סיקור מקיף

‏נפתרה תעלומה בת 120 שנה – חוקרי הטכניון מצאו כיצד מסייע מבנה הרשתית בחידוד הראייה

"העיניים שלנו בנויות כמו מצלמה דיגיטלית", מסביר פרופסור ארז ריבק מהפקולטה לפיסיקה, שפתר את התעלומה עם המאסטרנט שלו, עמיחי לבין

חתך דרך רשתית העין. פרט לשכבות האפורות הבולעות בתחתית, כל החלקים שקופים ונצבעו כאן לשם הדגמה בלבד. תאי העצב ממלאים את הנפח הכחול, וגרעיני התאים בצבעים ורוד, חום ואדום. האור מגיע מאישון העין (למעלה) ונלכד במשפכים של תאי הגליה (ירוקים) שם הוא מתרכז עד לתאים הרגישים לצבע (מדוכים) המסומנים בסגול. שאריות האור המפוזר מגיעות לתאי הקנים שאינם רגישים לצבע (בכתום). העובי של הרשתית הוא כרבע עד חצי מילימטר.
חתך דרך רשתית העין. פרט לשכבות האפורות הבולעות בתחתית, כל החלקים שקופים ונצבעו כאן לשם הדגמה בלבד. תאי העצב ממלאים את הנפח הכחול, וגרעיני התאים בצבעים ורוד, חום ואדום. האור מגיע מאישון העין (למעלה) ונלכד במשפכים של תאי הגליה (ירוקים) שם הוא מתרכז עד לתאים הרגישים לצבע (מדוכים) המסומנים בסגול. שאריות האור המפוזר מגיעות לתאי הקנים שאינם רגישים לצבע (בכתום). העובי של הרשתית הוא כרבע עד חצי מילימטר.

חוקרי הטכניון הצליחו לפתור תעלומה שהעסיקה מדענים במשך 120 שנה ומצאו כיצד מסייע מבנה הרשתית בחידוד הראייה. במאמר שהתפרסם בכתב העת המדעי Physical Review Letters, הם מתארים מודל אופטי של הרשתית אותו הם בנו במחשב ודרכו הם העבירו אור.

"העיניים שלנו בנויות כמו מצלמה דיגיטלית", מסביר פרופסור ארז ריבק מהפקולטה לפיסיקה, שפתר את התעלומה עם המאסטרנט שלו, עמיחי לבין. "העדשה נמצאת מלפנים והגלאי – הרשתית – מאחור.

בצד האחורי של הרשתית נמצאים הגלאים (photocells) המכוסים בשכבות שקופות של נוירונים (תאי עצב). הנוירונים משמשים כמחווטים המעבדים ומעבירים את התמונה מן הגלאי למוח, אבל גם מעוותים אותה.

לפני כשלוש שנים התגלה כי תאי הגליה, אשר 'חותכים' את הרשתית על פני שכבות הנוירונים, מסוגלות לעהעביר אור. עתה בנינו מודל אופטי של הרשתית והעברנו אור דרכו.

גילינו כי רק אור שמגיע ממרכז האישון נלכד בתאי הגליה ומועבר ישירות לגלאים. אור אשר 'זולג' מתאים סמוכים או מגיע מהפריפריה – ואשר עשוי לפגוע בחדות הראייה שלנו – מוחזר ומופץ ולא עובר לגלאים. מצב זה לא היה אפשרי אם הגלאים היו נמצאים לפני שכבות הנוירונים.

משמאל, עוצמת האור הפוגעת במערך תאי גליה, בכניסה למשפך האור. אור ירוק פוגע בזוית של 6 מעלות כלפי ימין. מימין, לאחר התקדמות לאורך התאים עד לתאי המדוכים, מעט אור דלף למדוכים מימין ולקנים בשאר השטח, אבל רובו עדיין מרוכז בתאים המקוריים. סולם הצבעים מייצג את עוצמת האור.
משמאל, עוצמת האור הפוגעת במערך תאי גליה, בכניסה למשפך האור. אור ירוק פוגע בזוית של 6 מעלות כלפי ימין. מימין, לאחר התקדמות לאורך התאים עד לתאי המדוכים, מעט אור דלף למדוכים מימין ולקנים בשאר השטח, אבל רובו עדיין מרוכז בתאים המקוריים. סולם הצבעים מייצג את עוצמת האור.
שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

15 תגובות

  1. כל כך מגניב שגילו סוף סוף למה…
    באמת אחד הדברים שהטרידו אותי כשלמדנו על זה..

  2. תמיד ישבתי וחשבתי , למה בעצם העין האנושית לא מכילה צינורות שיסננו קרני אור שמגיעים בזווית הלא נונה , אז מסתבר שיש.

  3. תגובה למיכאל רוטשילד,

    "מודה ועוזב, ירוחם". ככל הניראה בלבלתי את תוכן תגובתך עם זו של אריאל.

    בנוגע לכתם העיוור (BLIND SPOT) – אחדד את דבריי: הקשר הוא כמובן שמדובר באקסונים המגיעים מכל חלקי הרשתית ומתנקזים בנקודת הכתם העיוור (קרי, הדיסקה האופטית). אך השכבה הנוירונלית מעל לפוטורצפטורים בשאר חלקי הרשתית לא משפיעה על הראיה, שכן היא שקופה.

    בכל אופן, עושה רושם ששנינו טוענים את אותו הדבר ולכן אין צורך להמשיך בהתנצחות המיותרת.

  4. כפיר:
    ולקרוא, למדת?
    1. אתה כותב שהכתם העיוור הוא אזור שבו מתרכזים האקסונים ובו בזמן טוען שזה לא קשור לעצבים שנמצאים מעל לרשתית?
    קרא נא בבקשה מהו אקסון: http://en.wikipedia.org/wiki/Axon
    2. איך הסקת שאני מאמין בתכנון תבוני?! אני אחד ממגיני האבולוציה הנחרצים ביותר שפגשת מימיך!
    היית יודע זאת אלמלא נזהרת שלא לקרוא את השורה האחרונה בתגובתי.

  5. תגובה למיכאל רוטשילד:

    1. לכתם העיוור אין שום קשר לשכבת הנוירונאלית מעל הפוטורצפטורים. הכתם העיוור הוא אזור ממוקד וספציפי שניראה קלינית כדיסקה האופטית. בנקודה זו מתנקזים האקסונים של תאי הגנגליון מהרשתית אל גרעין הברך הצדי בתלמוס. מכיוון שאין שם פוטורצפטורים נוצר כתם עיוור (אך כזה שהמוח מפצה על קיומו באמצעות ראיה סטראוסקופית ובכלל בתהליך האינטגרציה העצבית).

    2. קיים מספר אדיר של ראיות מדעיות התומכות בנכונות תאורית האבולוציה. לעומת זאת, מתנגדי התאוריה קופצים על כל בדל של סדק וירטואלי כמוצאי שלל רב ורואים בכך הוכחה מדעית לקיומו של האל. כמובן שהדבר מגוחך לחלוטין, שכן – מבחינה מדעית גרידא – אי-נכונתה של תאוריה א' אינה מעידה כהוא-זה על נכונותה של תאוריה ב'. לכן, אסוף נא את ההוכחות המדעיות לקיומו המתכנן התבוני בו אתה מאמין (פרדוקסלי-משהו, שכן מדע לא מתבסס על אמונה) ואז נוכל לקיים דיון מדעי בשאלה האם העין היא תוצאה של התפתחות אבולוציונית או של יישות אלוהית. בהצלחה עם זה 🙂

  6. איש הגונג:
    נראה לי שהצילום הוא של המודל שלהם ולא של המציאות.
    שום דבר בעין לא נבנה "כמשל" לשום דבר אחר וכמובן שגם במספק 6 אין שום דבר מיוחד שמצדיק משל אודותיו.
    מה שכן – בטבע יש הרבה משושים ויש לכך סיבות שונות.
    בחלות הדבש יש משושים כי זו הצורה היעילה ביותר לחלוקת שטח לתאים.
    בפתיתי שלג יש משושים בגלל מבנה מולקולות המים.
    לכל דבר יש סיבה.

  7. לדעתי המבנה של המגן דוד מאד מעניין במיוחד לאור העובדה שמדובר ב-6 מעלות (כמשל ל-6 צלעות)

  8. פרקליטו:
    למיטב ידיעתי אריאל לגמרי צודק.
    מבנה העין תמיד שימש לניגוח התכנון התבוני וכעוד דוגמה למעשיה הבלתי תבוניים של אותה ישות שאמורה להיות תבונית ופתאום עושה כזאת מין פאשלה ומכסה את הקולטנים בעצבים שמסתירים אותם בחלקם ויוצרים את הכתם העיוור.
    עכשיו בא המאמר וטוען שיש בכיסוי זה גם תועלת.
    איך שלא יהיה – בטבע יש עיניים ממספר סוגים ובין השאר יש בו גם עיניים שבהן העצבים ממוקמים מאחור ואינם מסתירים את הקולטנים.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Eye#Weaknesses

    יש כמובן מספיק עדויות שמפריכות את התכנון התבוני ואין אפילו אחת שמאששת אותו כך שלא צריך להתרגש.

  9. אריאל, אתה ממש מתבלבל.
    תמיד תיארו אותה כ"לא אפשרית בהתפתחות אבולוציונית", וכהוכחה לתכנון תבוני. כעת רואים שזה הגיוני מאוד אבולוציונית.

  10. לתגובת מר.אריאל (4):בני-האדם (כולל המגיבים…) מרבים להשתמש במילה "תבונה/תבוני כרמז 'למתכנן הגדול' (הכל-יכול..) ומעדיפים לדלג על 'התבונה הארצית' הנקראת "ברירה-טבעית" (ראה ערך "צ'ארלס דרווין!!!…).

  11. זה מגניב, תמיד תיארו את שכבת הנוירונים על גבי הקולטנים ככשל תכנוני וכהוכחה נגד תכנון תבוני. נו, שויין!

  12. פיזיקאי
    מתברר שאפשר.
    בכלל, למה שהאור יחזור אחורה? אם הוא פוגע ב45 מעלות הוא חוזר, סה"כ משנה כיוון ב-90, אם הוא פוגע בפחות מזה ביחס למשטח, למה שהוא לא ימשיך קדימה?

  13. משפכים לא מסוגלים לרכז אור
    הם מסוגלים לרכז נוזלים אבל מבחינה פיזיקלית לעולם לא ניתן לרכז אור באמצעות מבנה פיזיקלי של משפך.
    האור לעומת נוזל לא יתרכז אלה יוחזר בחלקו או שיבלע במבנה אולם לא ירד למטה מרוכז.
    פיסיקה אופטית פשוטה.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן