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Arrojando luz sobre cómo el ojo humano percibe el brillo
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Arrojando luz sobre cómo el ojo humano percibe el brillo

Científicos japoneses están arrojando nueva luz sobre la importancia de las células sensibles a la luz en la retina que procesan la información visual. Los investigadores aislaron las funciones de las células de melanopsina y demostraron su papel crucial en la percepción del entorno visual. Esto introduce una nueva comprensión de la biología del ojo y cómo se procesa la información visual.

Los hallazgos podrían contribuir a terapias más efectivas para las complicaciones relacionadas con el ojo. También pueden servir como base para desarrollar sistemas de iluminación y visualización.

La investigación fue publicada en Scientific Reports el 20 de mayo de 2019.

La parte posterior del ojo humano está revestida con la retina, una capa de varios tipos de células, llamados fotorreceptores, que responden a diferentes cantidades de luz. Las células que procesan mucha luz se llaman conos y las que procesan niveles más bajos de luz se denominan barras.

Hasta hace poco, los investigadores pensaban que cuando la luz golpeaba la retina, los bastones y los conos eran los únicos dos tipos de células que reaccionaban. Descubrimientos recientes han revelado un tipo completamente nuevo de células, llamadas células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC). A diferencia de los bastones y conos, los ipRGC contienen melanopsina, un fotopigmento que es sensible a la luz. Si bien se ha establecido que los ipRGCs están involucrados en mantener el reloj interno del cerebro sincronizado con los cambios en la luz del día, su importancia en la detección de la cantidad de luz aún no se había entendido bien.

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La percepción del brillo puede explicarse por la suma de un término de luminancia no lineal y un término de melanopsina lineal, lo que sugiere que la señal de melanopsina puede expresar el nivel de brillo absoluto. (Crédito: Universidad Nacional de Yokohama)

"Hasta ahora, el papel de las células de melanopsina en la retina y cómo contribuyen a la percepción del brillo de la luz no ha sido claro", dijo Katsunori Okajima, profesor de la Facultad de Ciencias del Medio Ambiente y la Información, Universidad Nacional de Yokohama y uno de los autores. de El estudio.

"Hemos descubierto que la melanopsina juega un papel crucial en la capacidad humana de ver qué tan bien iluminado está el ambiente. Estos hallazgos están redefiniendo el sistema convencional de detección de luz que hasta ahora solo ha tenido en cuenta dos variables, a saber, el brillo y el cantidad de luz entrante. Nuestros resultados sugieren que la percepción del brillo debería basarse en una tercera variable: la intensidad de un estímulo que se dirige a la melanopsina ".

En el estudio, los autores mostraron cómo los conos y la melanopsina se combinan para permitir la percepción del brillo. Para evaluar mejor la contribución de la melanopsina a la detección de la luz, las señales de la melanopsina se aislaron de conos y bastones. Esta separación permitió una observación más precisa de la señal de melanopsina sola. Los estímulos visuales fueron cuidadosamente diseñados y posicionados para estimular específicamente el químico sensible a la luz. Además, los investigadores utilizaron un software de seguimiento para medir los diámetros de las pupilas de los participantes del estudio bajo cada estímulo visual. Esto sirvió como una forma de determinar la relación entre la percepción del brillo y la intensidad real del estímulo visual en la retina.

Los investigadores pudieron demostrar que los diferentes niveles de brillo de una imagen percibida es una suma de la respuesta de melanopsina y la respuesta que generan los conos. La primera es una lectura lineal y la segunda no. Los resultados también muestran que la melanopsina no es un contribuyente menor en la percepción del brillo. Más bien, es un jugador crucial en la percepción del brillo.

Este trabajo fue apoyado por la Sociedad Japonesa para la Promoción de Subvenciones Científicas para la Investigación Científica (Números de subvención 15H05926 y 18H04111). (Fuente: Universidad Nacional de Yokohama)

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