Способността ни да виждаме започва от светлочувствителните фоторецепторни клетки в очите ни. За острото зрение отговаря определена област на ретината, наречена фовеа. Тук чувствителните към цветовете конусовидни фоторецептори ни позволяват да откриваме и най-малките детайли. Плътността на тези клетки е различна при отделните хора. Освен това, когато фиксираме даден обект, очите ни извършват фини, непрекъснати движения, които също се различават от човек до човек. Сега изследователи от Университетската болница в Бон (UKB) и Университета в Бон проучват как острото зрение е свързано с тези малки движения на очите и мозайката от колбички (конуси). С помощта на изображения с висока резолюция и микропсихофизика те демонстрират, че движенията на очите са настроени прецизно по такъв начин, че да осигурят оптимална картина. Резултатите от изследването са публикувани в списание eLife.
Хората могат да фиксират погледа си върху даден обект, за да го видят ясно, благодарение на малка област в центъра на ретината. Тя е известна като фовея (на латински: fovea - яма), е съставена от плътно подредена мозайка от светлочувствителни конусовидни фоторецепторни клетки. Гъстотата им достига максимални стойности от над 200 000 колбички на квадратен милиметър - в област, която е около 200 пъти по-малка от монета от четвърт долар. Малките фовеални колбички „вземат проби“ от частта от зрителното пространство, която се вижда от окото, и изпращат сигналите си към мозъка. Това е аналогично на пикселите на сензора на фотоапарат, по чиято повърхност са разположени милиони фоточувствителни клетки.
Съществува обаче важна разлика: за разлика от пикселите на сензора на фотоапарата, колбичките във фовеята не са равномерно разпределени. Всяко око има уникален модел на плътност във фовеата. Освен това „за разлика от фотоапарата, очите ни са постоянно и несъзнателно в движение“, обяснява д-р Волф Харменинг, ръководител на лабораторията AOVision в Катедрата по офталмология в UKB и член на Трансдисциплинарната изследователска област (TRA) „Живот и здраве“ в Университета в Бон. Това се случва дори когато гледаме право към неподвижен обект. Тези фиксиращи движения на очите предават фини пространствени детайли, като въвеждат постоянно променящи се фоторецепторни сигнали, които трябва да бъдат декодирани от мозъка. Добре известно е, че един от компонентите на фиксиращите движения на очите, наречен дрейф, може да се различава при отделните хора и че по-големите движения на очите могат да влошат зрението. Досега обаче не е изследвано как дрейфът е свързан с фоторецепторите във фовеята и с нашата способност да различаваме фини детайли.
Използване на изображения с висока разделителна способност и микропсихофизика
Точно това разглежда изследователският екип на Харменинг, като използва единствения по рода си в Германия офталмоскоп с адаптивна оптика и сканираща светлина (AOSLO). Като се има предвид изключителната прецизност, която предлага този инструмент, изследователите могат да проучат пряката връзка между плътността на конусите във фовеята и най-малките детайли, които можем да различим. В същото време те записват и малките движения на очите. За целта те измерват остротата на зрението на 16 здрави участници, докато изпълняват визуално трудна задача. Екипът проследява пътя на визуалния стимул върху ретината, за да определи по-късно кои фоторецепторни клетки допринасят за зрението при всеки участник. Изследователите - сред които е и първият автор Джени Витен от Катедрата по офталмология в UKB, която е и докторант в Университета в Бон - използват видеозаписи AOSLO, за да анализират как се движат очите на участниците по време на задача за разпознаване на букви.
Движенията на очите са прецизно настроени към плътността на конусите
Проучването разкрива, че хората са способни да възприемат по-фини детайли, отколкото предполага плътността на конусите във фовеата. „От това заключаваме, че пространственото разположение на конусите във фовеата само частично предсказва остротата на разделителната способност“, съобщава Харменинг. Освен това изследователите установяват, че дребните движения на очите оказват влияние върху острото зрение: по време на фиксация дрейфовите движения на очите се редуват по такъв начин, че систематично да придвижват ретината, синхронизирана със структурата на фовеята. „Дрейфовите движения многократно предизвикваха зрителни стимули в областта, където плътността на конусите беше най-висока“, обяснява Витен. Като цяло резултатите показазват, че само в рамките на няколкостотин милисекунди поведението на дрейфа се приспособява към областите на ретината с по-висока плътност на конусите, което подобрява острото зрение. Дължината и посоката на тези движения на дрейфа изиграват ключова роля.
Според Харменинг и неговия екип тези открития дават нов поглед върху фундаменталната връзка между физиологията на очите и зрението: „Разбирането на това как окото се движи оптимално, за да постигне остро зрение, може да ни помогне да разберем по-добре офталмологичните и невропсихологичните разстройства и да подобрим технологичните решения, предназначени да имитират или възстановят човешкото зрение, като например имплантите на ретината.“
Източник: EurekAlert
