תאי רשתית נדירים עשויים להחזיק את המפתח לתפיסת צבע אמיתית

חוקרי רוצ'סטר רתמו אופטיקה אדפטיבית כדי לקבל תובנה לגבי פעולתה המורכבת של הרשתית ותפקידה בעיבוד צבע. הם זיהו תאי גנגליון רשתית חמקמקים (RCGs) ב-fovea של העין שיכולים להסביר כיצד בני אדם רואים אדום, ירוק, כחול וצהוב.

מדענים תהו זמן רב כיצד שלושת סוגי קולטני הפוטו של העין פועלים יחד כדי לאפשר לבני אדם לתפוס צבע. במחקר חדש ב- כתב עת למדעי המוחחוקרים מאוניברסיטת רוצ'סטר השתמשו באופטיקה אדפטיבית כדי לזהות תאי גנגליון רשתית נדירים (RGCs) שיכולים לעזור להשלים את הפערים בתיאוריות הקיימות של תפיסת צבע.

לרשתית יש שלושה סוגים של קונוסים לזיהוי צבע הרגיש לאורכי גל קצרים, בינוניים או ארוכים של אור. תאי הגנגליון ברשתית מעבירים קלט מהקונוסים הללו למערכת העצבים המרכזית.

בשנות ה-80, דייוויד וויליאמס, הפרופסור לאופטיקה רפואית של וויליאם ג'י אלין, עזר למפות את "הכיוונים הקרדינליים" המסבירים את זיהוי הצבע. עם זאת, ישנם הבדלים באופן שבו העין מזהה צבע וכיצד הצבע נראה לבני אדם. מדענים חשדו שבעוד שרוב ה-RGCs עוקבים אחר ההנחיות הקרדינליות, הם עשויים לעבוד במקביל למספר קטן של RGCs לא-קרדינליים כדי ליצור תפיסות מורכבות יותר.

גילוי RGCs שאינם קרדינלים

לאחרונה, צוות חוקרים מהמרכז למדעי הראייה של רוצ'סטר, המכון לאופטיקה ומכון העין Flaum זיהה כמה מה-RGCs הלא-קרדינליים החמקמקים הללו ב-fovea שיכולים להסביר כיצד בני אדם רואים אדום, ירוק, כחול וצהוב.

"אנחנו עדיין לא יודעים שום דבר בוודאות על התאים האלה מלבד העובדה שהם קיימים", אומרת שרה פטרסון, חוקרת פוסט-דוקטורט במרכז למדעי הראייה שהובילה את המחקר. "יש עוד כל כך הרבה שאנחנו צריכים ללמוד איך תכונות התגובה שלהם פועלות, אבל הן אופציה משכנעת כחוליה חסרה באופן שבו הרשתית שלנו מעבדת צבע."

התקדמות באופטיקה אדפטיבית

הצוות מינף אופטיקה אדפטיבית, המשתמשת במראה ניתנת לעיוות כדי להתגבר על עיוות האור ופותחה לראשונה על ידי אסטרונומים כדי להפחית את טשטוש התמונה בטלסקופים מבוססי קרקע. בשנות ה-90 החלו וויליאמס ועמיתיו ליישם אופטיקה אדפטיבית כדי לחקור את העין האנושית. הם יצרו מצלמה שפיצתה על עיוותים שנגרמו מהסטיות הטבעיות של העין, ויצרה תמונה ברורה של תאי קולטנים בודדים.

"האופטיקה של עדשת העין אינה מושלמת ובאמת מפחיתה את כמות הרזולוציה שאתה יכול לקבל עם אופטלמוסקופ", אומר פטרסון. "אופטיקה אדפטיבית מזהה ומתקנת את הסטיות הללו ונותנת לנו מבט צלול לתוך העין. זה נותן לנו גישה חסרת תקדים לתאי הגנגליון ברשתית, שהם המקור היחיד של מידע חזותי למוח."

פטרסון אומר ששיפור ההבנה שלנו לגבי התהליכים המורכבים של הרשתית יכול בסופו של דבר לעזור להוביל לשיטות טובות יותר להחזרת הראייה לאנשים שאיבדו אותה.

"לבני אדם יש יותר מ-20 תאי גנגליון והמודלים שלנו לראייה אנושית מבוססים רק על שלושה", אומר פטרסון. "כל כך הרבה קורה ברשתית שאנחנו לא יודעים עליהם. זהו אחד התחומים הנדירים שבהם ההנדסה גברה לחלוטין על המדע הבסיסי החזותי. אנשים נמצאים שם בחוץ עם תותבות רשתית בעיניים שלהם כרגע, אבל אם היינו יודעים מה כל התאים האלה עושים, היינו יכולים למעשה לגרום לתותבות רשתית להניע תאי גנגליון בהתאם לתפקידיהם התפקודיים בפועל.

העבודה נתמכה במימון על ידי ה המכונים הלאומיים לבריאותמשרד חיל האוויר למחקר מדעי, ומחקר למניעת עיוורון.