Studiuesit në Universitetin e Rochester-it kanë bërë përparime novator në kuptimin tonë të perceptimit të ngjyrave. Në një studim të fundit të publikuar në Journal of Neuroscience, ata identifikuan qeliza të rralla të ganglionit të retinës (RGC) që mund të mbushin boshllëqet kritike në njohuritë tona se si i shohim ngjyrat. Këto gjetje tregojnë se, përveç rrugëve të përcaktuara të zbulimit të ngjyrave të ndjekura nga shumica e RGC-ve, një numër i vogël i këtyre qelizave jo-konvencionale mund të luajnë një rol të rëndësishëm në vizionin e ngjyrave.
Studimi u drejtua nga një pyetje themelore në neuroshkencën vizuale: si e përpunon syri i njeriut dhe si e percepton ngjyrën? Shkencëtarët e kanë ditur prej kohësh se retina përmban tre lloje fotoreceptorë koni të ndjeshëm ndaj gjatësive të valëve të shkurtra, mesatare dhe të gjata të dritës. Këto kone transmetojnë informacion në tru nëpërmjet qelizave ganglione të retinës.
Në vitet 1980, hulumtimi nga David Williams në Universitetin e Rochester identifikoi tre rrugë kryesore – të njohura si drejtime kardinal – që përshkruajnë zbulimin bazë të ngjyrave. Këto kone transmetojnë informacion në tru përmes RGC-ve, duke ndjekur tre drejtime kryesore: ndriçimi (duke kombinuar sinjalet nga gjatësitë e valëve të mesme dhe të gjata), e kuqe-jeshile (kundërshtimi midis gjatësive të valëve të gjata dhe mesatare) dhe blu-verdhë (kundërshtimi midis gjatësive të valëve të shkurtra dhe të kombinuara sinjale me gjatësi vale të mesme dhe të gjata).
Megjithatë, këto rrugë nuk shpjegojnë plotësisht se si njerëzit e perceptojnë pasurinë dhe diversitetin e ngjyrave. Studiuesit dyshuan se krahas këtyre rrugëve kryesore, mund të ketë RGC shtesë, më pak të zakonshme që luajnë një rol vendimtar në perceptimin e ngjyrave.
Për të eksploruar këtë hipotezë, studiuesit përdorën teknika të avancuara të imazhit. Ata përdorën optikë adaptive, një teknologji e zhvilluar fillimisht nga astronomët për të korrigjuar shtrembërimet në imazhet teleskopike të shkaktuara nga atmosfera e Tokës. Kjo teknologji u përshtat për të korrigjuar shtrembërimet në sy, duke siguruar qartësi të paparë të qelizave fotoreceptore individuale.
Studimi përfshiu imazhin e syve të tre majmunëve makakë duke përdorur optikë adaptive dhe imazhe me kalcium. Këto teknika i lejuan shkencëtarët të vëzhgonin dhe masin përgjigjet e RGC në fovea, pjesa qendrore e retinës përgjegjëse për vizionin e mprehtë qendror. Makakët u zgjodhën për ngjashmëritë e tyre me vizionin njerëzor.
Studiuesit administruan vektorë viralë te majmunët për të shprehur një tregues të kalciumit në RGC. Ky tregues lejoi qelizat të fluoreshojnë kur aktivizohen nga drita, duke u mundësuar shkencëtarëve të gjurmojnë përgjigjet e tyre ndaj stimujve të ndryshëm të ngjyrave. Majmunëve iu treguan një sërë modelesh drite të dizajnuara për të izoluar përgjigjet nga lloje të ndryshme kone.
Studimi konfirmoi ekzistencën e RGC-ve jo-kardinale në retinën e primatit. Këto qeliza shfaqën modele unike të reagimit që nuk përputhen me drejtimet kryesore të përcaktuara më parë. Në mënyrë të veçantë, studiuesit gjetën RGC që reagonin ndaj kombinimeve të dritës së kuqe dhe jeshile dhe blu dhe të verdhë në mënyra që nuk parashikohen nga modelet ekzistuese të vizionit me ngjyra.
“Ne nuk dimë ende asgjë të sigurt për këto qeliza, përveç faktit që ato ekzistojnë”, tha Sara Patterson, një studiuese postdoktorale në Qendrën për Shkencën Vizuale, e cila drejtoi studimin. “Ka shumë më tepër që ne duhet të mësojmë se si funksionojnë vetitë e tyre të përgjigjes, por ato janë një opsion bindës si një hallkë që mungon në mënyrën se si retina jonë përpunon ngjyrën.”
Prania e këtyre qelizave jo-kardinale sugjeron se roli i retinës në perceptimin e ngjyrave është më kompleks sesa mendohej më parë. Këto qeliza mund të jenë përgjegjëse për mënyrën e nuancuar të mënyrës se si njerëzit i perceptojnë ngjyrat përtej nuancave kryesore të diktuara nga rrugët kryesore. Për shembull, ato mund të kontribuojnë në perceptimin e ngjyrave të ndërmjetme dhe variacionet delikate të ngjyrave që pasurojnë përvojën tonë vizuale.
Por studiuesit vunë re se gjetjet e tyre bazohen në një mostër relativisht të vogël të qelizave nga një rajon specifik i retinës. Nevojiten kërkime të mëtejshme për të konfirmuar këto rezultate dhe për të eksploruar se si funksionojnë këto qeliza në kontekstin më të gjerë të të gjithë sistemit vizual.
Për më tepër, fokusi i studimit ishte në identifikimin e këtyre qelizave dhe vetitë e tyre themelore të reagimit. Kërkohet më shumë punë për të kuptuar saktësisht se si këto RGC jo-kardinale kontribuojnë në perceptimin e ngjyrave dhe se si sinjalet e tyre përpunohen nga truri.
Hulumtimet e ardhshme mund të përfshijnë imazhe më të gjera të retinës dhe përdorimin e modeleve të avancuara llogaritëse për të parashikuar se si këto qeliza mund të ndikojnë në vizionin e ngjyrave. Studimet gjithashtu mund të eksplorojnë aplikime të mundshme klinike, të tilla si zhvillimi i protezave më të mira të retinës për njerëzit me humbje të shikimit. Kuptimi i gamës së plotë të funksioneve RGC mund të çojë në dizajne të përmirësuara që imitojnë më saktë vizionin natyror.
Një kuptim më i thellë i proceseve komplekse të retinës mund të hapë rrugën për metoda më efektive për të rivendosur shikimin tek njerëzit që e kanë humbur atë.
“Njerëzit kanë më shumë se 20 qeliza ganglione dhe modelet tona të vizionit njerëzor bazohen vetëm në tre,” shpjegoi Patterson. “Ka aq shumë gjëra që po ndodhin në retinë për të cilat ne nuk dimë. Kjo është një nga fushat e rralla ku inxhinieria ka tejkaluar plotësisht shkencën bazë vizuale. Njerëzit janë atje me proteza të retinës në sytë e tyre tani, por nëse do të dinim se çfarë bëjnë të gjitha ato qeliza, ne në fakt mund të kishim që protezat e retinës të drejtonin qelizat ganglione në përputhje me rolet e tyre aktuale funksionale.
Studimi, “Qelizat e ganglionit kon-kundërshtues në foveën e primatëve të akorduar në drejtimet jokardinale të ngjyrave”, u autorizua nga Tyler Godat, Kendall Kohout, Keith Parkins, Qiang Yang, Juliette E. McGregor, William H. Merigan, David R. Williams dhe Sara S. Patterson.