แมลงวันผลไม้ขยับเรตินาเหมือนกับที่มนุษย์ขยับตา

เลือกวัตถุที่อยู่ตรงหน้าคุณ เช่น ถ้วยชา แล้วเพ่งสายตาไปที่สิ่งนั้น คุณอาจคิดว่าคุณมองตาอยู่นิ่งๆ แต่คุณไม่ใช่: ตาของคุณมักเคลื่อนไหวโดยที่คุณไม่รู้ตัว ทำให้เกิดอาการกระวนกระวายใจเล็กๆ น้อยๆ ที่เรียกว่า microsaccades อันที่จริง ความกระวนกระวายใจเหล่านี้คือเหตุผลที่คุณยังคงเห็นถ้วยชาอยู่ เพราะมันนำเสนอรูปแบบแสงที่หลากหลายเพียงพอในดวงตาของคุณ เพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์ประสาทการมองเห็นของคุณปรับตัวเข้ากับสิ่งที่พวกเขากำลังมองได้อย่างสมบูรณ์ ภาพของถ้วยชาก็จะเริ่มจางหายไปในไม่ช้า ในลักษณะเดียวกับที่จมูกของคุณอาจตาบอดเมื่อได้กลิ่นคงที่ แมลงไม่มีความหรูหรานี้เพราะ ดวงตา ของพวกมันจับจ้องที่หัวอย่างแน่นหนา แต่ผลการศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าแมลงวันผลไม้ได้พัฒนากลยุทธ์ที่แตกต่างออกไปเพื่อปรับการมองเห็นของพวกมันโดยไม่ต้องขยับศีรษะ พวกมันขยับเรตินาภายในดวงตาของพวกมัน "เป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งที่แมลงวันผลไม้ขยับเรตินาของพวกมันได้ เพราะมันบ่งชี้ว่าอาจมีชุดคุณสมบัติอื่นๆ ที่ระบบการมองเห็นใช้เพื่อช่วยรวบรวมและประมวลผลข้อมูลที่ยังไม่ถูกค้นพบ" Lisa Fenk ผู้ดำเนินการศึกษากล่าว นักวิชาการหลังปริญญาเอกในห้องทดลองของ Gaby Maimon ที่มหาวิทยาลัย Rockefeller และปัจจุบันเป็นหัวหน้ากลุ่มใน Max Planck Institute for Biological Intelligence การใช้สิ่งมีชีวิตที่ดูเรียบง่ายอย่างแมลงวันผลไม้ ซึ่งมีวิธีการขั้นสูงเพื่อศึกษาว่าวงจรสมองก่อให้เกิดพฤติกรรมอย่างไร ห้องทดลองของ Maimon พยายามที่จะเข้าใจหลักการทั่วไปว่าสมองสร้างการกระทำที่มุ่งเป้าหมายอย่างไร นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบใหม่ของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature น่าจะทำให้มีการค้นพบใหม่ๆ เกี่ยวกับชีววิทยาของการเคลื่อนไหวของตาสัตว์โดยทั่วไปมากขึ้น ในที่สุดการวิจัยดังกล่าวอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความผิดปกติทางความคิด เช่น ออทิสติกและโรคจิตเภท ซึ่งการเคลื่อนไหวของดวงตาบกพร่อง นักวิจัยใช้วิธีการต่างๆ ร่วมกันทั้งทางกายวิภาค พฤติกรรม อิเล็กโทรสรีรวิทยา และพันธุกรรม เพื่อให้เข้าใจระบบการมองเห็นของแมลงวันแบบองค์รวมมากขึ้น ขั้นแรก พวกเขาต้องพิจารณาว่าแมลงวันผลไม้มีกล้ามเนื้อติดกับเรตินาหรือไม่ ในการทดลองโดยใช้โมเลกุลเรืองแสงที่จับกับเส้นใยกล้ามเนื้อ ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นกล้ามเนื้อเรืองแสงสองมัดสำหรับเรตินาแต่ละอัน ซึ่งยืนยันว่ากล้ามเนื้อดังกล่าวมีอยู่จริง และสามารถเคลื่อนเรตินาได้ในสองมิติ จากนั้น นักวิจัยจับหัวของแมลงวันให้นิ่งที่หน้าจอ LED แบบพาโนรามาที่แสดงรูปแบบการเคลื่อนไหว และใช้กล้องเพื่อติดตามตำแหน่งของเรตินาของแมลงวัน พวกเขาพบว่าเรตินาเคลื่อนไหวไปตามรูปแบบที่ดวงตาของคุณติดตามลูกบอลเมื่อคุณดูเกมเทนนิส " อย่างไรก็ตาม เรตินาของแมลงวันไม่ได้เป็นเพียงการติดตามรูปแบบเท่านั้น พวกมันยังเคลื่อนไหวอย่างมีจุดมุ่งหมาย กระวนกระวายใจจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งและขึ้นลงเมื่อแมลงกำลังดูฉากที่อยู่นิ่ง คล้ายกับไมโครแซคเคดของสัตว์มีกระดูกสันหลัง และเมื่อนักวิจัยวัดการตอบสนองทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทการมองเห็นในแมลงวัน พวกเขาพบความสอดคล้องกันระหว่างความกระวนกระวายใจของเรตินากับการทำงานของระบบประสาท นี่อาจหมายความว่าการเคลื่อนไหวของดวงตาที่เกิดขึ้นเองทำให้เซลล์ประสาทรับภาพไม่สามารถปรับตัวได้ เช่นเดียวกับในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แต่นักวิจัยกำลังเพลิดเพลินกับตัวเลือกที่น่าสนใจกว่าเช่นกัน นั่นคือการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ ซึ่งมักจะเคลื่อนเรตินาเพียงองศาเดียวหรือน้อยกว่านั้นในมุมมองการมองเห็น ปรับปรุงความละเอียดของการมองเห็นการบิน การเคลื่อนไหวของจอประสาทตาอาจช่วยอธิบายว่าแมลงวันผลไม้ได้อย่างไร "บางที microsaccades ของจอประสาทตาที่เปลี่ยนโลกของแมลงวันไปหนึ่งในสิบหรือหนึ่งในห้าของพิกเซลช่วยให้พวกมันแยกแยะได้ว่าจุดดำที่อยู่ข้างหน้าพวกมันคือแมลงวันตัวอื่นหรือเป็นแค่ชมุทซ์" Maimon กล่าว ความละเอียดที่เพิ่มขึ้นมีนัยสำคัญเพียงพอที่จะช่วยสัตว์ได้ เอาชีวิตรอดในป่าดีกว่า เขาเสริมว่าเมื่อเร็วๆ นี้ วิศวกรด้านออปติคอลสามารถเพิ่มความละเอียดของกล้องได้ด้วยการแนะนำการเคลื่อนไหวเล็กๆ น้อยๆ ของเซ็นเซอร์ ควบคู่ไปกับการมองเห็นแมลงที่อาจช่วยปรับปรุงการออกแบบในอนาคตของกล้องดังกล่าว นอกเหนือจากการปรับปรุงความละเอียดแล้ว ทีมงานยังได้ค้นพบบทบาทที่เป็นไปได้สำหรับการเคลื่อนไหวของม่านตาในการรับรู้เชิงลึก ในการทำให้วัตถุของพวกเขาเดินบนอุปกรณ์ที่มีลักษณะเหมือนลู่วิ่งซึ่งมีช่องว่างเล็กๆ อยู่ นักวิจัยสังเกตว่าแมลงวันกำลังทำให้จอประสาทตาลู่เข้าหากันหรือไขว้กันในจังหวะที่ข้ามช่องว่างนั้น ในทางกลับกัน แมลงวันได้รับการออกแบบให้เคลื่อนเรตินาของพวกมันอย่างเฉื่อยชากว่า ทำให้ปีนป่ายผ่านได้ยากกว่า นักวิจัยสงสัยว่าแมลงวันบินกวาดมุมมองของเรตินาทั้งสองเพื่อตัดสินระยะห่างจากช่องว่างข้างหน้า มันเป็นกลอุบายเฉพาะที่มนุษย์ไม่มี ถ้าเราทำ มันก็เหมือนกับว่าเราสามารถตัดสินระยะทางได้ด้วยการมองเพียงข้ามตา แมงมุมยังสามารถขยับเรตินาได้ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ Fenk ศึกษาเมื่อยังเป็นนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา และเป็นแรงบันดาลใจให้เธอและ Maimon สงสัยเกี่ยวกับแมลงวันผลไม้เช่นกัน Fenk กล่าวว่า "เป็นเรื่องน่าทึ่งที่จะเข้าใจว่าแมลงชนิดใดที่สามารถเคลื่อนเรตินาของพวกมันได้ และสิ่งนี้มีความหมายต่อชีววิทยาของพวกมันอย่างไร" Fenk กล่าว "เราเป็นเพียงรอยขีดข่วนของการทำความเข้าใจว่าการเคลื่อนไหวของจอประสาทตาเหล่านี้ทำหน้าที่อะไร" Maimon กล่าวเสริม ตัวอย่างเช่น ตอนนี้ Fenk และ Maimon ตั้งใจที่จะทดสอบว่าแมลงวันมีการเคลื่อนไหวของจอประสาทตาหรือไม่เมื่อพวกมันหลับ หรือเมื่อพวกมันเปลี่ยนความสนใจไปยังส่วนต่าง ๆ ของลานสายตา

โพสต์โดย : ppp เมื่อ 20 ก.พ. 2566 16:12:25 น. อ่าน 119 ตอบ 0