Este artículo fue escrito por Erez Ribak del Technion - Israel Institute of Technology, y fue publicado originalmente en la conversación.
El ojo humano está optimizado para tener una buena visión de color en el día y la alta sensibilidad por la noche. Pero hasta hace poco parecía que las células de la retina se conectan al revés, con la luz que viaja a través de una masa de neuronas antes de que alcance las células conos y bastones detectores de luz. Una nueva investigación presentada en una reunión de la Sociedad Americana de Física ha descubierto una función de la visión de mejora notable para esta estructura desconcertante.
Hace cerca de un siglo, se descubrió la estructura fina de la retina. La retina es la parte sensible a la luz del ojo, que reviste el interior del globo ocular. La parte posterior de la retina contiene conos para percibir los colores rojo, verde y azul. Repartidos entre los conos son barras, que son mucho más sensibles a la luz que los conos, pero que son daltónicos.
Antes de llegar a los conos y bastones, la luz debe atravesar todo el espesor de la retina, con sus capas de neuronas y los núcleos celulares. Estas neuronas procesan la información de la imagen y la transmiten al cerebro, pero hasta hace poco no ha sido claro por qué estas células se encuentran en frente de los conos y bastones, no detrás de ellos. Este es un enigma de larga data, más aún desde la misma estructura, de las neuronas ante los detectores de luz, existe en todos los vertebrados, mostrando estabilidad evolutiva.
Sección a través de la retina y su layers.Labin / Safuri / Perlman / Ribak / Naturaleza
Los investigadores de Leipzig encontrado que las células gliales, que también abarcan la profundidad de la retina y se conectan a los conos, tienen un atributo interesante. Estas células son esenciales para el metabolismo, pero también son más densas que otras células en la retina. En la retina transparente, esta densidad más alta (y el índice de refracción correspondiente) significa que las células gliales pueden guiar a la luz, al igual que los cables de fibra óptica.
Selective vision
En vista de esto, mi colega Amijai Labin y yo construimos un modelo de la retina, y mostraron que la direccional de las células gliales ayuda a aumentar la claridad de la visión humana. Pero también nos dimos cuenta de algo bastante curioso: los colores que mejor se pasaron por las células gliales eran verde a rojo, lo que el ojo necesita más para la visión diurna. El ojo usualmente recibe demasiada azul - y por lo tanto tiene menos conos sensibles al azul.
Otras simulaciones de computadora mostraron que el verde y el rojo se concentran entre cinco y 10 veces más por las células gliales, y en sus respectivos conos, que la luz azul. En su lugar, el exceso de luz azul se dispersa a las barras de los alrededores.
Este sorprendente resultado de la simulación necesita ahora una prueba experimental. Con sus colegas de la Escuela de Medicina de Technion, hemos probado cómo la luz atraviesa las retinas de cuyes. Como los humanos, estos animales son activos durante el día y la estructura de la retina ha sido bien caracterizado, lo que nos permitió simular sus ojos justo como lo habíamos hecho para el hombre. Luego pasamos la luz a través de sus retinas y, al mismo tiempo, ellos examinaron con un microscopio en tres dimensiones. Esto lo hicimos para 27 colores en el espectro visible.
El resultado fue fácil notar: en cada capa de la retina que vimos que la luz no se dispersa de manera uniforme, sino que se concentran en unos pocos puntos. Estas manchas se continuaron de capa a capa, creando así columnas alargadas de luz que conducen desde la entrada de la retina a los conos en la capa de detección. Luz se concentró en estas columnas de hasta 10 veces, en comparación con la intensidad media.
Aún más interesante fue el hecho de que los colores que fueron mejor guiaron por las células gliales emparejados muy bien con los colores de los conos. Los conos no son tan sensibles como las barras, por lo que esta luz adicional les permitía funcionar mejor - incluso en los niveles más bajos de luz. Mientras tanto, la luz más azul, que no fue bien capturado en las células gliales, se dispersó en las varillas en su vecindad.
Estos resultados significan que la retina del ojo se ha optimizado para que los tamaños y densidades de células gliales coinciden con los colores a la que el ojo es sensible (que es en sí mismo un proceso de optimización adecuado a nuestras necesidades). Esta optimización es tal que la visión del color durante el día es mayor, mientras que la visión nocturna sufre muy poco. El efecto también funciona mejor cuando los alumnos son contratados en alta iluminación, además de añadir a la claridad de nuestra conversación vision.The de color
Otras simulaciones de computadora mostraron que el verde y el rojo se concentran entre cinco y 10 veces más por las células gliales, y en sus respectivos conos, que la luz azul. En su lugar, el exceso de luz azul se dispersa a las barras de los alrededores.
Este sorprendente resultado de la simulación necesita ahora una prueba experimental. Con sus colegas de la Escuela de Medicina de Technion, hemos probado cómo la luz atraviesa las retinas de cuyes. Como los humanos, estos animales son activos durante el día y la estructura de la retina ha sido bien caracterizado, lo que nos permitió simular sus ojos justo como lo habíamos hecho para el hombre. Luego pasamos la luz a través de sus retinas y, al mismo tiempo, ellos examinaron con un microscopio en tres dimensiones. Esto lo hicimos para 27 colores en el espectro visible.
El resultado fue fácil notar: en cada capa de la retina que vimos que la luz no se dispersa de manera uniforme, sino que se concentran en unos pocos puntos. Estas manchas se continuaron de capa a capa, creando así columnas alargadas de luz que conducen desde la entrada de la retina a los conos en la capa de detección. Luz se concentró en estas columnas de hasta 10 veces, en comparación con la intensidad media.
Aún más interesante fue el hecho de que los colores que fueron mejor guiaron por las células gliales emparejados muy bien con los colores de los conos. Los conos no son tan sensibles como las barras, por lo que esta luz adicional les permitía funcionar mejor - incluso en los niveles más bajos de luz. Mientras tanto, la luz más azul, que no fue bien capturado en las células gliales, se dispersó en las varillas en su vecindad.
Estos resultados significan que la retina del ojo se ha optimizado para que los tamaños y densidades de células gliales coinciden con los colores a la que el ojo es sensible (que es en sí mismo un proceso de optimización adecuado a nuestras necesidades). Esta optimización es tal que la visión del color durante el día es mayor, mientras que la visión nocturna sufre muy poco. El efecto también funciona mejor cuando los alumnos son contratados en alta iluminación, además de añadir a la claridad de nuestra conversación vision.The de color
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