determinar suas respostas espectrais, bem como o campo receptivo e as possíveis interações entre estas e os cones. As células horizontais mono-, bi- e trifásica apenas hiperpolarizam na região do UV, não havendo oponência cromática entre as regiões do UV e do azul em nenhum destes tipos celulares; tampouco encontramos uma célula horizontal tetrafásica. Através de adaptações cromáticas, observamos serem as respostas eletrofisiológicas à luz das células horizontais mono- e bifásicas resultado de interações entre os sistemas de cones vermelho,verde e azul, não tendo sido identificada nenhuma entrada UV significativa nessas células. Por fim, encontramos uma célula bipolar oponente entre as regiões espectrais do UV e do azul, o que constitui uma base neural compatível com a discriminação comportamentalmente observada. Uma vez que canais oponentes são necessários para a discriminação de cor, e essa oponência não foi encontrada nas células horizontais, mais sim nas bipolares, acreditamos ser esse um indício de que as células horizontais não participam diretamente da codificação da informação UV na retina do Carassius auratus. Essa idéia está de acordo com dados recentes da literatura, que atribuem às células horizontais papel relacionado aos mecanismos de constância e contraste simultâneo de cor, deixando para as células bipolares a função de codificar cores para os neurôniossubseqüentes (Kamermans, Kraaij & Spekreijse, 1998)
Title in English
Vision in the ultraviolet range in Carassius auratus (Ostariophysi, Cipriniformes, cyprinidae)an electrophysiological study of the cones-horizontal cells systems
Keywords in English
Color perception
Electrophysiology
Fishes
Retina
Vision
Abstract in English
In the last decades a number of experiments in vertebrates has demonstrated the ability of some of these animals to discriminate ultraviolet light. Among them, the goldfish (Carassius auratus), considered a good model in vision research, presented in behavioural experiments high discrimination rates in the violet and blue spectral regions, which could only be accomplished through an additional UV receptor (Neumeyer, 1985; Hawryshyn & Beauchamp, 1985; Neumeyer & Arnold, 1989; Neumeyer, 1992; Fratzer, Dörr & Neumeyer, 1994). These results were confirmed by microspectrophotometrical (Bowmaker, Thorpe & Douglas, 1991) and electrophysiological (Palacios et al., 1998) determinations of the existence of cones with specific photopigments with a maximum in the UV region of the light spectrum. However, to date there are no data concerning the spectral coding of this input in second order neurons. Furthermore, the role of the retinal horizontal cells in chromatic processing remains under debate. The present study aimed at investigating the contribution of the UV input to the electrophysiological response profiles of the cone-driven horizontal cells, as well as determining which neurons in the outer retina of the goldfish could subserve vision in the UV range, as observed behaviourally. For that purpose, intracellular recordings of horizontal and bipolar cells under monochromatic stimuli of different intensities, diameters and wavelengths were obtained in order to determinetheir action spectra, receptive field sizes and characteristics as well as the possible interactions between them and the different cone systems. Mono-, bi- and triphasic horizontal cells always hyperpolarised in the UV spectral range: there was no chromatic opponency between the UV and the blue zones in any of these cell types. We have also failed to find a tetraphasic horizontal cell. We observed through chromatic adaptation experiments that the electrophysiological responses recorded from mono- and biphasic horizontal cells are the result of interactions between the red, green and blue cone systems. No relevant UV input to these cells could be found. Finally, we found a bipolar cell type with spectral opponency between the UV and blue regions, which could be the neural basis of the discrimination observed behaviourally. Colour-opponent channels are thought to be necessary for colour discrimination, and the absence of a horizontal cell type with opponency between the UV and blue spectral regions provides further evidence that this cell type might not play a major role in the chromatic processing in the goldfish retina. Since this opponency pattern was found in a bipolar cell, we think that this cell type, and not the horizontal cells, might underlie the coding of the UV information in this animal. This idea is in good agreement with some recent literature data that ascribe the horizontal cells a role in colour constancy and simultaneous colour contrast phenomena,leaving the function of colour codification to the bipolar cells (Kamermans, Kraaij & Spekreijse, 1998)
 
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joselevitch1999_me.pdf (76.50 Mbytes)
Publishing Date
2018-12-07
 
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