رنگ قرمز اثر سیگنال و هشدار دهنده دارد اما، چگونه این ویژگی در مغز ما پردازش می شود؟!
زمانی که سلول‌های گیرنده نوریا همان مخروط‌ها در شبکیه فعال می‌شوند، مغز رنگ را شناسایی می‌کنند. آنها به محرک های نور از طریق تبدیل آنها به سیگنال‌های الکتریکی پاسخ می دهند و سپس نتیجه به مغز ارسال می شود. اگر رنگی از محدوده فضای رنگی RGB انتخاب شوند، مغز با نوسانات گاما به درجات مختلف تلف (ردیف بالایی) واکنش نشان می‌دهد. ردیف پایین رنگ‌هایی را نشان می‌دهد که مخروط‌های شبکیه را به همان میزان فعال می‌کنند و نوسانات گاما ی قوی تری در مغز ایجاد می‌کنند.
طبق گزارش های فن تک، دانشمندان موسسه علوم اعصاب ارنست استرانگمن مطالعه خود را با طرح یک سئوال آغاز کردند: آیا رنگ قرمز، امواج مغزی قوی تری را نسبت به رنگ های دیگر تحریک می کند یا خیر؟!
چراغ قرمز باعث توقف ما می شود. به واسطه رنگ، ما می توانیم گیلاس‌های رسیده را روی درخت شناسایی کنیم. در حالت کلی، رنگ قرمز به معنی هشدار است. با این حال، آیا در مغز هم این گونه منعکس می شود؟ محققان علوم و اعصاب موسسه ارنست استرانگمن (ESI) قصد دارد پاسخ این سئوال را پیدا کند.
تحقیقات آنها بر روی قسمتی از بخش بینایی به نام V1، تمرکز دارد. این بخش بزرگ‌ترین ناحیه بینایی در مغز و اولین ناحیه ای است که ورودی را از شبکیه دریافت می کند. هنگامی که این ناحیه توسط تصاویر قوی و همگن تحریک می شود، امواج مغزی (نوسانات) در فرکانس گاما (30 تا 80 هرتز) تولید می کند. اما همه تصاویر به یک اندازه این اثر را ندارند.
مغز
آناتومی مغز
تعریف رنگ سخت است
بنجامین جی استاچ، نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «محققان زیادی تلاش کرده اند تا مشخص کنند کدام ورودی خاص، امواج گاما را هدایت می کند. به نظر می رسد یک ورودی بصری متشکل از سطوح رنگی مختلف به خصوص رنگ قرمز، علت آن باشد. محققان معتقدند که قرمز از نظر تکاملی برای سیستم بینایی بدن معنای ویژه ای دارد برای مثال، میوه‌ها اغلب به رنگ قرمز هستند.
اما چگونه می توان اثر رنگ را از نظر علمی اثبات یا رد کرد؟ از این گذشته، تعریف عینی یک رنگ، کار سختی است و مقایسه رنگ‌ها در مطالعات مختلف به همان اندازه مشکل خواهد بود. هر مانیتور کامپیوتر، یک رنگ را به روش های مختلف باز تولید می‌کند، بنابراین رنگ قرمز در یک صفحه با صفحه دیگر فرق خواهد داشت. علاوه بر این، راه‌های مختلفی برای تعریف رنگ‌ها وجود دارد: بر اساس یک مانیتور، یک سیستم ادراکی یا طبق ورودی ها بر روی شبکیه انسان.
رنگ ها سلول های گیرنده نور را فعال می کنند
زمانی که سلول‌های گیرنده نور یا همان مخروط ها در شبکیه فعال می‌شوند، رنگ را شناسایی می‌کنند. آنها به محرک‌های نور از طریق تبدیل آنها به سیگنال‌های الکتریکی پاسخ می دهند و نتیجه آن به مغز ارسال می شود. برای تشخیص رنگ‌ها به چندین نوع مخروط نیاز داریم. هر مخروط به طور خاص حاوی طیف خاصی از طول موج است: قرمز (مخروط L)، سبز (مخروط M)، یا آبی (مخروط S). مغز با مقایسه شدت واکنش مخروط‌های مربوطه، رنگ را تشخیص می دهد.
این روند برای همه انسان‌ها یکسان است. بنابراین می‌توان رنگ‌ها را در عمل، از طریق اندازه‌گیری این که چقدر مخروط‌های مختلف شبکیه را فعال می‌کنند، تعریف کرد. مطالعات نشان می دهد که اولین سیستم بینایی بر اساس این مخروط ها دارای دو محور رنگی است: محور L- M رنگ قرمز را با سبز مقایسه می کند و محور S – (L+M) رنگ زرد را با بنفش. محققان معتقدند،
زمانی که بخواهند قدرت نوسانات گاما را اندازه گیری کنند، به یک سیستم مختصات رنگی مبتنی بر این دو محور نیاز دارند. استاچ می‌گوید: این رنگ‌ها بر اساس شدت و روشی که سیستم بینایی اولیه را فعال می‌کنند، تشخیص داده می شوند.
قرمز و سبز اثر مساوی دارند
در این تحقیق، بنجامین جی استاچ و تیمش بررسی کردند که آیا در رنگ قرمز چیزی خاصی وجود دارد و آیا این رنگ باعث نوسانات گامای قوی تری نسبت به رنگ سبز می شود یا خیر؟! در کنار آن محققان با این سئوال هم مواجه شدند: آیا می توان از نوسانات گامای ناشی از رنگ را برای اندازه گیری فعالیت های مغناطیسی مغز نیز استفاده کرد؟
آنها به این نتیجه رسیدند که رنگ قرمز از نظر قدرت نوسانات گامایی به تنهایی خیلی قوی نیست. در عوض، رنگ قرمز و سبز در همان کنتراست مخروط L M، نوسانات گامای قوی تری در لایه اولیه قشر بینایی ایجاد می کنند. علاوه بر این، امواج گامای ساطع شده از رنگ را می‌توان با دستگاه مگنتوآنسفالوگرافی انسانی اندازه‌گیری کرد.
به نظر می‌رسد رنگ‌هایی که فقط مخروط S (آبی) را فعال می‌کنند، واکنش عصبی ضعیفی را در لایه ابتدایی قشر بینایی ایجاد می‌کنند. البته این خیلی دور از انتظار نبود، زیرا مخروط S در شبکیه کمتر رایج است و از نظر تکاملی پیرتر و کندتر به نظر می رسد.
توسعه پروتزهای بینایی
نتایج این مطالعه توانست به درک این که چگونه لایه اولیه قشر بینایی انسان تصاویر را رمزگذاری می‌کند، کمک زیادی کند. در آینده ای نزدیک می توان به کمک این نتایج، پروتزهای بینایی را توسعه داد. این پروتزها می توانند قشر بینایی را برای القای بینایی فعال کنند. نتایج این مطالعات اوایل امسال در مجله eLife منتشر شد.