Istraživači sa Univerziteta u Helsinkiju napravili su proboj u razumevanju koji neuronski mehanizmi omogućavaju ekstremnu osetljivost ljudskog vida u tami. Novo istraživanje pokazuje da ljudi mogu uočiti male razlike u intenzitetu svetlosti, ali da se ta osetljivost postiže po cenu sposobnosti detekcije svetlosnih čestica.
Skoro sto godina neuronaučnici su razmišljali da li ljudsko oko može da razlikuje pojedinačnu svetlosnu česticu, poznatu kao foton, što je najmanja moguća količina svetlosti. Na ovo pitanje je bilo teško odgovoriti jer je ranije bilo nemoguće precizno pomiriti ljudsku vizuelnu percepciju i aktivnost mrežnjače u uslovima ekstremne osetljivosti u mraku.
Istraživanje sprovedeno na Univerzitetu u Helsinkiju otkriva da ljudski vizuelni sistem žrtvuje sposobnost da detektuje pojedinačne fotone kako bi dobio veću vernost u otkrivanju slabe svetlosti. Nalazi istraživanja dovode u pitanje prethodne koncepcije o tome kako funkcioniše vizuelni sistem. Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.
„Ovo istraživanje je veliki korak napred u vizuelnoj neuronauci, pružajući novi uvid u to kako ljudski vizuelni sistem funkcioniše u ekstremnim uslovima u mraku. Naša studija pokazuje da se osetljivost ljudskog oka približava fundamentalnim granicama fizike, a čitav vizuelni sistem radi na apsolutnom pragu svog kapaciteta“, kaže profesor Petri Ala-Laurila koji je vodio studiju. On vodi svoje dve laboratorije na Fakultetu bioloških nauka i nauka o životnoj sredini na Univerzitetu u Helsinkiju i na odseku za neuronauku i biomedicinsko inženjerstvo na Univerzitetu Aalto u Finskoj.
„Naše istraživanje pokazuje da je ljudski vizuelni sistem evoluirao da detektuje slabe kontraste sa izuzetnom preciznošću, što je očigledno bilo važnije od otkrivanja pojedinačnih svetlosnih čestica“, kaže dr Marku Kilpelajnen sa Fakulteta za psihologiju Univerziteta u Helsinkiju, prvi autor knjige članak.
Istraživanje je pokazalo da ljudi mogu da otkriju izuzetno male razlike u intenzitetu svetlosti na pragu tame. Ova preciznost se postiže zahvaljujući veoma efikasnoj sposobnosti vizuelnog sistema da eliminiše ono što je poznato kao neuronska buka. Međutim, to znači da vizuelni sistem žrtvuje sposobnost da detektuje pojedinačne fotone.
Istraživači su izvršili tačna elektrofiziološka merenja mrežnjače i sproveli opservacione psihološke testove mereći aktivnost vizuelnog sistema u identičnim uslovima na apsolutnom pragu percepcije. To im je omogućilo da po prvi put direktno povežu svesnu vizuelnu percepciju osobe sa aktivnošću određenih neurona u mrežnjači.
„Iznad svega, uspeli smo da pokažemo da su određeni tipovi izlaznih neurona u mrežnjači, poznati kao retinalne ON ganglijske ćelije, odgovorni za kodiranje slabih svetla. Ovaj rezultat otkriva tačnu podelu odgovornosti unutar mrežnjače tokom jednog vizuelnog zadatka “, rezimira profesorka Ala-Laurila.
Očne bolesti obično izazivaju promene u nervnom supstratu i funkciji mrežnjače. Razumevanje kako određeni tipovi ćelija retine učestvuju u kodiranju vizuelnih informacija pomaže u dizajniranju efikasnijih metoda lečenja.
Rezultati ovog istraživanja mogli bi da pomognu u poboljšanju otkrivanja i dijagnoze određenih oštećenja vida i postave temelje za razumevanje kako mozak tumači retinalni kod u određenim tipovima ćelija. Ovo znanje će u velikoj meri koristiti programerima retinalnih proteza.
