Tübingeni ülikoolis läbi viidud uuring tõstab esile visuaalsete reaktsioonide keerukuse – leiud võivad aidata täiustada nii digikaameraid kui ka visuaalset proteesimist
Meie visuaalsed võimed on hämmastavad: näeme ekstreemsetes olukordades, alates jalutuskäigust tähistaeva all kuni suusarajadeni säravas päikesevalguses. Teeme seda vaevata, palju sujuvam alt ja stabiilsem alt kui isegi kõige kaasaegsemad digikaamerad. Teadlased teadsid, et visuaalse töötlemise esimesed sammud toimuvad juba meie silmade sees: võrkkestas ei asu mitte ainult valgustundlikud retseptorrakud, vaid see töötleb ka sissetulevat teavet ja edastab selle keeruka aktiivsusmustrina nägemisnärvi kaudu aju.
Uus uuring näitab nüüd, et see protsess on palju keerulisem, kui seni arvati. Tübingeni ülikooli Werner Reichardti integratiivse neuroteaduse keskuse (CIN) ja Bernsteini arvutusliku neuroteaduse keskuse teadlased koos kolleegidega Manchesteri ülikoolist näitasid, et aktiivsusmustrid, mis saadetakse ajju - võrkkesta "keeleks" - sõltub põhimõtteliselt ümbritseva valguse tasemest meie keskkonnas. Kui valgustingimused muutuvad, räägib võrkkest teist keelt. Uuring avaldati 8. detsembril 2014 ajakirjas "Nature Neuroscience" (DOI 10.1038/nn.3891).
"Siiani eeldasid teadlased, et võrkkest muudab alati sama stseeni konkreetseks tegevusmustriks, " ütleb Thomas Münch CIN-ist. Tema ja ta kaastöötajad uurimisrühmast "Retinal Circuits and Optogenetics" leidsid aga, et võrkkest saadab ajju väga erinevat teavet kohe, kui heledus muutub vaid vähesel määral. Vaatleja näeb sama vaatepilti, kuid närviimpulsid on põhimõtteliselt erinevad. Nende sündmuste parem mõistmine võib aidata kaasa digikaamerate ja muude tehniliste seadmete täiustamisele ning visuaalsete proteeside tõhustamisele.
Mõnda aega on teada, et võrkkest eraldab teavet sissetuleva kujutise erinevate tunnuste kohta ja saadab need paralleelselt ajju. Mõned neist "teabekanalitest" edastavad tõendeid värvide kohta, mõned stseeni servade kohta, mõned eredate ja varjude jaotuse ning mõned objekti liikumise suuna kohta. Kõigi nende infokanalite ühine tegevus moodustab keele, millega silm ajuga räägib. Doktorant Katja Reinhard, kes tegi uuringu koos kolleeg Alexandra Tikidji-Hamburyaniga, kasutab uudsete leidude selgitamiseks näidet: "Kujutage ette, et lähete suusatama ja naudite panoraamvaadet mägedele, kord päikeseprillidega ja kord ilma. Nendes kahes olukorras saadavad võrkkesta infokanalid ajju väga erinevaid signaale. Võrkkesta keel on muutunud lihts alt päikeseprillide tõttu, kuigi te vaatate sama stseeni."
"Meie tulemused sunnivad meid uuesti mõtlema, kuidas meie silmad ja nägemine üldiselt töötavad," ütleb Münch. Need näitavad, kui keeruline on visuaalne süsteem, isegi esimesed nägemise sammud võrkkesta sees. See tekitab ka teadlastes uusi küsimusi: miks võrkkesta keel üldse muutub? Kuidas suudab meie aju sellest hoolimata alati sama pildi ära tunda?
