Oamenii de știință au conceput o metodă de „deturnare” a ochiului uman, permițându-i să vadă culori noi, care depășesc sfera vederii umane naturale, folosind o tehnică experimentală numită „Oz”.
Cu ajutorul acestei tehnici, cercetătorii au permis unui număr de cinci persoane să vadă o nouă culoare, denumită „olo”, pe care participanții la studiu au descris-o ca fiind un „albastru-verde de o saturație fără precedent”. Cercetătorii, dintre care unii au participat ei înșiși la experiment, și-au descris tehnica și noua culoare într-un studiu publicat vineri (18 aprilie) în revista Science Advances.
„Scopul final este de a oferi un control programabil asupra fiecărui fotoreceptor (n.r. celulă sensibilă la lumină) din retină”, în primul rând în scopuri de cercetare, a declarat coautorul James Fong, doctorand în informatică la Universitatea din California, Berkeley. „Deși acest lucru nu a fost realizat la acest nivel, metoda pe care o prezentăm în studiul actual demonstrează că o mulțime de principii-cheie sunt posibile în practică”, a declarat Fong pentru Live Science.
Tehnica ar putea fi utilizată și pentru a simula vederea în culori la persoanele daltoniste
Controlul retinei la acest nivel granular ar putea deschide noi modalități de studiere a vederii, au afirmat cercetătorii. De exemplu, oamenii de știință ar putea utiliza sistemul pentru a reproduce efectele diferitelor boli oculare, pentru a înțelege mai bine pierderea vederii provocată de acestea. În teorie, tehnica ar putea fi utilizată și pentru a simula vederea în culori la persoanele daltoniste, compensând, în esență, lipsa sau defectarea fotoreceptorilor acestora.
Prin utilizarea sistemului pentru a introduce creierul la noi date vizuale și modele de stimulare a retinei, în teorie, "ar fi posibil ca această persoană (n.r daltonistă) să învețe să vadă noua dimensiune a culorii", a sugerat Fong.
Călătorie în Oz - Cum reușesc oamenii să vadă în culori
Ochii umani conțin celule sensibile la lumină, numite fotoreceptori, care se prezintă sub două forme: bastonașe și conuri. Bastonașele permit vederea pe timp de noapte, deoarece răspund la niveluri relativ scăzute de fotoni, sau pachete de radiații electromagnetice.
Conurile preiau controlul în lumină puternică și sunt specializate pentru a detecta anumite lungimi de undă ale luminii vizibile - și anume roșu, verde și albastru. Aceste trei tipuri de conuri sunt denumite „L”, „M” și „S”, cu referire la lungimile de undă lungi, medii și scurte ale spectrului vizibil la care sunt cele mai sensibile.
Odată ce conurile sunt activate, vederea în culori se bazează pe creier pentru a interpreta modelele de activare ale acestor trei tipuri de celule pe întreaga retină. Fiecare model acționează ca un cod, coduri diferite deblocând percepții diferite ale culorilor și intensităților luminii.
Conurile M sunt cele mai sensibile la verde, dar, din punct de vedere tehnic, ele răspund la un întreg spectru de culori care se suprapune complet cu lungimile de undă la care reacționează conurile L și S. Ca atare, în condiții naturale, nu puteți activa conurile M fără a activa și conurile L și S. Oamenii de știință s-au întrebat ce s-ar întâmpla dacă ai putea sfida această regulă și ai activa exclusiv conurile M.
De ce tehnica de stimulare a retinei a fost botezată „Oz”
„Am început inițial acest proiect special pentru a studia stimularea conului M”, a spus Fong. „Dar a devenit rapid clar pentru noi că tehnologia de bază necesară ar fi utilă în general pentru a studia funcția vizuală la un nou nivel de scară și precizie.”
Aceștia au numit tehnica lor de stimulare a retinei „Oz”, în semn de omagiu pentru ochelarii colorați în verde pe care oamenii din Orașul Emerald îi poartă în cărțile originale „Vrăjitorul din Oz”. Abordarea necesită o hartă detaliată a retinei fiecărui utilizator. Pentru a crea o astfel de hartă, cercetătorii au început prin a realiza mai multe înregistrări video ale retinei și le-au cusut împreună pentru a surprinde cum arată țesutul.
