Sinirbilim

Gökkuşağının Şifresini Çözmek: Renk Algılamanın Yeni Sırları

Özet: Araştırmacılar, insan foveasındaki kardinal olmayan retinal ganglion hücrelerini (RGC’ler) tanımlayarak renk algısını anlamada önemli ilerleme kaydetti. Bu hücreler, renk algılamanın ana yönleriyle oluşturulan geleneksel modellerin ötesinde karmaşık renk algılamalarını açıklayabilir.

Uyarlanabilir optiklerden yararlanan ekip, bu yakalanması zor hücreleri incelemek için gözün doğal anormalliklerinin yarattığı zorlukların üstesinden geldi. Bulguları, gelişmiş görme restorasyon tekniklerine yol açabilir ve retina protez tasarımlarını geliştirebilir.

Ana unsurlar:

  1. Başlangıçta astronomi için geliştirilen uyarlanabilir optik teknolojisi, nadir görülen kardinal olmayan RGC’lerin ayrıntılı yapısını ve işlevini ortaya çıkararak araştırmacıların tek tek retina hücrelerini net bir şekilde görüntülemesine olanak sağlamada çok önemliydi.
  2. Çalışma, üç tip koni fotoreseptöre ve renk algılamanın ana yönlerine dayanan mevcut renk algısı teorilerine meydan okuyor ve kardinal olmayan RGC’lerin daha incelikli renk algısı yaratmada bir rol oynadığını öne sürüyor.
  3. Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Dairesi de dahil olmak üzere prestijli kurumlardan destek alarak, görme bilimi üzerindeki öneminin ve potansiyel etkisinin altını çizdi.

Kaynak: Rochester Üniversitesi

Bilim adamları, gözün üç koni fotoreseptör tipinin, insanların rengi algılamasını sağlamak için nasıl birlikte çalıştığını uzun zamandır merak ediyorlardı.

Yeni bir çalışmada, Sinirbilim DergisiRochester Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, mevcut renk algısı teorilerindeki boşlukları doldurmaya yardımcı olabilecek nadir retinal ganglion hücrelerini (RGC’ler) tanımlamak için uyarlanabilir optik kullandılar.

Retinada, ışığın kısa, orta ve uzun dalga boylarına duyarlı renkleri tespit etmek için üç tip koni bulunur. Retinal ganglion hücreleri bu konilerden gelen girdileri merkezi sinir sistemine iletir.

1980’lerde William G. Allyn Tıbbi Optik Profesörü David Williams, renk algılamayı açıklayan “ana yönlerin” haritalandırılmasına yardımcı oldu.

Ancak gözün rengi algılama şekli ve rengin insanlara nasıl göründüğü konusunda farklılıklar vardır. Bilim adamları, çoğu RGC’nin ana yönleri takip ederken, daha karmaşık algılar yaratmak için az sayıda ana olmayan RGC’yle birlikte çalışabileceğinden şüpheleniyordu.

Son zamanlarda, Rochester Görsel Bilim Merkezi, Optik Enstitüsü ve Flaum Göz Enstitüsü’nden bir araştırmacı ekibi, foveadaki, insanların kırmızı, yeşil, mavi ve sarıyı nasıl gördüğünü açıklayabilecek, bulunması zor, kardinal olmayan RGC’lerden bazılarını tanımladı.

Araştırmayı yöneten Görsel Bilim Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Sara Patterson, “Bu hücreler hakkında, var oldukları dışında kesin olarak hiçbir şey bilmiyoruz” diyor.

“Tepki özelliklerinin nasıl çalıştığı hakkında öğrenmemiz gereken daha çok şey var, ancak bunlar, retinamızın rengi nasıl işlediğindeki eksik halka olarak ilgi çekici bir seçenek.”

Gözdeki ışık bozulmasının üstesinden gelmek için uyarlanabilir optiklerin kullanılması

Ekip, ışık bozulmasının üstesinden gelmek için deforme olabilen bir ayna kullanan ve ilk olarak gökbilimciler tarafından yer tabanlı teleskoplardaki görüntü bulanıklığını azaltmak için geliştirilen uyarlanabilir optiklerden yararlandı.

1990’larda Williams ve meslektaşları insan gözünü incelemek için uyarlanabilir optikleri uygulamaya başladılar. Gözün doğal sapmalarının neden olduğu bozulmaları telafi eden ve bireysel fotoreseptör hücrelerinin net bir görüntüsünü üreten bir kamera yarattılar.

Patterson, “Göz merceğinin optikleri kusurlu ve oftalmoskopla elde edebileceğiniz çözünürlük miktarını gerçekten azaltıyor” diyor.

“Uyarlanabilir optik, bu sapmaları tespit edip düzeltiyor ve bize gözlere kristal netliğinde bir bakış sağlıyor. Bu bize, beyne giden tek görsel bilgi kaynağı olan retina ganglion hücrelerine benzeri görülmemiş bir erişim sağlıyor.”

Patterson, retinanın karmaşık süreçlerine ilişkin anlayışımızı geliştirmenin, sonuçta, görme yetisini kaybetmiş insanlar için görüşü geri kazanmaya yönelik daha iyi yöntemlerin geliştirilmesine yardımcı olabileceğini söylüyor.

Patterson, “İnsanların 20’den fazla ganglion hücresi var ve insan görüş modellerimiz yalnızca üçüne dayanıyor” diyor.

“Retinada bilmediğimiz o kadar çok şey oluyor ki. Bu, mühendisliğin görsel temel bilimi tamamen geride bıraktığı ender alanlardan biridir.

“İnsanlar şu anda gözlerinde retina protezleri var, ancak tüm bu hücrelerin ne yaptığını bilseydik, retina protezlerinin ganglion hücrelerini gerçek işlevsel rollerine uygun olarak hareket ettirmesini sağlayabilirdik.”

Finansman: Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Dairesi ve Körlüğü Önleme Araştırmaları tarafından finanse edilerek desteklendi.

Bu renk algısı ve görsel sinirbilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Primat Fovea’daki Koni-Rakip Ganglion Hücreleri, Kardinal Olmayan Renk Yönlerine Ayarlanmış

Görme biliminde uzun süredir devam eden bir soru, üç koni fotoreseptör tipinin (uzun (L), orta (M) ve kısa (S) dalga boyuna duyarlı) renk algımızı oluşturmak için nasıl bir araya geldiğidir. Ton algısı iki karşıt eksende tanımlanabilir: kırmızı-yeşil ve mavi-sarı.

Renk görünümünün psikofiziksel ölçümleri, kırmızı-yeşil ve mavi-sarı rakip eksenlere koni girdilerinin sırasıyla M’ye karşı L+S ve L’ye karşı M+S olduğunu göstermektedir.

Bununla birlikte, uyarlamanın ardından renk algılama eşiklerinin psikofiziksel ölçümleriyle ortaya çıkan “renk uzayının ana yönleri” L’ye karşı M ve S’ye karşı L+M’dir.

Bu ana yönler, primat retinasındaki en yaygın koni-rakip retinal ganglion hücreleriyle (RGC’ler) eşleşir. Buna göre renk görünümü için gerekli olan koni karşıtlığının kortekste kurulduğu düşünülmektedir.

Bununla birlikte, primat RGC’lere ve bunların yan genikülat çekirdeğe (LGN) projeksiyonlarına yönelik koni girdileri üzerine yapılan geniş araştırmalarda, uygun M’ye karşı L+S ve L’ye karşı M+S koni karşıtlığına sahip küçük popülasyonlar rapor edilmiştir, ancak bunların varlığı tartışılmaya devam ediyor.

Bu uzun süredir devam eden açık sorunun çözülmesi gereklidir çünkü retina çıktısındaki koni karşıtlığının tam bir açıklaması, aşağı akışlı sinir devrelerinin rengi nasıl işlediğini anlama çabaları açısından kritik öneme sahiptir.

Burada, yaşayan makaklarda foveal RGC ışık tepkilerini uzunlamasına, invazif olmayan bir şekilde ölçmek için uyarlanabilir optik kalsiyum görüntüleme gerçekleştirdik (Macaca fascicularis) göz.

Kardinal olmayan koni karşıtlığına sahip L’ye karşı M+S ve M’ye karşı L+S nöronlarının varlığını doğruladık ve retinal çıktıdaki koni-rakip sinyallerinin klasik olarak düşünülenden daha çeşitli olduğunu gösterdik.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/color-perception-retinal-cells-25935/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu