به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بر اساس تحقیقات جدید دانشگاه آلتو و دانشگاه هلسینکی، موش‌ها از مسیر عصبی خاصی برای تشخیص سایه‌ها استفاده می‌کنند و می‌توانند تقریباً کم ‌نورترین سایه‌های ممکن را تشخیص دهند. چشم انسان دارای همان مدار عصبی است که محققان فکر می‌کنند می‌توان از آن برای بررسی بیماری‌های بینایی با وضوح بی‌سابقه استفاده کرد.

برای آزمایش تشخیص سایه، محققان موش‌ها را در مارپیچ‌های بدون نور قرار دادند. خروجی با‌ یک نقطه سیاه مشخص شده بود که به سختی از تاریکی اطراف متمایز بود.

با ردیابی نحوه حرکت موش‌ها در مارپیچ و اندازه‌گیری فعالیت نورون‌های پشت چشم، شبکیه، این تیم نشان داد که گروهی از سلول‌های شبکیه به نام "سلول‌های گانگلیونی خاموش-Retinal OFF Ganglion Cells " تغییرات بسیار اندک در سطوح نور را تشخیص دادند.

هدف از این مطالعه بررسی در سطح مولکولی برای رسیدن به رفتار است. این مطالعه مبتنی بر کار پیشین این گروه است که نشان می‌داد "سلول‌های گانگلیونی روشن- Retinal ON ganglion cells" برای تشخیص ‌یک باریکه نور بسیار ضعیف در تاریکی استفاده می‌شوند.

این تیم همچنین، حد تشخیص سایه را بر اساس خواص فیزیکی گیرنده‌های نور و مسیرهای عصبی محاسبه کردند. آن‌ها دریافتند که رفتار و فعالیت شبکیه چشم موش‌ها بسیار نزدیک به‌ یک پاسخ کامل است.

این تحقیق باید در تاریکی کامل انجام می‌شد تا این تفاوت‌ها تشخیص داده شود. ناتالیا مارتینیک، نویسنده اول این مطالعه، می‌گوید: «حساسیت عالی سیستم بینایی به کم‌نورترین سایه‌ها، نیازهای فنی بالایی را برای آزمایش‌هایی که در این سطوح از نور بسیار کم انجام دادیم، ایجاد می‌کند». در سطوح نوری بالاتر، مدارهای بیشتری در شبکیه فعال می‌شوند که آنالیز را به شدت چالش‌ برانگیز می‌کرد.

این فرآیند، احتمالاً به نیاز تکاملی مهمی‌ برای تشخیص سایه‌ها مربوط می‌شود؛ زیرا، موش‌ها و سایر حیوانات برای دوری از شکارچیان در نور بسیار اندک تکامل‌ یافته‌اند.

نتایج نشان می‌دهند که چگونه فرآیند درک نور ورودی، تبدیل آن به‌یک تصویر ذهنی، در انواع مختلف سلول‌هایی که وظایف محاسباتی مختلفی را در شبکیه چشم انجام می‌دهند، اتفاق می‌افتد. در داخل چشم، نور ورودی از هزاران گیرنده به سلول‌های گانگلیونی روشن و خاموش می‌رسد که به ترتیب به عنوان واحدهایی برای تشخیص نور و سایه‌ها عمل می‌کنند.

این امر محاسبات زیادی را بر عهده‌ی شبکیه می‌گذارد و انجام این تشخیص در مراحل اولیه، کار فرآیندهای پایین‌دستی در مغز را ساده می‌کند.

ما می‌توانیم این اصل را در نور بسیار اندک در چشم نشان دهیم. حدس من این است که در سطوح بالاتر نور و در سایر حواس و سایر زمینه‌های نوروبیولوژی نیز کاربرد دارد.

مدار شبکیه که مسئول انتقال اطلاعات به سلول‌های گانگلیونی روشن و خاموش است، در انسان تقریباً‌ یکسان است.

بسیاری از بیماری‌های بینایی مختص انواع خاصی از سلول‌های شبکیه هستند. با انجام آزمایش‌هایی در سطوح نور بسیار کم، ممکن است بتوان چنین بیماری‌هایی را زودتر و با دقت بیشتری تشخیص داد. زیرا، در آن صورت تأثیر نور هر فوتون به حساب خواهد آمد.

پایان مطلب/

لینک منابع

https://neurosciencenews.com/off-ganglion-cells-shadow-detection-20645/

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S096098222200731X