เซลล์ที่ใช้ในการมองเห็นสี ส่วนใหญ่จะเห็นเพียงสีดำหรือสีขาว?

การศึกษาใหม่ค้นพบว่า การที่คนเรานั้นมองเห็นสีอาจจะมีความคล้ายกับการระบายสีลงไปในหนังสือที่เป็นสีขาวกับสีดำ การค้นพบในครั้งนี้หมายความว่า การเห็นสีอาจจะทำงานแตกต่างกันมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดเอาไว้

การมองเห็นด้วยตานั้นใช้ชนิดของเซลล์ที่แตกต่างกันเป็นจำนวนมาก ในแต่ละชนิดจะทำการสะสมข้อมูลที่แตกต่างกันออกไป นักวิทยาศาสตร์รู้มาเป็นกว่าทศวรรษแล้วว่า มีบางเซลล์ ซึ่งรู้จักกันในนามของ cones (โคนเซลล์) ทำหน้าที่ในการตรวจจับสี มันเป็นส่วนหนึ่งของเรติน่าที่อยู่ภายในด้านหลังของลูกตา

เซลล์โคนสามารถรับรู้ถึงสีแดง เขียว หรือแสงสีฟ้าได้ แต่ Ramkumar Sabesan ค้นพบว่า บางส่วนของมันรับรู้แสงสีขาวได้ และเฉพาะแสงสีขาวเท่านั้น นั่นเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมาก

Sabesan เป็นนักวิจัยทางด้านการมองเห็นที่ University of Washington เขาและทีมวิจัยของเขาที่ University of California ได้รายงานการค้นพบที่คาดไม่ถึงนี้ไว้ในวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติ Science Advances เมื่อวันที่ 14 กันยายน

ทีมวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์ความสามารถสูงในห้องทดลองเพื่อส่องเข้าไปในตาของผู้ชายสองคน พวกเขาสร้างแบบของโคนเซลล์กว่า 1000 เซลล์ในเรตินา แบบแผนนี้แสดงให้เห็นว่าตรงไหนเป็นสีแดง สีเขียว และสีฟ้า หลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ฉายจุดเล็ก ๆ ของแสงเลเซอร์ไปบนโคนเซลล์เดี่ยว ๆ ของสีเขียวหรือสีแดง และทำการสอบถามผู้ชายเหล่านั้นว่าเขาเห็นสีอะไร

พวกเขาได้เรียนรู้ว่า โคนเซลล์สีแดงและสีเขียวที่เรารู้จักกันนั้นแต่ละอันมีสองชนิด หนึ่งชนิดสามารถที่จะปล่อยแสงสีขาวออกมาได้ และอีกชนิดหนึ่งจะขึ้นอยู่กับสี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โคนเซลล์ที่อยู่ไกลจะรายงานถึงการเห็นแสงสีขาวมากกว่าที่จะเป็นแสงสีแดงหรือสีเขียว จากโคนเซลล์สีแดงจำนวน 167 เซลล์ที่ทำการทดสอบ มีสัญญาณแสงสีขาวอยู่ 119 เซลล์ และสัญญาณที่เห็นสีแดงอยู่ 48 เซลล์ สำหรับโคนเซลล์สีเขียวจำนวน 98 เซลล์ มีสัญญาณแสงสีขาวถึง 77 เซลล์ และสัญญาณสีเขียวอยู่ 21 เซลล์ มันมีโคนเซลล์สีฟ้าอยู่เรตินาเพียงเล็กน้อย ดังนั้นนักวิจัยจึงไม่ได้ทำการทดสอบมัน

มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจว่า มีโคนเซลล์เพียงเล็กน้อยที่ดูเหมือนจะทำหน้าที่ในการจับสี แม้ว่าเซลล์ทั้งหมดสามารถจะทำได้ Donald MacLeod กล่าว “มันดูเหมือนว่าจะมีการจัดเรียงที่ไม่มีประสิทธิภาพ” เขากล่าวเพิ่มเติม เขาเป็นนักวิจัยทางด้านการมองเห็นที่ University of California

เซลล์จำนวนมากที่จับแสงสีขาวสามารถทำการสร้างภาพสีขาวดำจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบได้ พวกเขาได้ให้กรอบซึ่งเป็นรายละเอียดของการมองเห็น เซลล์ที่รับสัญญาณสีเขียวและแดงนั้นทำการเติมเข้าไปในเส้นด้วยสีที่หนาและพร่ามัว “กระบวนการนี้ทำงานคล้ายกับการเติมสีเข้าไปในหนังสือระบายที่มีภาพร่างขาวดำ” Sabesan กล่าว

พวกมันทำงานได้อย่างไร

ในการที่จะทำให้ได้รูปแบบของเรตินาที่ชัดเจน นักวิจัยได้ทำการยืมเทคนิคที่นักบินอวกาศใช้ในการวางแบบสิ่งต่าง ๆ ในอวกาศ เพราะว่าตานั้นมีการเคลื่อนไปมาที่แน่นอน นักวิจัยยังต้องศึกษาถึงรูปแบบการเคลื่อนไหวของตาในผู้ชายอีกด้วย ด้วยวิธีแบบนี้เท่านั้นที่พวกเขาสามารถจะคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำว่า โคนเซลล์ไหนที่ทำการเคลื่อนตัวไปในเสี้ยววินาทีเมื่อพวกเขาทำการระบุเป้าหมายด้วยแสงเลเซอร์

พวกเขาทำการกระตุ้นโคนเซลล์เดี่ยว ๆ กว่า 273 โคนเซลล์ทีละอัน ในดวงตาของอาสาสมัคร กระบวนการนี้ใช้เวลาประมาณสองปี

การค้นพบแนะว่า เรตินาทำในสิ่งที่เหนือกว่านักวิทยาศาสตร์ได้คิดกันเอาไว้ โคนเซลล์ถูกคิดว่าอ่านเพียงแสงสีแดง สีเขียวหรือสีฟ้าเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์คิดว่าสมองนั้นทำงานอย่างหนักในการรวมสัญญาณเหล่านี้ให้กลายเป็นรูปแบบของสีที่สมบูรณ์ซึ่งรวมไปถึงสีดำและสีขาวด้วย

แต่แทนที่ เรตินาจะทำงานมากกว่า เรตินาได้ส่งสัญญาณทั้งสีดำ สีขาว และข้อมูลสีไปยังสมอง สิ่งนี้ทำให้สมองนั้นทำงานได้ง่ายขึ้น ในขณะนี้ นักวิจัยกำลังพยายามทำความเข้าใจว่า โคนเซลล์รู้ได้อย่างไรว่าเป็นสัญญาณสีหรือการเกิดขึ้นของแสงสีขาว ชนิดของเซลล์ที่แตกต่างกันถูกจัดการอย่างไรในเรตินา ยกตัวอย่างเช่น โคนเซลล์สีแดงมีแนวโน้มมากกว่าที่จะรับสัญญาณแสงสีขาวเมื่อบริเวณรอบ ๆ นั้นถูกล้อมไปด้วยโคนเซลล์สีเขียว

ที่มา:

Journal: R. Sabesan et al. The elementary representation of spatial and color vision in the human retina. Science Advances. September 14, 2016, p. e1600797. doi: 10.1126/sciadv.1600797.