Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cách ánh sáng đi qua võng mạc của động vật có xương sống bị lộn ngược
Tóm tắt
Trong mắt chúng ta, cũng như trong mắt của tất cả động vật có xương sống, hình ảnh của môi trường được chiếu lên một võng mạc đảo ngược, nơi mà các photon phải đi qua hầu hết các lớp của võng mạc trước khi được các tế bào nhạy sáng tiếp nhận. Sự tán xạ ánh sáng trong các lớp võng mạc này chắc chắn làm giảm tỷ lệ tín hiệu trên tiếng ồn của hình ảnh và do đó gây trở ngại cho việc nhìn rõ. Thật bất ngờ, tuy nhiên, mắt của chúng ta lại thể hiện những khả năng thị giác tuyệt vời. Mâu thuẫn rõ ràng này có thể được giải quyết nếu sự tán xạ ánh sáng trong võng mạc được giảm thiểu bởi các thành phần quang học tích hợp sẵn giúp ánh sáng truyền qua mô. Thật vậy, chúng tôi đã chứng minh rằng một chức năng của các tế bào thần kinh đuôi radial (tế bào Müller) là hoạt động như những sợi quang học hiệu quả trong võng mạc sống, điều này giúp ánh sáng vượt qua các cấu trúc gây tán xạ ánh sáng ở phía trước các tế bào nhạy sáng. Mỗi tế bào Müller hoạt động như một cáp ánh sáng ‘riêng tư’, cung cấp cho một tế bào cảm quang hình nón cá nhân pixel thích hợp của hình ảnh môi trường, từ đó tối ưu hóa độ phân giải không gian và độ rõ nét của thị giác.
Từ khóa
#võng mạc #ánh sáng #tế bào Müller #thị giác #tán xạ ánh sángTài liệu tham khảo
Agte S, Junek S, Matthias S et al (2011) Müller glial cell-provided cellular light guidance through the vital guinea-pig retina. Biophys J 101:2611–2619
Bass M (1995) Handbook of optics, volume I: fundamentals, techniques, and design. McGraw-Hill, New York
Enoch JM (1961) Visualization of wave-guide modes in retinal receptors. Am J Ophthalmol 51:1107–1118
Enoch JM (1963) Optical properties of the retinal receptors. J Opt Soc Am 53:71–85
Enoch JM, Glisman LE (1966) Physical and optical changes in excised retinal tissue. Resolution of retinal receptors as a fiber optic bundle. Invest Ophthamol Vis Sci 5:208–221
Franze K, Grosche J, Skatchkov SN et al (2007) Müller cells are living optical fibers in the vertebrate retina. Proc Natl Acad Sci U S A 104:8287–8292
Goldsmith TH (1990) Optimization, constraint, and history in the evolution of eyes. Q Rev Biol 65:285–287
Land MF, Nilsson D-E (2002) Animal eyes. Oxford University Press, New York
Puliafito CA, Hee MR, Lin CP et al (1995) Imaging of macular diseases with optical coherence tomography. Ophthalmology 102:217–229
Reichenbach A, Robinson S (1995) Phylogenetic constraints on retinal organization and development. Prog Retin Eye Res 15:139–171
Reichenbach A, Bringmann A (2010) Müller cells in the healthy and diseased retina. Springer, New York
Reichenbach A, Franze K, Agte S et al (2012) Live cells as optical fibers in the vertebrate retina. In: Yasin M, Arof H, Harun SW (eds) Selected topics on optical fiber technology. InTech, Rijeka, pp 247–270
Rodieck RW (1973) The vertebrate retina: principles of structure and function. W. H. Freeman, San Francisco
Solovei I, Kreysing M, Lanctôt C et al (2009) Nuclear architecture of rod photoreceptor cells adapts to vision in mammalian evolution. Cell 137:356–368
Tobey FL, Enoch JM, Scandrett JH (1975) Experimentally determined optical properties of goldfish cones and rods. Invest Ophthalmol 14:7–23
Valentin G (1879) Ein Beitrag zur Kenntniss der Brechungsverhältnisse der Thiergewebe. Arch Ges Physiol 19:78–105
Walls GL (1963) The Vertebrate Eye. Hafner Publishing Company, New York
Winston A, Enoch JM (1971) Retinal cone receptor as an ideal light collector. J Opt Soc Am 61:1120–1122
Zernike F (1955) How I discovered phase contrast. Science 121:345–349