Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Παρόλο που το ανθρώπινο οπτικό σύστημα διαθέτει εξελιγμένα μηχανήματα για την επεξεργασία του χρώματος, ο εγκέφαλος δεν έχει πρόβλημα να αναγνωρίσει αντικείμενα σε ασπρόμαυρες εικόνες. Μια νέα μελέτη από το MIT προσφέρει μια πιθανή εξήγηση για το πώς ο εγκέφαλος γίνεται τόσο ικανός στον εντοπισμό τόσο των χρωμάτων όσο και των εικόνων με υποβάθμιση χρώματος. Χρησιμοποιώντας πειραματικά δεδομένα και υπολογιστική μοντελοποίηση, οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία που υποδηλώνουν ότι οι ρίζες αυτής της ικανότητας μπορεί να βρίσκονται στην ανάπτυξη. Η εργασία έχει δημοσιευθεί στο Science.
Νωρίς στη ζωή, όταν τα νεογέννητα λαμβάνουν πολύ περιορισμένες πληροφορίες χρώματος, ο εγκέφαλος αναγκάζεται να μάθει να διακρίνει αντικείμενα με βάση τη φωτεινότητά τους ή την ένταση του φωτός που εκπέμπουν και όχι το χρώμα τους. Αργότερα στη ζωή, όταν ο αμφιβληστροειδής και ο φλοιός είναι καλύτερα εξοπλισμένοι για την επεξεργασία των χρωμάτων, ο εγκέφαλος ενσωματώνει επίσης χρωματικές πληροφορίες, αλλά διατηρεί επίσης την ικανότητά του να αναγνωρίζει εικόνες χωρίς κριτική εξάρτηση από έγχρωμες ενδείξεις.
“Αυτή η γενική ιδέα, ότι υπάρχει κάτι σημαντικό σχετικά με τους αρχικούς περιορισμούς που έχουμε στο αντιληπτικό μας σύστημα, υπερβαίνει την χρωματική όραση και την οπτική οξύτητα. Ορισμένες από τις εργασίες που έχει κάνει το εργαστήριό μας στο πλαίσιο της ακρόασης υποδηλώνουν επίσης ότι υπάρχει κάτι σημαντικό σχετικά με θέτοντας όρια στον πλούτο των πληροφοριών στις οποίες εκτίθεται αρχικά το νεογνικό σύστημα”, λέει ο Pawan Sinha, καθηγητής εγκεφάλου και γνωστικών επιστημών στο MIT και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Τα ευρήματα βοηθούν επίσης να εξηγηθεί γιατί τα παιδιά που γεννιούνται τυφλά αλλά έχουν αποκατασταθεί η όρασή τους αργότερα, μέσω της αφαίρεσης του συγγενούς καταρράκτη, έχουν πολύ μεγαλύτερη δυσκολία να αναγνωρίσουν αντικείμενα που παρουσιάζονται σε μαύρο και άσπρο. Αυτά τα παιδιά, που λαμβάνουν πλούσια χρωματική εισαγωγή μόλις αποκατασταθεί η όρασή τους, μπορεί να αναπτύξουν υπερβολική εξάρτηση από το χρώμα που τα καθιστά πολύ λιγότερο ανθεκτικά στις αλλαγές ή στην αφαίρεση των πληροφοριών χρώματος.
Οι μεταδιδάκτορες του MIT Marin Vogelsang και Lukas Vogelsang, και η ερευνητική επιστήμονας του Project Prakash, Priti Gupta, είναι οι κύριοι συγγραφείς της μελέτης. Ο Sidney Diamond, ένας συνταξιούχος νευρολόγος που είναι τώρα συνεργάτης της έρευνας στο MIT, και επιπλέον μέλη της ομάδας Project Prakash είναι επίσης συντάκτες της εργασίας.
