Тайна строения сетчатки

Некоторые ученые даже говорили, что такое не совсем рациональное творение природы является неким промахом в эволюции. Однако, одно из исследований, которое было начато в 2007 году, е так давно представлено на Американском Физическом Обществе. В этой работе проливается свет на проблему строения сетчатки человека. Ученым удалось установить особое свойство глиальных Мюллеровских клеток, которые по своему расположению являются более плотными и имеют более высокий коэффициент преломления световых волн. В результате таких свойств, клетки Мюллера способны направить свет подобно тому, как это происходит в оптоволоконном кабеле.

Учеными из Лейпцига удалось построить математическую модель, при помощи которой они показали каким образом оптические свойства этих глиальных клеток приводят к повышению четкости зрения. Также они установили, что важные цвета в условиях нормального освещения (зеленый и красный) значительно лучше проникают вглубь вдоль этих глиальных клеток. При помощи этого факта можно объяснить низкую плотность синих фоторецепторов в центральной зоне сетчатки.

Чтобы подтвердить эту теорию, ученые провели эксперимент на морских свинках. Сквозь сетчатую оболочку животных пропускали свет с 27 длинами волн (только видимый диапазон). Одновременно производили сканирование в трех измерениях при помощи микроскопа. Чаще структуры подобного размера приводят к рассеиванию световых волн, однако при попадании в направляющие образования, волна приобретала направленное движение, которое можно сравнить со звуковыми волнами в трубе. После того, как ученые соединили все оны и слои, им удалось построить колоны, которые направлялись от фоторецепторов к слою нервных волокон. В этих образованиях происходила концентрация света, за счет чего интенсивность превышала фоновые значения в десятки раз.

Еще одно интересное наблюдение заключалось в том, что в колонне концентрировались лучи с длиной волны, которая соответствовала нижерасположенной колбочке. Известно, что колбочки обладают меньшей чувствительностью к свету, чем палочки. В результате они могут работать даже в условиях низкой освещенности. На этом фоне спектр волн с короткой длиной лучше рассеивался между слоями.

Результаты этой работы демонстрируют, что плотность и размеры глиальных клеток имеют не случайный характер. Они оптимизированы для того, чтобы обеспечить высокое качество зрения за счет направленного светового потока. В результате резкость изображения повышается, а глаз становится менее чувствительным к хроматическим аберрациям за счет низких перекрестных помех.