På et blunk reiser lys inn i øynene våre; på få brøkdeler av et sekund avkoder og behandler hjernen vår bilder. Sakte den bemerkelsesverdige prosessen ned, og den blir bare mer fantastisk.
Fargene vi ser - alle forskjellige bølgelengder - beveger seg av mikrober som svermer på overflaten av øynene våre, kommer inn gjennom hornhinnen og passerer gjennom eleven. De bøyer seg gjennom linsen og svømmer gjennom glasslegemet som holder øyet en orb. På netthinnen, på baksiden av øyet, går lysstrålene rett gjennom nervecellene som vil gi signaler til hjernen - men ignorere dem for nå. De når kjegler - som linjer baksiden av øyet og kjenner forskjellene i farger - og stenger, som er fargeblinde, men enda mer følsomme for lys.
Når du først lærte denne sekvensen (kanskje på ungdomsskolen etter å ha dissekert et saueøye) virket det litt baklengs. Intuitivt kan du forvente at stengene og kjeglene skal feste seg opp i den gelélignende glasslegemet, for å hekte passerende lys og føre det tilbake til nervecellene som lurer bak dem.
"Dette er et mangeårig puslespill, enda mer siden den samme strukturen, av nevroner før lysdetektorer, eksisterer i alle virveldyr, og viser evolusjonær stabilitet, " skriver Erez Ribak, fysiker ved Technion, Israel Institute of Technology, for The Conversation (via Scientific American ). Så det må være en god grunn for den "baklengs" strukturen, mente Ribak.
Og det er det. Det hjelper oss å se farger bedre, rapporterte Ribak og kollegene på et møte i American Physical Society.
En annen type celle linjer også det neuronfylte laget av netthinnen. De kalles glialceller, og de hjelper til med å støtte nevroner. Men i øyet har de en andre rolle. De kan lede lys "akkurat som fiberoptiske kabler." Ribak skriver:
[M] y-kollega Amichai Labin og jeg bygde en modell av netthinnen, og viste at retningen av gliaceller bidrar til å øke klarheten i menneskets syn. Men vi la også merke til noe ganske nysgjerrig: fargene som best passerte gjennom gliacellene var grønne til røde, noe øyet trenger mest for synet på dagen. Øyet får vanligvis for mye blått - og har dermed færre blåfølsomme kjegler.
Ytterligere datasimuleringer viste at grønt og rødt er konsentrert fem til ti ganger mer av gliacellene, og inn i deres respektive kjegler, enn blått lys. I stedet blir overflødig blått lys spredt til stengene rundt.
Teamet så deretter nøye på hvordan lyset ble spredt i netthinnen hos marsvin. I likhet med mennesker er disse små pattedyrene aktive i løpet av dagen, og har derfor et lignende behov for å se farger i dagslys. Under mikroskopet så forskerne at gliacellene faktisk skapte søyler med konsentrert lys. Siden kjegler ikke er så følsomme som stenger, setter de pris på denne ekstra belysningen. Og det spredte blå lyset ble samlet opp av stenger.
"Denne optimaliseringen er slik at fargesyn i løpet av dagen forbedres, mens nattetidssynet lider veldig lite, " skriver Ribak.