Βλέποντας ασπρόμαυρο
Η εξερεύνηση των ερευνητών σχετικά με το πώς η πρώιμη εμπειρία με το χρώμα επηρεάζει την μεταγενέστερη αναγνώριση αντικειμένων προέκυψε από μια απλή παρατήρηση από μια μελέτη παιδιών στα οποία αποκαταστάθηκε η όρασή τους αφού γεννήθηκαν με συγγενή καταρράκτη. Το 2005, ο Sinha ξεκίνησε το Project Prakash (η σανσκριτική λέξη για το “φως”), μια προσπάθεια στην Ινδία για τον εντοπισμό και τη θεραπεία παιδιών με αναστρέψιμες μορφές απώλειας όρασης.
Πολλά από αυτά τα παιδιά υποφέρουν από τύφλωση λόγω πυκνού αμφοτερόπλευρου καταρράκτη. Αυτή η κατάσταση συχνά δεν αντιμετωπίζεται στην Ινδία, η οποία έχει τον μεγαλύτερο πληθυσμό τυφλών παιδιών στον κόσμο, που υπολογίζεται μεταξύ 200.000 και 700.000. Τα παιδιά που λαμβάνουν θεραπεία μέσω του Project Prakash μπορούν επίσης να συμμετέχουν σε μελέτες για την οπτική τους ανάπτυξη, πολλές από τις οποίες έχουν βοηθήσει τους επιστήμονες να μάθουν περισσότερα για το πώς αλλάζει η οργάνωση του εγκεφάλου μετά την αποκατάσταση της όρασης, πώς ο εγκέφαλος εκτιμά τη φωτεινότητα και άλλα φαινόμενα που σχετίζονται με την όραση.
Σε αυτή τη μελέτη, ο Sinha και οι συνεργάτες του έδωσαν στα παιδιά ένα απλό τεστ αναγνώρισης αντικειμένων, παρουσιάζοντας έγχρωμες και ασπρόμαυρες εικόνες. Για τα παιδιά που γεννήθηκαν με φυσιολογική όραση, η μετατροπή των έγχρωμων εικόνων σε κλίμακα του γκρι δεν είχε καμία επίδραση στην ικανότητά τους να αναγνωρίζουν το εικονιζόμενο αντικείμενο. Ωστόσο, όταν τα παιδιά που υποβλήθηκαν σε αφαίρεση καταρράκτη εμφανίστηκαν με ασπρόμαυρες εικόνες, η απόδοσή τους έπεσε σημαντικά.
Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να υποθέσουν ότι η φύση των οπτικών εισροών στα οποία εκτίθενται τα παιδιά νωρίς στη ζωή μπορεί να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στη διαμόρφωση της ανθεκτικότητας στις χρωματικές αλλαγές και στην ικανότητα αναγνώρισης αντικειμένων που παρουσιάζονται σε ασπρόμαυρες εικόνες. Στα νεογνά με φυσιολογική όραση, τα κωνικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς δεν είναι καλά αναπτυγμένα κατά τη γέννηση, με αποτέλεσμα τα μωρά να έχουν κακή οπτική οξύτητα και κακή χρωματική όραση. Κατά τα πρώτα χρόνια της ζωής τους, η όρασή τους βελτιώνεται σημαντικά καθώς αναπτύσσεται το σύστημα των κώνων.
Επειδή το ανώριμο οπτικό σύστημα λαμβάνει σημαντικά μειωμένες πληροφορίες χρώματος, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο εγκέφαλος του μωρού αναγκάζεται να αποκτήσει επάρκεια στην αναγνώριση εικόνων με μειωμένα χρωματικά σημάδια. Επιπλέον, πρότειναν, τα παιδιά που γεννιούνται με καταρράκτη και τον αφαιρούν αργότερα μπορεί να μάθουν να βασίζονται υπερβολικά σε χρωματικά σημάδια όταν αναγνωρίζουν αντικείμενα, επειδή, όπως έδειξαν πειραματικά στην εργασία, με ώριμους αμφιβληστροειδή, ξεκινούν τα μετεγχειρητικά τους ταξίδια. με καλή χρωματική όραση.
