Die zeitliche Form des Lichts verändert unser Sehvermögen

Eine in der Zeitschrift veröffentlichte Studie Fortschritte in der WissenschaftWährend Labortests und dann Tests an Mäusen – dass die Bildung ultraschneller Lichtimpulse die vom Auge wahrgenommene visuelle Lumineszenz verändert.

Die Netzhaut ist ein wesentliches Molekül des Sehens

Licht ist eine elektromagnetische Welle, die für das menschliche Auge sichtbar ist, wenn ihre Wellenlänge zwischen 400 und 800 Nanometer (Nanometer) liegt, oder von ultravioletten bis zu infraroten Strahlen. Das Auge fängt das Licht zuerst auf Höhe der Netzhaut ein. Dann wandern die elektrischen Impulse über den Sehnerv zum Gehirn: Dies erzeugt die Sicht des Bildes. Die Art und Weise, wie wir sehen, was uns umgibt, hängt also von unserer Wahrnehmung von Licht ab: Es ist die erste Stufe des Sehens und dies sehr schnell. „“Im Auge hängt die erste Stufe des Sehens von einem kleinen Molekül ab – der Netzhaut -, das bei Kontakt mit Licht seine Form ändert, Er erklärt Der Autor der Studie, Geoffrey Gaulier, ist Forscher am Institut für Angewandte Physik der UNIGE School of Science. Wenn die Netzhaut ihre geometrische Form ändert, löst sie einen komplexen Mechanismus aus, der dazu führt, dass im Sehnerv ein Nervenimpuls erzeugt wird.Es dauert einige Zeit zwischen dem Moment, in dem das Auge das Licht sieht und dem Moment, in dem das Gehirn es interpretiert.

Physiker bemerken die Veränderung der Form der Netzhaut und die dafür benötigte Zeit. Indem sie dieses Molekül in einer Küvette beobachteten und es Laserpulsen aussetzten, konnten sie die Reaktionsgeschwindigkeit testen. Die Reaktion des Moleküls liegt im Bereich von 50 Femtosekunden (fs).

„“Zum Vergleich entspricht eine Femtosekunde zu einer Sekunde einer Sekunde des Alters des UniversumsJean-Pierre Wolf erklärtUnd der Mitautor der Studie. Es ist so schnell, dass wir uns gefragt haben, ob ein Molekül diese Geschwindigkeit nur erreichen kann, wenn es isoliert ist, oder ob es in einem lebenden Organismus mit all seinen Komplexitäten dieselbe Geschwindigkeit hat.Bisher wurde die Untersuchung der Wirkung von Licht auf das Sehvermögen im Labor an einem Netzhautprotein, Opsin (einschließlich der Netzhaut), durchgeführt.

Wissenschaftler der Universität Genf (UNIGE) haben in Zusammenarbeit mit der EPFL und den Universitätskliniken von Genf (HUG) diese Analyse an Mäusen wiederholt, um den Mechanismus der Lichtverarbeitung in einem Organismus zu verstehen. Diese Forscher fanden heraus, dass Lichtenergie nicht die einzige ist, die die Reaktion der Netzhaut bestimmt. Zusätzlich zur Energie des Lichts beeinflusst seine Dauer (kurz oder lang), die auch als „zeitliche Form“ oder „spektrale Phase“ bezeichnet wird, das vom Gehirn wahrgenommene Bild.

In Zukunft haben Biologen wie Evan Rodriguez und Pedro Herrera, Professoren an den Fakultäten für Wissenschaft und Medizin an der UNIGE, die Netzhaut mehrerer Mäuse gepatcht und anschließend ein Netzhautelektromyogramm durchgeführt, ein Test, der die Funktionsfähigkeit des Netzhautgewebes testet. „“Mit dieser vollständig nicht-invasiven Methode können Sie die Intensität des an den Sehnerv gesendeten Signals messen.Wissenschaftler konnten beobachten, dass ein elektrisches Potential auf der Höhe der Hornhaut erzeugt wird, wenn das Licht die Netzhaut erreicht. Die erste Stufe des Sehens, die als optische Vernetzung der Netzhaut bezeichnet wird, verläuft wunderschön und gut mit der gleichen maximalen Geschwindigkeit, als das Molekül isoliert wurde im Labor.

Wenn die „zeitliche Form“ des Lichts auf die Wahrnehmung des Bildes spielt

Durch Ändern der Form der Impulse (Mehrfachimpuls und ein Impuls) im Laufe der Zeit stellten die Forscher fest, dass dies zu einer Variation der Netzhautreaktion führt. Somit blieb die Lichtenergie (Anzahl der Photonen) gleich, aber die Form des Lichtimpulses änderte sich (kurz, lang oder in Scheiben geschnitten). Bis dahin war nur die Anzahl der vom Auge eingefangenen Photonen angenommen worden, die die Netzhautreaktion modulieren könnten. Geoffrey Gaulier und sein Team erkannten jedoch, dass die zeitliche Form der Lichtimpulse auch dazu führte, dass diese Reaktion variierte. In der Tat hat das Auge durch Modifizieren der zeitlichen Form der Impulse den Eindruck, eine andere Lichtmenge zu empfangen, obwohl sich die Lichtenergie nicht ändert, wird sie irgendwie getäuscht.

Das Auge reagiert also abhängig von der spektralen Phase des Lichts nicht gleich, auch wenn die Lichtenergie unverändert bleibt. In der Tat wird die Netzhaut abhängig von der zeitlichen Form der Lichtimpulse denken, dass mehr oder weniger Licht vorhanden ist, während die Lichtenergie gleich ist. Es würde also einen ziemlich starken Strom an das Gehirn senden. Laut Jean-Pierre Wolff,Jetzt, da wir wissen, dass die Form des Lichts eine Rolle bei der Wahrnehmung spielt, können wir dieses neue Wissen nutzen, um die Augen anders funktionieren zu lassen. „“Wir fanden auch heraus, dass die Reaktion des Auges in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Anzeige der Farben variiert. Er addiert. Diese Entdeckungen zeigen, dass es möglich ist, die Netzhautreaktion entsprechend der spektralen Phase (zeitliche Form) des auf das Auge ausgeübten Lichts zu modifizieren, was die Entwicklung neuer Methoden zur Früherkennung einiger Augenkrankheiten ermöglichen könnte.