Synaptic circuitry of ganglion cells in the mammalian retina

Before signals of the visual environment are transferred to higher brain areas via the optic nerve, they are processed and filtered in parallel pathways within the retina. In the past a plethora of functionally distinct ganglion cell types responding to certain aspects of the environment, such as direction of movement, contrast and colour have been described. Aim of this thesis was the anatomical investigation of the selectivity in retinal circuits underlying this diversity. For this purpose, mouse and macaque retinae were analysed. OFF-ganglion cells in the mouse retina received their excitatory drive unselectively from all bipolar cell types stratifying within the area of their dendritic trees. Only the input to direction-selective C6 ganglion cells and bistratified D2 ganglion cells appeared to be weighted. In primates the highly specialised midget-system forms a 1:1 connection from red- and green-sensitive cones onto midget bipolar- and ganglion cells, building the substrate for red/green colour vision. Here it was demonstrated that blue-sensitive (S-) cones also contact OFF-midget bipolars and are, thus, potential candidates to transfer blue-OFF signals to M1 intrinsically photosensitive ganglion cells (ipRGCs). M1 cells received glycinergic input from A8 amacrine cells and express GABAA receptors containing subunit alpha 3. M2 cells, in contrast, received less inhibitory input.Bereits in der Retina werden Informationen über Lichtreize aus der Umwelt in parallelen Schaltkreisen bearbeitet und gefiltert, bevor sie über die Axone der Ganglienzellen an höhere visuelle Zentren des Gehirns weitergeleitet werden. Bisher wurde eine Vielfalt an Ganglienzelltypen beschrieben, welche auf bestimmte Aspekte der Umwelt wie Bewegung, Kontrast oder Farbe spezifisch reagieren. Ziel dieser anatomischen Arbeit war es selektive Verschaltungen retinaler Nervenzellen zu untersuchen, die zu diesem vielfältigen Anwortverhalten führen. Als Modellsystem wurden Retinae von Mäusen und Makaken verwendet. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass OFF-Ganglienzellen der Mausretina ihren exzitatorischen Eingang größtenteils unspezifisch, von allen Bipolarzelltypen innerhalb ihres dendritischen Feldes erhalten. Allein für richtungsselektive C6 Ganglienzellen und, in geringerem Maße, für bistratifizierte D2 Ganglienzellen konnte eine ungleichmäßige Gewichtung des Eingangs verschiedener Bipolarzelltypen festgestellt werden. In der Primatenretina hingegen, ist ein hochspezifisches midget-System beschrieben, welches in zentraler Retina über eine 1:1 Verschaltung von rot- und grün-selektiven Zapfen, midget Bipolar- und Ganglienzellen rot/grün Farbsehen ermöglicht. Im Rahmen dieser Dissertation wurde in Makakenretina gezeigt, dass auch blau-selektive (S-) Zapfen mit OFF-midget Bipolarzellen verknüpft sind und somit eine potentielle Quelle für blau-OFF-Signale der M1 intrinsisch-photosensitiven Ganglienzellen (ipRGCs) darstellen. M1 ipRGCs erhalten über Glyzinrezeptoren Eingang von A8 Amakrinzellen und exprimieren GABAA alpha 3 Rezeptor Untereinheiten. M2 ipRGCs hingegen werden nur geringfügig inhibitorisch moduliert