In een oogwenk stroomt licht onze ogen binnen; in kleine fracties van een seconde decoderen en verwerken onze hersenen beelden. Vertraag dat opmerkelijke proces en het wordt alleen maar verbazingwekkender.
De kleuren die we zien - allemaal verschillende golflengtes - bewegen door microben die op het oppervlak van onze ogen zwermen, komen door het hoornvlies en gaan door de pupil. Ze buigen door de lens en zwemmen door de glasachtige humor die het oog een bol houdt. Op het netvlies, de achterkant van het oog, passeren de lichtstralen dwars door de zenuwcellen die signalen doorgeven aan de hersenen - maar negeer ze voor nu. Ze bereiken kegels - die langs de achterkant van het oog lopen en de verschillen in kleuren waarnemen - en staven, die kleurenblind zijn maar nog gevoeliger voor licht.
Toen je deze reeks voor het eerst leerde (misschien op de middelbare school na het ontleden van een schapenoog) leek het een beetje achteruit. Intuïtief verwacht je dat de staven en kegels in het gelei-achtige glasachtig lichaam steken, om het passerende licht te haken en terug te geven aan de zenuwcellen die achter hen op de loer liggen.
"Dit is een al lang bestaande puzzel, temeer omdat dezelfde structuur, van neuronen vóór lichtdetectoren, in alle gewervelde dieren bestaat en evolutionaire stabiliteit vertoont", schrijft Erez Ribak, natuurkundige bij Technion, Israel Institute of Technology, voor The Conversation (via Scientific American ). Er moet dus een goede reden zijn voor de "achterwaartse" structuur, dacht Ribak.
En daar is. Het helpt ons om in kleur beter te zien, meldden Ribak en zijn collega's tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society.
Een ander type cellen lijnen ook die met neuronen gevulde laag van het netvlies. Ze worden gliacellen genoemd en helpen neuronen ondersteunen. Maar in de ogen hebben ze een tweede rol. Ze kunnen licht geleiden "net als glasvezelkabels." Ribak schrijft:
[M] y collega Amichai Labin en ik bouwden een model van het netvlies en toonden aan dat de richting van gliale cellen de helderheid van het menselijk gezichtsvermogen helpt vergroten. Maar we merkten ook iets tamelijk merkwaardig op: de kleuren die het beste door de gliacellen gingen, waren groen tot rood, wat het oog het meest nodig heeft voor dagzicht. Het oog ontvangt meestal te veel blauw - en heeft dus minder blauwgevoelige kegels.
Verdere computersimulaties toonden aan dat groen en rood vijf tot tien keer meer geconcentreerd worden door de gliacellen en in hun respectieve kegels, dan blauw licht. In plaats daarvan wordt overtollig blauw licht verspreid naar de omringende staven.
Het team heeft vervolgens goed gekeken naar hoe het licht werd verspreid in het netvlies van cavia's. Net als mensen zijn deze kleine zoogdieren overdag actief en hebben ze dus dezelfde behoefte om kleuren bij daglicht te zien. Onder de microscoop zagen de onderzoekers dat de gliacellen inderdaad kolommen met geconcentreerd licht creëerden. Omdat kegels niet zo gevoelig zijn als staven, waarderen ze dit beetje extra verlichting. En het verstrooide blauwe licht werd verzameld door staven.
"Deze optimalisatie is zodanig dat het kleurenzicht overdag wordt verbeterd, terwijl het nachtzicht erg weinig lijdt", schrijft Ribak.
