Зрительное восприятие начинается с чувствительных к свету клеток в сетчатке глаза. Острота зрения обеспечивается макулой, где расположены светочувствительные колбочки, позволяющие различать мельчайшие детали. Однако плотность этих клеток и характер движений глаз варьируются у разных людей.
Исследователи из Университетской клиники Бонна (UKB) и Боннского университета (University of Bonn) изучали связь между остротой зрения, движениями глаз и структурой колбочек. С помощью изображений высокого разрешения и микропсихофизических методов они показали, что движения глаз оптимально настраиваются для обеспечения максимальной выборки информации колбочками. Результаты опубликованы в журнале eLife.
Анатомия центральной ямки сетчатки
Центральная ямка сетчатки, или фовеа, состоит из плотно расположенных светочувствительных колбочек. Их плотность достигает более 200 000 клеток на квадратный миллиметр, что эквивалентно площади в 200 раз меньшей, чем монета в четверть доллара. Эти колбочки воспринимают часть видимого пространства и передают сигналы в мозг.
Однако распределение колбочек в центральной ямке неравномерное, и каждый глаз имеет уникальную структуру плотности. Кроме того, глаза постоянно и неосознанно совершают движения, даже при фиксации взгляда на неподвижном объекте. Эти движения передают мелкие пространственные детали, постоянно изменяя сигналы фоторецепторов.
Оптимизация зрения через микроскопические движения глаз
Для изучения взаимосвязи между движениями глаз и фоторецепторами в центральной ямке, команда использовала сканирующий световой офтальмоскоп с адаптивной оптикой (AOSLO), единственный в своём роде в Германии. Этот прибор позволил точно изучить зависимость между плотностью колбочек и остротой зрения.
Исследователи также регистрировали движения глаз, измеряя остроту зрения 16 здоровых участников и отслеживая путь зрительных стимулов по сетчатке. Это позволило определить, какие фоторецепторные клетки отвечают за зрение у каждого участника.
Результаты исследования
Исследование показало, что люди способны воспринимать более мелкие детали, чем можно было бы ожидать, исходя из плотности колбочек в центральной ямке. Движения глаз точно соответствуют плотности колбочек, и их синхронизация улучшает остроту зрения.
Продолжительность и направление дрейфующих движений глаз играют ключевую роль в адаптации поведения клеток к участкам сетчатки с более высокой плотностью колбочек. Эти результаты дают новое представление о взаимосвязи между физиологией глаза и зрением, что может помочь в понимании офтальмологических и нейропсихологических расстройств, а также в разработке технологий для имитации или восстановления человеческого зрения.
Литература
Sub-cone visual resolution by active, adaptive sampling in the human foveolar, eLife (2024). DOI: 10.7554/eLife.98648.3
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
