Önünüzde bir nesne seçin – örneğin bir çay fincanı – ve bakışınızı ona sabitleyin. Gözlerinizi sabit tuttuğunuzu düşünebilirsiniz, ama değilsiniz: Gözleriniz sık sık sizin haberiniz olmadan hareket ediyor ve mikro sakkad adı verilen küçük istemsiz titremeler yapıyor.
Aslında, bu seğirmeler çay fincanını görmeye devam etmenizin nedenidir – görsel nöronlarınızın baktıklarına tamamen uyum sağlamasını önlemek için gözlerinizdeki ışık düzenlerinde yeterince çeşitlilik sunarlar. Mikrosakkadlar olmadan, çay fincanının görüntüsü kısa sürede solmaya başlar, aynı şekilde burnunuz sürekli bir kokuya karşı kör olabilir.
Böceklerin bu lüksü yok çünkü gözleri kafalarına sabitlenmiş durumda. Ancak yeni bir çalışma, meyve sineklerinin kafalarını hareket ettirmeden görüşlerini ayarlamak için farklı bir strateji geliştirdiklerini gösteriyor – retinaları gözlerinin içinde hareket ettiriyorlar.
Bu çalışmayı yürüten Lisa Fenk, “Meyve sineklerinin retinalarını hareket ettirmesi çok ilginç çünkü bu, görsel sistemin bilgi toplamaya ve işlemeye yardımcı olmak için kullandığı, henüz keşfedilmemiş bir dizi başka özellik olabileceğini gösteriyor” diyor. Rockefeller Üniversitesi’nde Gaby Maimon’un laboratuvarında doktora sonrası akademisyen ve şu anda Max Planck Biyolojik Zeka Enstitüsü’nde grup lideri.
Beyin devrelerinin davranışa nasıl yol açtığını incelemek için gelişmiş yöntemlerin mevcut olduğu meyve sineği gibi görünüşte basit organizmaları kullanan Maimon’un laboratuvarı, beyinlerin hedefe yönelik eylemleri nasıl ürettiğine dair genel ilkeleri anlamaya çalışıyor. Araştırmacılar, Nature’da yayınlanan yeni bulgularının, daha genel olarak hayvan göz hareketlerinin biyolojisi hakkında birçok yeni keşfe izin vermesi gerektiğini söylüyor. Bu tür araştırmalar nihayetinde otizm ve şizofreni gibi göz hareketlerinin bozulduğu bilişsel bozuklukların daha iyi anlaşılmasına yol açabilir.
Araştırmacılar, sineğin görsel sistemini daha bütünsel bir şekilde anlamak için anatomik, davranışsal, elektrofizyolojik ve genetik yaklaşımların bir kombinasyonunu kullandılar. İlk olarak, meyve sineklerinin retinalarına bağlı kasları olup olmadığını belirlemeleri gerekiyordu. Kas liflerine bağlanan bir flüoresan molekülün kullanıldığı deneylerde, mikroskobik görüntüler her retina için iki tane parlayan kas ortaya çıkardı ve bu tür kasların gerçekten var olduğunu ve retinayı iki boyutta hareket ettirebildiklerini doğruladı. Daha sonra, araştırmacılar sineklerin kafalarını hareketli desenleri gösteren panoramik bir LED ekranın önünde sabit tuttular ve sineklerin retinalarının konumunu izlemek için kameralar kullandılar. Bir tenis maçı izlerken gözlerinizin topu takip etmesi gibi, retinaların kalıplarla birlikte hareket ettiğini buldular. “
Bununla birlikte, sinek retinaları sadece izleme kalıpları değildi. Ayrıca, böcekler sabit bir sahneyi izlerken, omurgalıların mikro sakadlarına benzer şekilde, amaçlı, titreyen bir yandan diğer yana ve yukarı-aşağı hareketler yaptılar. Araştırmacılar sineklerdeki görsel nöronların elektriksel tepkilerini ölçtüğünde, bu retina titremeleri ile nöral aktivite arasında bir ilişki buldular. Bu, spontane göz hareketlerinin, omurgalılarda olduğu gibi görsel nöronların uyum sağlamasını engellediği anlamına gelebilir, ancak araştırmacılar daha ilgi çekici bir seçenekle de ilgileniyorlar: retinayı görsel açıdan yalnızca bir derece veya daha az hareket ettiren bu küçük kaymalar. , sinek görüşünün çözünürlüğünü iyileştirin. Böylece retina hareketleri, meyve sineklerinin nasıl olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.
Maimon, “Belki de sineğin dünyasını bir pikselin onda biri veya beşte biri kadar değiştiren retinal mikrosakkadlar, önlerindeki karanlık lekenin başka bir sinek mi yoksa sadece schmutz mu olduğunu ayırt etmelerine yardımcı oluyor,” diyor – hayvanlara yardımcı olacak kadar önemli bir çözünürlük artışı vahşi doğada daha iyi hayatta kal.
Optik mühendislerinin son zamanlarda, bu tür kameraların gelecekteki tasarımını iyileştirmeye yardımcı olabilecek böcek görüşüne paralel olarak sensörlere küçük hareketler getirerek kameraların çözünürlüğünü artırabildiklerini ekliyor.
Çözünürlüğü artırmanın yanı sıra ekip, derinlik algısında retinal hareketler için potansiyel bir rol de keşfetti. Araştırmacılar, deneklerini küçük boşluklarla donatılmış koşu bandı benzeri bir düzenek üzerinde yürütürken, sineklerin tam boşlukları geçerken yakınsak veya şaşı retinal hareketler yaptığını fark ettiler. Öte yandan, retinalarını daha ağır hareket ettirecek şekilde tasarlanmış sinekler, karşıya geçmekte daha fazla güçlük çekiyordu. Araştırmacılar, sineklerin, örneğin önlerindeki bir boşluğa olan mesafeyi değerlendirmenin bir yolu olarak iki retinasının bakış açılarını taradığından şüpheleniyorlar. Bu, insanların sahip olmadığı belirli bir numara — eğer sahip olsaydık, sanki sadece gözlerimizi şaşı tutarak mesafeyi yargılayabilirdik.
Örümcekler ayrıca retinalarını hareket ettirebilirler, bu Fenk’in yüksek lisans öğrencisi olarak incelediği bir olgudur ve onu ve Maimon’u meyve sineklerini de merak etmeye motive etmiştir. Fenk, “Sinekler dışında hangi böceklerin retinalarını hareket ettirebildiğini ve bunun biyolojileri için ne anlama geldiğini anlamak büyüleyici olacak” diyor.
Maimon, “Bu retinal hareketlerin hangi işlevlere hizmet ettiğini anlamanın yalnızca yüzeyini çizdik” diye ekliyor. Örneğin, Fenk ve Maimon şimdi sineklerin uyurken veya dikkatlerini görsel alanın farklı bölümlerine kaydırdıklarında retinal hareketler yapıp yapmadıklarını test etmeyi planlıyor.
