Nalaman ng mga Siyentista Na Ang Paraan ng Liwanag ay Nagbabago ng Ating Paningin

Ang opinyon ng artist sa femtosecond laser pulses na papasok sa isang mata. Kredito: © Scientify – UNIGE

Ipinakita ng mga siyentista sa UNIGE na ang tugon ng retina sa ilaw ay nakasalalay hindi lamang sa tindi ng ilaw na napagtanto ng mata, kundi pati na rin sa temporal na hugis nito at ang pagkakasunud-sunod ng mga kulay.

Paningin, pisika, biokimika, pisyolohiya, neurolohiya, atbp. Ito ay isang komplikadong proseso na matagumpay na na-decipher ng maraming disiplina tulad ng. Ang retina ay nakakakuha ng ilaw, ang optic nerve ay nagpapadala ng mga elektrikal na salpok sa utak at sa huli ay lumilikha ng pang-unawa ng isang imahe. Bagaman tumatagal ang prosesong ito, ipinakita ng kamakailang pananaliksik na ang pang-unawa sa ilaw, ang unang yugto ng paningin, ay napakabilis. Gayunpaman, ang pagtatasa ng mapagpasyang hakbang na ito ay isinagawa sa mga molekula sa solusyon sa laboratoryo.

Ang mga siyentista mula sa University of Geneva (UNIGE), sa pakikipagtulungan ng EPFL at Geneva University Hospitals (HUG) sa Switzerland, ay gumawa ng eksperimento sa mga daga upang maobserbahan ang pagproseso ng ilaw ng isang buhay na organismo sa lahat ng pagiging kumplikado nito. Ang di-nagsasalakay na pag-aaral na ito ay nagpapakita na ang ilaw na enerhiya lamang ay hindi tumutukoy sa tugon ng retina. Ang maikli o mahabang hugis nito ay mayroon ding epekto sa signal na ipinadala sa utak upang lumikha ng isang imahe. Ang tuklas na ito na inilathala sa magazine Mga Pagsulong sa Aghamnagbubukas ng isang bagong larangan ng pagsasaliksik sa paningin, diagnosis at posibleng mga bagong posibilidad ng pagpapabuti.

Ang mekanismo ng paningin ng cellular ay matagumpay na napag-aralan salamat sa pakikipagtulungan ng maraming mga disiplina. “Ang unang yugto ng paningin sa mata ay batay sa isang maliit na molekula (retina) na nagbabago ng hugis pagdating sa pakikipag-ugnay sa ilaw,” sabi ni Geoffrey Gaulier, mananaliksik at unang may-akda sa Department of Applied Physics sa UNIGE College of Science. Ng pag-aaral. “Kapag binago ng retina ang geometric na hugis nito, nagpapalitaw ito ng isang kumplikadong mekanismo na nagreresulta sa isang nerve impulse na ginawa sa optic nerve.”

Ang prosesong ito ay tumatagal ng ilang oras sa pagitan ng sandali na nakikita ng mata ang ilaw at ang sandali na ito ay nai-decode ng utak. Tiningnan ng mga physicist ang unang Molekyul sa kadena, ang retina, upang makita kung gaano katagal bago baguhin ang hugis. Inihiwalay nila ang molekulang ito sa isang cuvette at isinailalim sa mga pulso ng laser upang subukan ang rate ng reaksyon. Ang molekyul ay nag-react sa halos 50 femtoseconds!

“Sa paghahambing, ang isang femtosecond ay katumbas ng isang segundo kumpara sa edad ng Uniberso,” sabi ni Jean-Pierre Wolf, propesor ng UNIGE Department of Physics at ang huling may-akda ng pag-aaral. “Napakabilis nito na nagtaka kami kung ang bilis na ito ay makakamit lamang ng molekula kapag nakahiwalay, o kung magkakaroon ito ng parehong bilis sa isang nabubuhay na organismo sa lahat ng pagiging kumplikado nito.”

Tinutukoy ng light intensity at hugis ang pagkasensitibo ng mata

Upang pag-aralan ang panimulang yugto ng paningin na ito nang detalyado, ang mga siyentista ay tumawag sa mga biologist tulad ng mga propesor ng UNIGE Science and Medicine School na sina Ivan Rodriguez at Pedro Herrera, ayon sa pagkakabanggit, na nagtanim ng contact lens at inilapat ang electroretinogram sa mga daga. “Ang pamamaraang ito, na kung saan ay ganap na hindi nagsasalakay, ginagawang posible upang masukat ang tindi ng signal na ipinadala sa optic nerve,” patuloy ni Jean-Pierre Wolf. Kapag na-hit ng ilaw ang retina, na-obserbahan nila ang isang de-kuryenteng boltahe sa kornea salamat sa isang elektronikong amplifier. At ipinakita ng kanilang mga resulta na ang hakbang na ito ay naganap sa parehong matinding bilis tulad ng kapag ang molekula ay ihiwalay!

Ang koponan ay nagpatuloy na gumana, binabago ang hugis ng pulso sa paglipas ng panahon. “Palagi kaming nagpapadala ng parehong enerhiya, ang parehong bilang ng mga photon, ngunit binabago ang hugis ng light pulse. Minsan maikli ang pulso, minsan mahaba, minsan ay hiniwa, “paliwanag ni Geoffrey Gaulier. Sa katunayan, ang pagbabago ng hugis ay hindi dapat maging sanhi ng anumang pagbabago sa tugon ng retina, dahil hanggang ngayon ang bilang lamang ng mga photon na nakuha ng mata ang naisip na gampanan. “Ngunit hindi iyan ang kaso!” Sinabi ng mananaliksik na nakabase sa Geneva. Ang resulta na ito ay maaaring ipaliwanag sa tulong ng mga simulation ng computer na ginanap sa pangkat ng Ursula Röthlisberger mula sa EPFL.

Naobserbahan ng mga siyentista na kahit na ang ilaw na enerhiya ay pareho, ang mata ay hindi tumutugon sa parehong paraan depende sa hugis ng ilaw. Si Jean-Pierre Wolf ay nagpatuloy: “Natuklasan din namin na ang pagtugon ng mata ay magkakaiba ayon sa pagkakasunud-sunod ng mga kulay na nagbabago, tulad ng isang temporal na bahaghari,” sabi ni Jean-Pierre Wolf. Sa madaling sabi, habang naniniwala ang retina na mayroong higit o mas mababa na ilaw depende sa hugis ng ilaw, naniniwala itong ang enerhiya ay katulad at samakatuwid ay nagpapadala ng isang mas malakas o mahina na kasalukuyang sa utak depende sa tugon nito.

Ang pagtuklas na ito, na ginawa sa loob ng saklaw ng proyekto ng Swiss National Science Foundation (SNSF) Sinergia, ay nagbubukas ng isang bagong larangan ng pagsasaliksik para sa pangitain. “Ngayong alam natin na ang hugis ng ilaw ay may papel sa pang-unawa, maaari nating gamitin ang bagong impormasyong ito upang iba ang paggana ng mata,” sabi ni Jean-Pierre Wolf. Ang mga lugar ng pagsasaliksik para sa mga bagong posibilidad ay maaari nang mabuo upang mag-diagnose o posibleng gamutin ang mga kahinaan ng mata.

Sanggunian: “Ang napakabilis na paghubog ng pulso ay nagbabago ng pinaghihinalaang ningning sa buhay na mga hayop” nina Geoffrey Gaulier, Quentin Dietschi, Swarnendu Bhattacharyya, Cédric Schmidt, Matteo Montagnese, Adrien Chauvet, Sylvain Hermelin, Florence Chiodini, Luigi Bonacina, Pedro L. Herrera, Ursula Rothlisberger “Ivan Rodriguez at Jean-Pierre Wolf, Abril 28, 2021, Agham.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe1911

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.