شبکیه چشم: هماهنگکننده هوشمند تصاویر پیش از رسیدن به مغز!
کشف شگفتانگیز: همگامسازی تصاویر در چشم انسان
محققان موسسه چشمپزشکی مولکولی و بالینی بازل (IOB) در مطالعهای که در Nature Neuroscience منتشر شده، کشف کردهاند که شبکیه چشم انسان سیگنالهای بصری را پیش از رسیدن به مغز هماهنگ میکند. این یافته، باور دیرینه مبنی بر اینکه چنین همگامسازیای تنها در مغز رخ میدهد را به چالش میکشد.
آکسونهای بلندتر سلولهای گانگلیونی شبکیه دارای قطر بیشتر و سرعت هدایت بالاتری هستند که به همترازی زمان رسیدن سیگنالها کمک میکند. اعتبار: Neuroscience News
حقایق کلیدی این تحقیق
- همگامسازی داخلی: الیاف عصبی بلندتر شبکیه ضخیمتر هستند و امکان هدایت سریعتر را فراهم میکنند تا با مسیرهای کوتاهتر مطابقت داشته باشند.
- دقت میلیثانیهای: تفاوتهای زمانی به تنها چند میلیثانیه کاهش مییابد.
- فراتر از مغز: هماهنگی زمانی بصری در شبکیه شروع میشود، نه فقط در مغز.
مکانیسم هوشمند شبکیه برای حفظ دید یکپارچه
ادراک نه تنها به آنچه میبینیم، بلکه به زمانی که آن را میبینیم نیز بستگی دارد. سیگنالهای آغازشده توسط سلولهای حساس به نور در شبکیه، از طریق الیاف عصبی با طولهای متفاوت حرکت میکنند قبل از اینکه در عصب بینایی همگرا شده و به مغز ادامه دهند.
حتی سلولهای مجاور در شبکیه مرکزی میتوانند سیگنالها را در فواصل بسیار متفاوتی منتقل کنند – این سوال را مطرح میکند که چگونه مغز از دریافت تصویری درهمریخته یا تأخیردار از جهان جلوگیری میکند.
یافتههای کلیدی تحقیق
- تنظیم آکسونی در شبکیه انسان: آکسونهای بلندتر سلولهای گانگلیونی شبکیه قطر بیشتری داشته و سرعت هدایت بالاتری دارند که به همترازی زمان رسیدن سیگنالها کمک میکند.
- دقت میلیثانیهای: این مکانیسم به همترازی زمانبندی سیگنالها از بخشهای مختلف شبکیه کمک میکند و تفاوتهای زمان رسیدن را به تنها چند میلیثانیه کاهش میدهد.
- لایههای متعدد جبرانی: علاوه بر سرعت آکسون، عوامل دیگری مانند زمان پاسخ اولیه سلولهای شبکیه و تنظیمات بیشتر در مغز به همگامسازی کمک میکنند.
چالش باورهای پیشین در علوم اعصاب
محققان IOB نشان دادهاند که تنظیم دقیق زمانبندی بصری در انسانها نه در مغز، بلکه در شبکیه آغاز میشود و بدین ترتیب فرضیات قبلی را به چالش میکشند. آنها نشان میدهند که این جبران داخلی به حفظ وضوح و ثبات آنچه میبینیم کمک میکند – علیرغم تفاوتهای ساختگی در نحوه مسیریابی سیگنالها از طریق چشم.
پرسشهای جدید و کاربردهای آینده
این یافتهها سوالات مهمی را درباره چگونگی تنظیم الیاف عصبی در طول رشد مطرح میکند – برای مثال، چگونه قطر آنها تنظیم میشود و چگونه غشاهای آنها به کنترل سرعت انتقال سیگنال کمک میکنند. درک این مکانیسمها میتواند اصول اساسی هماهنگی زمانی در مغز را آشکار کند، با کاربردی فراتر از سیستم بینایی.
جزئیات تحقیق و منابع
عنوان اصلی تحقیق: “همگامسازی ادراک بصری در گودالک شبکیه انسان”
نویسندگان: فلیکس فرانکه و همکاران
منتشر شده در: Nature Neuroscience
دسترسی: آزاد (Open Access)
منبع: موسسه چشمپزشکی مولکولی و بالینی بازل (IOB)
نویسنده خبر: السا سیگل
تماس: السا سیگل – IOB
اعتبار تصویر: Neuroscience News
چکیده تحقیق
مغز انسان با پردازش سیگنالهای حسی با ویژگیهای زمانی متمایز که ممکن است در سرعت تولید و انتقال در یک روش حسی واحد متفاوت باشند، مدلی از جهان میسازد. برای درک رویدادهای همزمان بهعنوان اتفاقهایی که در یک زمان رخ میدهند، مغز باید این اطلاعات حسی را همگام کند، با این حال مکانیسمهای زیربنایی چنین همگامسازیای هنوز نامشخص است.
با ترکیب ثبتهای عصبی انسانی، اندازهگیریهای رفتاری و مدلسازی، ما نشان میدهیم که در سیستم بینایی انسان، این فرآیند در گودالک شبکیه (fovea centralis)، ناحیهای از شبکیه که برای خواندن و تشخیص چهره استفاده میشود، آغاز میشود.
زمانهای واکنش به نورتابی تکمخروطی گودالک در سرتاسر میدان دید مرکزی مشابه بود، اگرچه اطلاعات بصری از مخروطهای گودالک مجاور در طول آکسونهایی با طولهای بسیار متفاوت حرکت میکنند. از اندازهگیریهای مستقیم سرعت انتشار پتانسیل عمل، قطر آکسون و طول در گودالک شبکیه انسان،我们发现 که آکسونهای بلندتر گودالک قطر بیشتری داشته و سرعت انتشار بالاتری دارند.
ما نتیجه میگیریم که مغز انسان سرعت هدایت آکسونی آکسونهای بدون میلین در شبکیه را برای همگامسازی زمان رسیدن سیگنالهای حسی تنظیم میکند. این نتایج مکانیسمی پیشتر ناشناخته را پیشنهاد میکنند که توسط آن مغز انسان ادراک را همگام میکند.
