Im Nu gelangt Licht in unsere Augen. in winzigen Bruchteilen einer Sekunde dekodieren und verarbeiten unsere Gehirne Bilder. Verlangsamen Sie diesen bemerkenswerten Prozess und es wird nur noch erstaunlicher.
Die Farben, die wir sehen - alle unterschiedlichen Wellenlängen - bewegen sich durch Mikroben, die auf der Oberfläche unserer Augen schwärmen, treten durch die Hornhaut ein und passieren die Pupille. Sie beugen sich durch die Linse und schwimmen durch den Glaskörper, der das Auge in einer Kugel hält. Auf der Netzhaut, der Rückseite des Auges, passieren die Lichtstrahlen die Nervenzellen, die Signale an das Gehirn weiterleiten - ignorieren sie jedoch vorerst. Sie erreichen Zapfen - die den Augenhintergrund auskleiden und die Farbunterschiede erkennen - und Stäbchen, die farbenblind, aber noch lichtempfindlicher sind.
Als Sie diese Sequenz zum ersten Mal lernten (vielleicht in der Mittelschule, nachdem Sie ein Schafsauge seziert hatten), wirkte sie etwas rückständig. Intuitiv würde man erwarten, dass die Stäbchen und Zapfen in den geleeartigen Glaskörper hineinragen, um das vorbeiziehende Licht zu fangen und es zurück zu den dahinter liegenden Nervenzellen zu leiten.
"Dies ist ein seit langem bestehendes Rätsel, zumal in allen Wirbeltieren dieselbe Struktur von Neuronen vor Lichtdetektoren existiert, die evolutionäre Stabilität zeigt", schreibt Erez Ribak, Physiker am Technion, Israel Institute of Technology, für The Conversation (über Scientific American ). Es muss also einen guten Grund für die "Rückwärts" -Struktur geben, dachte Ribak.
Und da ist. Es hilft uns, in Farbe besser zu sehen, berichteten Ribak und seine Kollegen auf einem Treffen der American Physical Society.
Ein anderer Zelltyp zeichnet auch die mit Neuronen gefüllte Schicht der Netzhaut. Sie heißen Gliazellen und unterstützen die Neuronen. Aber im Auge haben sie eine zweite Rolle. Sie können Licht "wie Lichtwellenleiter" leiten. Ribak schreibt:
Mein Kollege Amichai Labin und ich bauten ein Modell der Netzhaut und zeigten, dass die Ausrichtung der Gliazellen die Klarheit des menschlichen Sehens verbessert. Aber wir haben auch etwas Merkwürdiges bemerkt: Die Farben, die am besten durch die Gliazellen gingen, waren grün bis rot, was das Auge am meisten für das Tagessehen benötigt. Das Auge erhält normalerweise zu viel Blau - und hat daher weniger blauempfindliche Zapfen.
Weitere Computersimulationen zeigten, dass Grün und Rot von den Gliazellen und in ihren jeweiligen Zapfen fünf- bis zehnmal stärker konzentriert werden als blaues Licht. Stattdessen wird überschüssiges blaues Licht an die umliegenden Stäbe gestreut.
Anschließend untersuchte das Team die Lichtstreuung in der Netzhaut von Meerschweinchen. Wie Menschen sind diese kleinen Säugetiere tagsüber aktiv und müssen daher auch bei Tageslicht Farben sehen. Unter dem Mikroskop stellten die Forscher fest, dass die Gliazellen tatsächlich konzentrierte Lichtsäulen erzeugten. Da Zapfen nicht so empfindlich sind wie Stäbchen, schätzen sie diese zusätzliche Beleuchtung. Und das gestreute blaue Licht wurde von Stäben aufgefangen.
"Diese Optimierung ist so, dass das Farbsehen während des Tages verbessert wird, während das Nachtsichtvermögen sehr wenig leidet", schreibt Ribak.
