Sie Licht auf, wie das menschliche Auge nimmt Helligkeit

Japanische Wissenschaftler sind zu vergießen ein neues Licht auf die Bedeutung von lichtempfindlichen Zellen in der Netzhaut, verarbeiten visueller Informationen. Die Forscher isolierten die Funktionen des melanopsin-Zellen und zeigten Ihre entscheidende Rolle in der Wahrnehmung der visual-Umgebung. Dieser Aufbruch in ein neues Verständnis der Biologie des Auges und wie visuelle Informationen verarbeitet werden.

Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, effektivere Therapien für Komplikationen, die sich auf das Auge. Sie können auch dazu dienen als Grundlage für die Entwicklung von Beleuchtungs-und display-Systeme.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaftlichen Berichten am 20. Mai 2019.

Die Rückseite des menschlichen Auges ausgekleidet ist mit der Netzhaut, eine Schicht von verschiedenen Arten von Zellen, die sogenannten Photorezeptoren, reagieren auf unterschiedliche Mengen an Licht. Die Zellen, die Prozess viel Licht genannt Kegel und diejenigen, Prozess unteren Ebenen des Lichts benannt sind Stangen.

Bis vor kurzem haben Forscher gedacht, dass, wenn Licht schlug der retina, Stäbchen und Zapfen wurden nur zwei Arten von Zellen, die darauf reagieren. Die jüngsten Entdeckungen haben gezeigt, dass eine völlig neue Art von Zellen, die sogenannten intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (ipRGCs). Im Gegensatz zu den Stäbchen und Zapfen, ipRGCs enthalten melanopsin, ein photopigment, das ist empfindlich auf Licht. Während es wurde festgestellt, dass die ipRGCs beteiligt sind, halten das Gehirn die interne Uhr synchronisiert mit änderungen im Tageslicht, Ihre Bedeutung in der Erkennung der Menge an Licht war noch nicht gut verstanden.

„Bis jetzt, die Rolle der retinalen melanopsin-Zellen und wie Sie dazu beitragen, die Wahrnehmung der Helligkeit des Lichts unklar“, sagte Katsunori Okajima, ein professor an der Fakultät Umwelt und Information Sciences, Yokohama National University und einer der Autoren der Studie.

„Wir haben festgestellt, dass melanopsin spielt eine entscheidende Rolle auf die menschliche Fähigkeit, zu sehen, wie gut beleuchteten die Umgebung. Diese Erkenntnisse sind eine Neudefinition des herkömmlichen system der Licht-Erkennung, die bislang nur berücksichtigt zwei Variablen, nämlich Helligkeit und die Menge der eingehenden Licht. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Helligkeits-Wahrnehmung sollte sich auf eine Dritte variable — die Intensität eines Reizes, die Ziele melanopsin.“

In der Studie, die Autoren zeigten, wie Zapfen und melanopsin kombinieren, ermöglichen die Wahrnehmung von Helligkeit. Um besser beurteilen zu können, den Beitrag von melanopsin auf die Detektion von Licht, die melanopsin-Signale wurden isoliert aus Zapfen und Stäbchen. Diese Trennung erlaubt weitere genaue Beobachtung des melanopsin-signal allein. Visuelle stimuli wurden sorgfältig entworfen und positioniert, um gezielt stimulieren die lichtempfindliche Chemikalie. Auch die Forscher verwendeten tracking-software, um zu Messen Studienteilnehmer der Schüler von Durchmessern unter jeder visuelle Reiz. Dies diente als eine Möglichkeit zum bestimmen der Beziehung zwischen Helligkeit Wahrnehmung und der tatsächlichen visual stimulus-Intensität auf die Netzhaut.

Die Forscher konnten zeigen, dass die unterschiedliche Helligkeit für ein Bild, das wahrgenommen wurde, ist die Summe des melanopsin Antwort und die Antwort, die generiert wird, durch die Zapfen. Die erstere ist eine lineare Auslesen und die letztere nicht. Die Ergebnisse zeigen auch, dass melanopsin ist nicht a-Moll Beitrag in der Helligkeit Wahrnehmung. Vielmehr ist es ein entscheidender Spieler in der Helligkeit Wahrnehmung.

Diese Arbeit wurde unterstützt von der Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research (Zuschuss Zahlen 15H05926 und 18H04111).