بینایی از طریق گیرنده های نوری

متخصصان چشم پزشکی، از طریق گیرنده های نوری چشم زاویه جدیدی را در مسیر نور کشف کردند. اگر تمایل دارید با گیرنده نوری تازه کشف شده بیشتر آشنا شوید، بنابراین تا پایان مطلب با های فن تک همراه شوید.

محققان موسسه ملی چشم (NEI) کشف کرده‌اند که اندامک‌های تولیدکننده نیرو در سلول‌های گیرنده نور چشم، به نام میتوکندری، به‌عنوان میکرولنزهایی« یک لنز بسیار کوچک می باشد »عمل می‌کنند که به هدایت نور به بخش‌های بیرونی این سلول‌ها کمک می‌کنند، جایی که به سیگنال‌های عصبی تبدیل می‌شوند. کشف در سنجاب‌های زمینی تصویر دقیق‌تری از ویژگی‌های نوری شبکیه را ارائه می‌کند و می‌تواند به تشخیص زودهنگام بیماری چشم کمک کند. همچنین تکامل بینایی را روشن می‌کند.
این یافته ها همچنین به یک راز دیرینه در مورد شبکیه چشم پستانداران می پردازد. علیرغم فشار تکاملی برای تبدیل نور به سیگنال و عبور فوری از شبکیه به مغز، این مسیرتقریبا مستقیم نیست. هنگامی که نور به شبکیه می رسد، باید قبل از رسیدن به بخش بیرونی گیرنده های نوری، جایی که انتقال نور (تبدیل انرژی فیزیکی نور به سیگنال های سلولی) اتفاق می افتد، از لایه های عصبی متعدد عبور کند. گیرنده های نوری ساختارهای لوله مانندی هستند که به دو قسمت داخلی و خارجی تقسیم می شوند.

آخرین مانعی که یک فوتون باید قبل از حرکت از بخش داخلی به قسمت بیرونی از آن عبور کند، یک دسته میتوکندری متراکم غیرعادی است « میتوکندری اندامک غشاداری است که تقریباً در سیتوپلاسم کلیه سلول‌های یوکاریوتی وجود دارد و عملکرد اصلی آن‌ تولید مقادیر زیادی انرژی در قالب آدنوزین تری فسفات (ATP) است. »
به نظر می رسد که آن دسته از میتوکندری ها با پراکندگی نور یا جذب آن، در برابر فرآیند بینایی عمل می کنند. بنابراین، محققان با مطالعه گیرنده‌های نوری مخروطی از سنجاب زمینی ۱۳ خطی، هدف خود را بررسی کردند.
برخلاف سایر مدل‌های حیوانی که برای تحقیقات بینایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، شبکیه سنجاب زمینی 13 خطی عمدتاً از مخروط‌هایی تشکیل می‌شود که رنگ را می‌بینند،. محققان سنجاب زمینی 13 خطی را برای درک بهتر علل بیماری‌های چشم انسان که عمدتا بر گیرنده‌های نوری مخروطی تأثیر می‌گذارند، مطالعه می‌کنند.
محققان از یک میکروسکوپ کانفوکال اصلاح شده برای مشاهده ویژگی های نوری میتوکندری مخروطی زنده در معرض نور استفاده کردند. به دور از پراکندگی نور، میتوکندری های فشرده نور را در طول مسیری نازک و مداد مانند بر روی بخش بیرونی متمرکز می کردند. مدل‌سازی محاسباتی با استفاده از بازسازی‌های میتوکندری با وضوح بالا، یافته‌های تصویربرداری زنده را تأیید می‌کند.
دانشمندانی که پاسخ شبکیه به نور را اندازه‌گیری می کنند، مدت‌هاست مشاهده کرده‌اند که وقتی نور وارد چشم نزدیک مرکز مردمک می‌شود، در مقایسه با نور با شدت مساوی که وارد چشم نزدیک لبه مردمک می‌شود، روشن‌تر به نظر می‌رسد.
در این مطالعه، محققان متوجه شدند که اثر عدسی مانند میتوکندری از مشخصات شدت نور جهت‌دار مشابهی پیروی می‌کند. یعنی بسته به محل منبع نور، میتوکندری نور را به بخش بیرونی سلول در امتداد مسیرهایی متمرکز می کند که منعکس کننده موارد مشاهده شده از اثر استایلز- کرافورد هستند.
پیوند دادن عملکرد عدسی مانند میتوکندری به اثر استایلز-کرافورد پیامدهای بالینی بالقوه ای دارد. این اثر مدت‌ها مشاهده شده اکنون ممکن است به‌عنوان پایه‌ای برای تشخیص غیرتهاجمی بیماری‌های شبکیه استفاده شود، که تصور می‌شود بسیاری از آنها شامل اختلال عملکرد میتوکندری در منشأ خود می‌شوند. به عنوان مثال، گزارش شده است که بیماران مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا حتی زمانی که بینایی خوبی دارند، اثر استایلز کرافورد غیر طبیعی نیز در آنها است. تحقیقات بیشتری برای بررسی تغییرات ساختاری و عملکردی در میتوکندری مخروطی و تظاهرات آنها در ویژگی‌های نوری قابل تشخیص مورد نیاز است.
مانند میتوکندری در مطالعه محققان در گیرنده های نوری پرندگان و خزندگان، قطرات ریز روغن در نزدیک ترین بخش داخلی به بخش بیرونی قرار دارند و تصور می شود که نقش نوری را ایفا می کنند. علاوه بر این، «میکرو لنز» میتوکندری در گیرنده‌های نوری مخروطی پستانداران، عملکردی شبیه آنچه که توسط چشم مرکب بندپایان مانند مگس و زنبور عسل به دست می‌آید، به ارمغان می‌آورد.
در نهایت، یافته‌ها بینش جدیدی در مورد چگونگی تکامل چشم‌ها به ما ارائه می‌دهند.

های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید