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Décoder la vision : déverrouiller les mécanismes moléculaires de la vision

des chercheurs Institut Paul Scherrer Dévoiler les premiers événements moléculaires de la vision, en particulier l’activation de la rhodopsine, une protéine photosensible importante pour la vision. La rhodopsine, qui se trouve dans les bâtonnets de la rétine, convertit la lumière en signaux électriques pour le cerveau. Le rétinal, un dérivé de la vitamine A, agit comme un « interrupteur principal » pour l’activation de la rhodopsine. À l’aide d’expériences de cristallographie ultrarapides et résolues en temps, Gruhl et al Étudier dans la nature Il se penche sur le mécanisme moléculaire de l’activation de la rhodopsine. La recherche met en lumière les changements structurels de la rétine lors de l’activation, offrant une meilleure compréhension des événements moléculaires précoces de la vision. SwissFEL Un laser à électrons libres de rayons X a été utilisé pour capturer la transformation rapide de la rétine, qui se produit en une picoseconde (10^-12 sec).

Comprendre les fonctions complexes de l’œil est essentiel pour comprendre comment les humains perçoivent leur environnement. Cet article répondra à de nombreuses questions liées au fonctionnement de l’œil, telles que la façon dont l’œil se concentre, comment il voit une seule image et ses origines évolutives.

Étape par étape : le travail des yeux

Le processus de vision commence par la lumière pénétrant dans l’œil par la cornée, passant par la pupille, qui est contrôlée par l’iris. La lentille focalise ensuite la lumière sur la rétine, où des cellules photoréceptrices appelées bâtonnets et cônes détectent la lumière. Les bâtonnets sont responsables de la vision nocturne, tandis que les cônes sont essentiels à la lumière vive et à la vision des couleurs. La protéine rhodopsine, présente dans les photorécepteurs en bâtonnets, permet la pigmentation dans les environnements à faible luminosité (vision inversée), mais n’intervient pas dans la perception des couleurs.

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Lorsque la lumière frappe la rétine, la protéine rhodopsine, un dérivé de la vitamine A, interagit avec la rétine, absorbant l’énergie et modifiant sa forme tridimensionnelle. Cette interaction déclenche une réaction en chaîne qui conduit finalement à la perception de la lumière. Ces processus se produisent rapidement, avec un changement de réseau se produisant en une picoseconde (10^-12 sec).

Traitement ultérieur de l’image

Les yeux se concentrent en ajustant la forme de la lentille pour diriger correctement la lumière sur la rétine. Ce processus, appelé accommodation, est contrôlé par les muscles ciliaires. L’objectif s’aplatit pour se concentrer sur les objets éloignés et devient plus épais pour les objets proches. La taille de la pupille est également ajustée pour contrôler la quantité de lumière entrant dans l’œil et maintenir une vision optimale.

Le cerveau combine les entrées des deux yeux pour créer une seule perception unifiée. Ce processus, appelé vision binoculaire, permet la perception de la profondeur et la vision 3D. Les yeux gauche et droit voient des images légèrement différentes en raison de leurs angles différents, et le cerveau combine ces images pour créer une seule image tridimensionnelle.

Les images projetées sur la rétine sont inversées et renversées. Le cerveau traite et corrige l’orientation de ces images, permettant aux humains de percevoir avec précision leur environnement. Les champs visuels gauche et droit sont commutés, les informations du champ visuel gauche atteignant le côté droit du cerveau et vice versa. Le cerveau rassemble ces informations, créant une perception précise de l’environnement.

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Évolution et origines de l’œil humain

L’œil humain a évolué au cours de millions d’années à travers un processus complexe. Les organismes ancestraux possédaient des cellules sensibles à la lumière, qui au fil du temps ont évolué vers des structures plus spécialisées telles que des points oculaires simples, des yeux sténopés, des yeux composés et les yeux de type caméra observés chez les humains. La sélection naturelle a favorisé une vision améliorée, offrant un avantage de survie aux organismes ayant une meilleure vision.

Delphine Perrault

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