Publicat la: 
14/09/2018

adaptarea ochiului la intuneric

Ochii au o versiune naturala a vederii pe timp de noapte, astfel ca celulele din retina isi schimba proprietatile pentru a ajuta creierul sa detecteze miscarea, conform eurekalert.org.

Pentru a vedea pe timpul noptii, retina schimba atat ”software-ul”, cat si ”hardware-ul” celulelor sale de lumina pentru a crea vederea de noapte. Circuitele retinale, care erau considerate de neschimbat si programate pentru anumite sarcini specifice, se pot adapta la diferite conditii de lumina, potrivit cercetatorilor de la Duke, care au descoperit modul in care retina se reprogrameaza pentru a se obisnui cu intunericul.

”Pentru a vedea doar cu ajutorul luminii stelelor, biologia a trebuit sa ajunga capabila sa vada o particula elementara din univers, un singur foton. Este impresionant cat de putini fotoni exista pe timpul noptii”, spune Greg Field, profesor asistent de neurobiologie si inginerie biomedicala la Universitatea Duke.

Identificarea prezentei si directiei unui obiect in miscare este cheia supravietuirii pentru majoritatea animalelor

Descoperirile, publicate in ”Neuron”, arata ca reprogramarea are loc la nivelul celulelor retinale, care sunt sensibile la miscare. Chiar si cu cea mai buna iluminare, identificarea prezentei si directiei unui obiect in miscare este cheia supravietuirii pentru majoritatea animalelor. Totusi, detectarea miscarii cu un singur punct de referinta nu functioneaza foarte bine. Astfel, retinele vertebratelor au patru tipuri de celule sensibile la miscare si fiecare reactioneaza intr-un mod specific la o miscare care este in sus, in jos, in dreapta sau in stanga.

Cand un obiect se misca in una dintre directiile mentionate, acel grup de neuroni va deveni foarte activa. Daca miscarea se afla la jumatatea distantei dintre sus si stanga, ambele grupuri de celule se vor activa simultan, dar nu la fel de puternic. Creierul interpreteaza acest tip de semnal drept o miscare care merge atat in sus, cat si in stanga.

In cazul oamenilor, acesti neuroni directionali reprezinta aproximativ 4% din celulele care transmit semnale de la retina la creier. La rozatoare, procentul este de 20-30% deoarece detectarea miscarii este vitala pentru un animal care este, adesea, tinta altor animale de prada.

Intr-un studiu concentrat pe retina soarecilor, efectuat cu ajutorul microscopului echipat cu ochelari de vedere de noapte, intr-o camera foarte intunecata, studentul Xiaoyang Yao, din laboratorul lui Field, a descoperit ca celulele retinei sunt sensibile la miscarea ascendenta si ca isi schimba comportamentul in lumina scazuta. Neuronii "in sus" vor declansa detectarea oricarei miscari, nu doar celei de sus.

”Retinele soarecilor au fost plasate pe o matrice de electrozi, care poate masura declansarea individuala a sute de neuroni. Scopul lui Xiaoyang a fost sa observe cum se comporta aceste celule ziua si noaptea, iar astfel a observat o diferenta”, adauga Field.

Cand exista putina lumina disponibila, un semnal slab de miscare provenit de la neuronii ”de sus”, alaturi de alt semnal slab de la oricare celule directionale, pot ajuta creierul sa simta miscarea. Majoritatea pacientilor care se confrunta cu pierderea severa a vederii isi pierd si perceptia miscarii. Aceste constatari legate de capacitatea neuronilor din retina de a se adapta poate conduce la proiectarea unei proteze retinale.

”Multe animale aleg sa se hraneasca noaptea pentru ca este mai greu pentru pradatori sa vada. Totusi, natura este o cursa. Bufnitele si pisicile au ochii foarte dezvoltati special pentru a vedea noaptea, prada fiind cea care trebuie sa supravietuiasca”, explica Field.

Inca nu se stie de ce doar celulele ”de sus” genereaza miscare pe intuneric. Field sugereaza ca este cea mai importanta directie pentru animalele de prada.

” Am invatat ca grupurile mari de neuroni din retina isi pot adapta functiile pentru a se adapta  la diferite situatii”, spune Field.

”Retina este alcatuita din mai multe circuite care lucreaza in paralel. Am observat ca aceste circuite fac lucruri diferite in fiecare moment al zilei. Field a descoperit aceasta adaptare la intuneric, care este determinata de schimbari ale semnalelelor circuitelor si ale semnalelor chimice dintre celule. Exista 50 de tipuri de celule amacrine si cele mai multe dintre ele pot fi responsabile de eliberarea neurotransmitatorilor care influenteaza circuitul retinei. Noi detinem informatii doar despre 20% dintre aceste celule”, concluzioneaza Jeffrey Diamond, cercetator la ”National Institute of Neurological Disorders and Stroke”, care studiaza si procesarea vizuala a retinei.

Sursa: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-09/du-eha091018.php

Adaugă comentariu nou