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/ Illusion - Is Seeing Really Believing? / Illusion - Is Seeing Really Believing (1998)(Marshall Media)[Mac-PC].iso / pc / illusion / hub_fie.cxt / 00059_Field_frep03.txt < prev    next >
Text File  |  1996-12-30  |  3KB  |  90 lines
  1.  
  2.     In that year Japanese 
  3. neurophysiologist Tsuneo 
  4. Tomita, working at Keio 
  5. University in Tokyo, first 
  6. succeeded in getting a 
  7. microelectrode inside the 
  8. cones of a fish, with a result so 
  9. surprising that many 
  10. contemporaries at first 
  11. seriously doubted it. In the 
  12. dark, the potential across the 
  13. cone membrane was 
  14. unexpectedly low for a nerve 
  15. cell: roughly 50 millivolts 
  16. rather than the usual 70 
  17. millivolts. When the cone was 
  18. illuminated, this potential 
  19. increased--the membrane 
  20. became hyperpolarized--just 
  21. the reverse of what everyone 
  22. had assumed would happen. In 
  23. the dark, vertebrate light 
  24. receptors are apparently more 
  25. depolarized (and have a lower 
  26. membrane potential) than 
  27. ordinary resting nerve cells, 
  28. and the depolarization causes a 
  29. steady release of transmitter at 
  30. the axon terminals, just as it 
  31. would in a conventional 
  32. receptor during stimulation. 
  33. Light, by increasing the 
  34. potential across the receptor-
  35. cell membrane (that is, by 
  36. hyperpolarizing it), cuts down 
  37. this transmitter release. 
  38. Stimulation thus turns the 
  39. receptors off, strange as that 
  40. may seem. Tomita's discovery 
  41. may help us to understand why 
  42. the optic-nerve fibers of 
  43. vertebrates are so active in the 
  44. dark: it is the receptors that are 
  45. spontaneously active; 
  46. presumably, many of the 
  47. bipolar and ganglion cells are 
  48. simply doing what the receptors 
  49. tell them to do.
  50.  
  51.     In the ensuing decades, the 
  52. main problems have been to 
  53. learn how light leads to 
  54. hyperpolarization of the 
  55. receptor, especially how 
  56. bleaching as little as a single 
  57. molecule of visual pigment, by a 
  58. single photon of light, can lead, 
  59. in the rod, to a measureable 
  60. change in membrane potential. 
  61. Both processes are now 
  62. reasonably well understood. 
  63. Hyperpolarization by light is 
  64. caused by the shutting off of a 
  65. flow of ions. In darkness, part 
  66. of the receptor membrane is 
  67. more permeable than the rest of 
  68. the membrane to sodium ions. 
  69. Consequently, sodium ions 
  70. continually flow into the cell 
  71. there, and potassium ions flow 
  72. out elsewhere. This flow of ions 
  73. in the dark, or dark current, 
  74. was discovered in 1970 by 
  75. William Hagins, Richard Penn, 
  76. and Shuko Yoshikami at the 
  77. National Institute of Arthritis 
  78. and Metabolic Diseases in 
  79. Bethesda. It causes 
  80. depolarization of the receptor 
  81. at rest, and hence its continual 
  82. activity. As a result of the 
  83. bleaching of the visual pigment 
  84. in response to light, the sodium 
  85. pores close, the dark current 
  86. decreases, and the membrane 
  87. depolarization declines--the 
  88. cell thus hyperpolarizes. Its 
  89. rate of activity (that is, 
  90. transmitter release) decreases.