Недавно обнаруженные клетки могут быть недостающим звеном в восприятии цвета
Ученые давно задавались вопросом, как три типа фоторецепторов колбочек глаза работают вместе, позволяя человеку воспринимать цвет. В новом исследовании, опубликованном в журнале Neuroscience, исследователи из Рочестерского университета использовали адаптивную оптику для выявления редких ганглиозных клеток сетчатки (RGC), которые могли бы помочь заполнить пробелы в существующих теориях восприятия цвета.
Сетчатка имеет три типа колбочек для определения цвета, которые чувствительны к коротким, средним или длинным длинам волн света. Ганглиозные клетки сетчатки передают сигналы от этих колбочек в центральную нервную систему.
В 1980-х годах Дэвид Уильямс, профессор медицинской оптики Уильяма Дж. Аллина, помог составить карту «основных направлений», объясняющих обнаружение цвета. Однако существуют различия в том, как глаз определяет цвет, и в том, как цвет воспринимается человеком. Ученые подозревали, что, хотя большинство RGC следуют основным направлениям, они могут работать в тандеме с небольшим количеством некардинальных RGC, создавая более сложные представления.
Недавно группа исследователей из Центра визуальных наук Рочестера, Института оптики и Института глаз Флаума выявила некоторые из этих неуловимых некардинальных RGC в ямке, которые могут объяснить, как люди видят красный, зеленый, синий и желтый.
«Мы пока ничего точно не знаем об этих клетках, кроме того, что они существуют», — говорит Сара Паттерсон, научный сотрудник Центра визуальных наук, возглавлявшая исследование. «Нам предстоит узнать гораздо больше о том, как работают их свойства реагирования, но они являются убедительным вариантом в качестве недостающего звена в том, как наша сетчатка обрабатывает цвет».
Команда использовала адаптивную оптику, которая использует деформируемое зеркало для преодоления искажений света и была впервые разработана астрономами для уменьшения размытия изображения в наземных телескопах. В 1990-х годах Уильямс и его коллеги начали применять адаптивную оптику для изучения человеческого глаза. Они создали камеру, которая компенсировала искажения, вызванные естественными аберрациями глаза, создавая четкое изображение отдельных фоторецепторных клеток.
«Оптика хрусталика глаза несовершенна и существенно снижает разрешение, которое можно получить с помощью офтальмоскопа», — говорит Паттерсон. «Адаптивная оптика обнаруживает и корректирует эти аберрации и дает нам кристально чистый взгляд в глаза. Это дает нам беспрецедентный доступ к ганглиозным клеткам сетчатки, которые являются единственным источником визуальной информации для мозга».
Паттерсон говорит, что улучшение нашего понимания сложных процессов сетчатки может в конечном итоге помочь найти более эффективные методы восстановления зрения для людей, которые его потеряли.
«У человека более 20 ганглиозных клеток, а наши модели человеческого зрения основаны только на трех», — говорит Паттерсон. «В сетчатке происходит так много всего, о чем мы не знаем. Это одна из редких областей, где инженерия полностью опередила базовую визуальную науку. Прямо сейчас там есть люди с протезами сетчатки в глазах, но если бы мы знали что делают все эти клетки, мы могли бы фактически заставить протезы сетчатки управлять ганглиозными клетками в соответствии с их фактическими функциональными ролями».