Ogen

De publicatie van de ontdekking van de opzienbarende optische vezelcellen kwam op 7 mei in PNAS.1 De 10 Duitse auteurs beschrijven in groot detail de optische eigenschappen van de Müller cellen en hoe ze die gemeten hebben. Ze zeiden dat elke kegelcel (lichtgevoelige cel voor kleur) één Müller cel heeft die het licht geleidt, en dat een enkele Müller cel verscheidene staafcellen (gevoelig voor zwart/wit) van licht kan voorzien. De hele voorkant van het netvlies is bedekt met de kegelvormige ingangen van de optische vezels, die het licht direct naar de lichtgevoelige cellen leidt. Hiermee wordt het licht langs de andere cellen geleidt, die anders het licht zouden verstrooien. De brekingsindex van de Müller cellen is variabel en optimaal afgestemd op het licht, zodat er nauwelijks verlies is. De auteurs vermeldden dat deze eigenschappen de cellen tot "ingenieus ontworpen lichtontvangers" maakt.

Je hebt twee 125 megapixel videocamera's in je oogballen. Elke pixel, een staafje of een kegeltje, is aangesloten op een zenuwuiteinde. Alle informatie die door de afzonderlijke cellen verzameld wordt, gaat door een zenuwbundel naar de hersenen om te worden gedecodeerd. Dit blijkt nog ingenieuzer te zijn dan men al dacht, zo lezen we in PLoS Biology,1 waar wetenschappers van het Salk Instituut hun bevindingen beschreven. Elke lichtgevoelige cel op je netvlies verzamelt lichtinformatie. Voorheen dacht men dat een gelijke hoeveelheid informatie van elke afzonderlijke cel rechtstreeks naar de hersenen ging om daar (net als in onze digitale camera's) samengesteld te worden tot een totaalplaatje. Dat is op zich al een wonderlijk staaltje van techniek, maar het is iets ingewikkelder. Elke cel ziet inderdaad een klein stukje van het gehele gezichtsveld, maar nu is ontdekt dat deze cellen in elkaar passen als een soort puzzelstukjes die ieder voor zich een stukje gezichtsveld voor hun rekening nemen. Hierbij zorgt een ingewikkeld gecodeerd regelsysteem ervoor dat er geen overlapping van informatie optreedt, maar dat er één egaal plaatje ontstaat. Er zijn zo'n 20 verschillende cellen in het netvlies die de visuele informatie verwerken. Elk van die cellen verwerkt de informatie van zijn eigen stukje gezichtsveld en stuurt, zo denkt men nu, een compleet plaatje naar de hersenen. De afzonderlijke stukjes hebben onregelmatige vormen als een traliewerk met ongelijk gevormde gaten, die 'blinde vlekken' en overlapping zouden kunnen veroorzaken, waardoor het zicht belemmerd wordt. De wetenschappers waren verbaasd dat dit niet het geval was en dat de onregelmatige vormen prachtig in elkaar passen (Science Daily heeft er een paar plaatjes van). Ze noemden het "functioneel gecoördineerd en fijn afgesteld", maar vroegen zich ook af of het gezichtsveld rechtstreeks werd doorgegeven aan de vertakte structuur van de zenuwen en waardoor de overlapping gecorrigeerd wordt. Deze rol werd door hen toegeschreven aan amacrinecellen, maar ze konden nog niet zeggen hoe en wanneer dit tijdens de ontwikkeling van het oog op de goede plek terecht komt. Hoe dan ook, de ontdekking is verrassend omdat het allemaal zo precies geregeld is terwijl elke afzonderlijke cel zo verschillend is in de verwerking van zijn gezichtsveld. Volgens de onderzoekers moet het systeem gebruik maken van ingewikkelde procedures voor interpolatie en het berekenen van gemiddelden om de visuele informatie optimaal te verwerken. Al met al is het hen nu duidelijk dat "het zenuwstelsel met een veel hogere graad van precisie moet werken dan men voorheen dacht en dat onregelmatigheden in individuele cellen eigenlijk een ondergewaardeerd aspect van neurale populatiecodes weerspiegelen".

Over de ogen doet men steeds meer ontdekkingen. Hoe meer de wetenschap in zijn onderzoek vorderingen maakt hoe meer ze ontdekt dat er opmerkelijke ingenieuze systemen in schuil gaan. De standaard publiceerde in dit verband een interessant artikel: Het start met deze woorden “Mogelijk bevat het netvlies gespecialiseerde cellen die naderende voorwerpen detecteren.”