Ilmuwan menemukan bahwa bentuk cahaya mengubah penglihatan kita

Denyut laser femtosecond menarik perhatian seorang seniman. Kredit: enti Scientific – UNIGE

Para ilmuwan di UNIGE telah menunjukkan bahwa respons cahaya retina tidak hanya bergantung pada intensitas cahaya yang dirasakan oleh mata, tetapi juga pada bagaimana bentuk dan warna sementara itu diatur.

Penglihatan adalah proses kompleks yang telah berhasil dijelaskan oleh banyak disiplin ilmu – fisika, biokimia, fisika, ilmu saraf, dll. Retina mengandung cahaya, saraf optik mentransmisikan impuls listrik ke otak, yang pada akhirnya menciptakan persepsi gambar. Meskipun proses ini membutuhkan waktu, penelitian terbaru menunjukkan bahwa tahap pertama dari penglihatan itu sendiri adalah persepsi cahaya yang sangat cepat. Tetapi analisis dari langkah pengambilan keputusan ini dilakukan pada molekul dalam larutan di laboratorium.

Ilmuwan di Universitas Jenewa (UNIGE), bekerja sama dengan EPFL di Swiss dan Rumah Sakit Universitas Jenewa (HUG), mereproduksi percobaan pada tikus untuk mengamati pemrosesan cahaya oleh organisme dalam semua kompleksitasnya. Studi invasif ini menunjukkan bahwa energi cahaya saja tidak menentukan respons retinal. Ini juga mempengaruhi sinyal yang dikirim ke otak untuk membuat gambar dengan ukuran র্ pendek atau tinggi. Penemuan ini, dipublikasikan di jurnal Kemajuan dalam sains, Visi, diagnostik, dan kemungkinan penyembuhan baru membuka bidang penelitian baru.

Filsafat proses seluler telah berhasil dipelajari berkat kolaborasi beberapa cabang. Studi ini didasarkan pada “penglihatan pertama di mata adalah molekul kecil – retinal – yang berubah bentuk jika terkena cahaya,” jelas Geoffrey Golier, seorang peneliti dan penulis pertama di Departemen Fisika Terapan di Fakultas Sains UNGES. “Ketika retinal mengubah bentuk geometrisnya, ia memulai proses kompleks yang menghasilkan tendensi saraf di saraf optik.”

Proses ini membutuhkan waktu antara saat mata merasakan cahaya dan saat otak menerjemahkannya. Fisikawan mengamati retinal pada partikel pertama dari rantai tersebut, untuk melihat berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengubah bentuknya. Mereka mengisolasi molekul ini dalam sebuah sumur dan menekannya pada pulsa laser untuk menguji kecepatan reaksinya. Yang sangat mengejutkan mereka, molekul tersebut bereaksi dalam waktu sekitar 50 femtosekon!

“Sebagai perbandingan, satu femtosecond sama dengan satu detik dibandingkan dengan usia alam semesta,” kata Jan-Pierre Wolf, seorang profesor di Departemen Fisika di UNIGE dan penulis terakhir studi tersebut. “Sangat cepat sehingga kami bertanya-tanya apakah mungkin untuk mencapai gerakan ini hanya ketika secara ajaib hancur, atau apakah semua makhluk hidup memiliki kecepatan yang sama.”

Intensitas dan bentuk cahaya menentukan sensitivitas mata

Untuk mempelajari filosofi tahap pertama ini secara mendetail, para ilmuwan memanggil ahli biologi, terutama Evan Rodriguez dan Pedro Herrera, profesor fakultas UNIGE dari Union Science and Medicine, yang melakukan elektroretinogram pada tikus dengan lensa kontak. Jean-Pierre Wolf melanjutkan, “Metode ini, yang tidak sepenuhnya invasif, memungkinkan untuk mengukur intensitas sinyal yang dikirim ke saraf optik”. Ketika cahaya mengenai retina, mereka dapat mengamati tegangan listrik di seluruh kornea, berkat penguat elektronik. Dan hasilnya menunjukkan bahwa fase ini terjadi dengan kecepatan ekstrim yang sama ketika molekul-molekulnya hancur!

Tim terus mempelajari variasi ukuran batang dari waktu ke waktu. “Kami selalu mengirimkan energi yang sama, jumlah foton yang sama, tetapi kami mengubah ukuran pulsa cahaya. Kadang tangkainya pendek, kadang panjang, kadang terfragmentasi, dll. “” Jeffrey Gallier menjelaskan. Angka berperan. “Tapi bukan ini masalahnya!” Kata peneliti yang berbasis di Jenewa itu.

Para ilmuwan telah mengamati bahwa meskipun energi cahayanya sama, namun mata tidak merespons dengan cara yang sama bergantung pada ukuran cahayanya. Jean-Pierre Wolf menambahkan, “Kami juga menemukan bahwa respons mata bervariasi sesuai dengan bagaimana warna berubah, misalnya dalam pelangi sementara karena mereka mengikuti satu sama lain dengan sangat cepat.” Singkatnya, retina percaya bahwa lebih sedikit bergantung pada ukuran cahaya. -Ada lebih banyak cahaya, di sisi lain energinya sama sehingga ia mengirimkan arus yang kuat atau lemah ke otak sesuai dengan responsnya.

Penemuan ini, yang dibuat dalam konteks proyek Serregia dari Yayasan Sains Nasional Swiss (SNSF), membuka perspektif baru tentang penelitian. Jean-Pierre Wolf mengusulkan, “Sekarang kita tahu bahwa bentuk cahaya berperan dalam persepsi, kita dapat menggunakan pengetahuan baru ini untuk membuat mata bekerja secara berbeda,” usul Jean-Pierre Wolf. Bidang investigasi sekarang dapat dikembangkan menjadi kemungkinan baru untuk mendiagnosis atau mungkin mengobati kelemahan mata.

Referensi: “Ukuran denyut ultra cepat mensintesis kecerahan visual yang dirasakan pada makhluk hidup” Jeffrey Gallier, Quentin Dietschi, Swarnendu Bhattacharya, Cedric Schmidt, Matteo Montagnes, Adrienne Chauverne, Lloyd Silverin, Silvin. Evan Rodriguez dan Jean-Pierre Wolf, 28 April 2021, Ilmu.
DOI: 10.1126 / sciadv.abe1911

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.