De aici, conurile L, M și S au fost etichetate; locațiile acestor celule sunt unice în retina fiecărei persoane, a observat Fong. Pentru a dezvălui identitatea fiecărui con, cercetătorii au utilizat o tehnică numită tomografie de coerență optică cu optică adaptivă (AO-OCT), care a implicat iluminarea celulelor și măsurarea modului în care acestea și-au schimbat forma; acest răspuns diferă în funcție de lungimile de undă la care este sensibil un con.
Cu o hartă detaliată a retinei, echipa și-a desfășurat apoi experimentele. Fiecare participant s-a așezat în fața unui ecran cu un pătrat mic în centru, unde s-a desfășurat stimularea Oz. Stimularea a vizat tipuri specifice de conuri cu lumină laser cu lungime de undă vizibilă, denumită microdoze laser. Astfel, pentru a porni doar conurile M, sistemul a vizat doar acele celule cu lasere.
Oamenii de știință au folosit, de asemenea, o imagine în timp real a ochiului în timpul experimentului, iar abordarea a ținut cont de mișcarea subtilă a ochiului, pentru a se asigura că laserele își ating țintele.
Dezvăluirea unei noi culori
Stimularea doar a conurilor M a dezvăluit culoarea olo, al cărei nume se referă la coordonatele de pe o hartă 3D a culorii - "0, 1, 0". „O” este un zero, referindu-se la lipsa de stimulare a conurilor L și S, în timp ce „l” este un 1, indicând stimularea completă a conurilor M. După ce au stimulat olo în mod izolat, oamenii de știință au reușit, de asemenea, să încorporeze culoarea în imagini și videoclipuri vizionate de participanți.
O modalitate de a vă imagina olo este să vă gândiți la lumina unui pointer laser verde și apoi să măriți saturația. În comparație cu olo, lumina laser monocromatică pare „palidă”, au spus unii dintre participanți. „Îmi este foarte străin să îmi imaginez cum altceva ar putea fi saturat suficient încât laserul să înceapă să pară palid în comparație”, a spus Fong.
Deși Oz poate depăși deja limitele vederii umane, are unele limitări în configurația sa actuală.
De exemplu, participanții nu se pot uita direct la ecranul Oz, a observat Fong, deoarece conurile din centrul retinei sunt foarte mici, ceea ce face dificilă localizarea luminii laser. Din acest motiv, participanții la studiu au vizualizat Oz cu ajutorul vederii periferice, uitându-se la un punct fix ușor îndepărtat de pătrat.
În cele din urmă, Oz ar putea fi aplicat pe fovea - partea centrală a retinei care permite o vedere foarte clară - dar „va fi o provocare semnificativă în practică”, a declarat Fong.
O altă limitare este că, în prezent, utilizatorii trebuie să își fixeze privirea într-un singur loc pentru a utiliza Oz, deoarece oamenii de știință au cartografiat doar o mică porțiune a retinei care conține mii de conuri, ca dovadă a conceptului. Autorii au scris în lucrarea lor că a permite oamenilor să își schimbe liber privirea ar introduce „provocări tehnice substanțiale”. Acest lucru se datorează faptului că ar trebui cartografiată o mai mare parte a retinei, iar metoda de administrare a microdozelor ar trebui să fie extraordinar de precisă în urmărirea mișcării ochilor.
Echipa de cercetători îl folosește pe Oz pentru a modela diverse boli oculare
Oamenii de știință explorează acum ideea de a utiliza Oz pentru a studia și trata daltonismul, precum și pentru a stimula experiența de a avea un al patrulea tip de celule conice. Acest lucru se întâmplă în mod natural la unele persoane și duce la o capacitate rară numită tetracromie, care le sporește sensibilitatea la culoare. De asemenea, echipa îl folosește pe Oz pentru a modela diverse boli oculare.
În afara cercetării științifice, Oz ar putea fi teoretic utilizat pentru afișajele color de zi cu zi, cum ar fi cele din ecranul televizorului sau al telefonului - dar această aplicație pare foarte puțin probabilă, a spus Fong.
„Metoda noastră actuală depinde de lasere și optică foarte specializate, care cu siguranță nu vor ajunge prea curând pe smartphone-uri sau televizoare”, a spus el. Deci, pentru moment, olo va rămâne o culoare rară, văzută doar de câțiva.
Ştiri video recomandate
