초파리는 인간이 눈을 움직이는 것처럼 망막을 움직인다 - Sciencetimes

예를 들어 찻잔과 같이 앞에 있는 물체를 선택하고 시선을 고정하십시오. 눈을 가만히 두고 있다고 생각할 수 있지만 그렇지 않습니다. 눈이 자신도 모르는 사이에 자주 움직이며 미세 움직임이라고 하는 비자발적 초조함을 일으킵니다.

사실, 이러한 떨림은 여러분이 찻잔을 계속 보게 되는 이유입니다. 시각적 뉴런이 보고 있는 것에 완전히 적응하는 것을 방지하기 위해 눈의 빛 패턴에 충분한 다양성을 도입합니다. 미세 운동이 없으면 찻잔의 이미지가 곧 흐려지기 시작합니다. 같은 방식으로 계속되는 냄새에 코가 장님이 될 수 있습니다.

곤충은 눈이 머리에 단단히 고정되어 있기 때문에 이러한 사치를 누리지 못합니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 초파리는 머리를 움직이지 않고 시력을 조정하는 다른 전략을 발전시켰습니다. 즉, 눈 안의 망막을 움직입니다.

“초파리가 망막을 움직이는 것은 매우 흥미롭습니다. 시각 시스템이 정보를 수집하고 처리하는 데 사용하는 완전히 다른 기능 세트가 아직 발견되지 않았을 수 있음을 시사하기 때문입니다.”라고 이 연구를 수행한 Lisa Fenk가 말했습니다. 록펠러 대학 Gaby Maimon 연구소의 박사후 연구원이며 현재 막스 플랑크 생물 지능 연구소의 그룹 리더입니다.

초파리와 같이 단순해 보이는 유기체를 사용하여 뇌 회로가 어떻게 행동을 일으키는지를 연구하는 고급 방법을 사용하여 Maimon의 연구실은 뇌가 목표 지향적 행동을 생성하는 방법에 대한 일반 원리를 이해하려고 합니다. 연구원들은 에 발표된 그들의 새로운 발견을 말합니다. 자연, 더 일반적으로 동물 안구 운동의 생물학에 대한 많은 새로운 발견을 허용해야 합니다. 이러한 연구는 궁극적으로 안구 운동이 손상되는 자폐증 및 정신 분열증과 같은 인지 장애에 대한 더 나은 이해로 이어질 수 있습니다.

연구자들은 파리의 시각 시스템에 대한 보다 전체적인 이해를 얻기 위해 해부학적, 행동적, 전기생리학적, 유전적 접근법의 조합을 사용했습니다. 먼저 초파리가 망막에 근육을 붙이고 있는지 여부를 확인해야 했습니다. 근육 섬유에 결합하는 형광 분자를 사용한 실험에서, 현미경 이미지는 각 망막에 대해 2개의 빛나는 근육을 나타내어 그러한 근육이 실제로 존재하고 망막을 2차원적으로 움직일 수 있음을 확인했습니다. 다음으로 연구원들은 움직이는 패턴을 표시하는 파노라마 LED 스크린 앞에서 파리의 머리를 고정하고 카메라를 사용하여 파리의 망막 위치를 추적했습니다. 그들은 당신이 테니스 경기를 볼 때 눈이 공을 추적하는 방식으로 망막이 패턴을 따라 움직인다는 것을 발견했습니다. “우리는 움직이는 물체를 추적하는 능력이 파리와 인간에서 독립적으로 진화했다고 생각합니다.”라고 Fenk는 말합니다. “매우 다른 유형의 눈을 가진 유기체가 매우 유사한 활성 전략을 갖도록 유도합니다.”

그러나 파리의 망막은 패턴을 추적하는 것만이 아닙니다. 그들은 또한 곤충이 정지된 장면을 볼 때 척추동물의 미세운동과 유사하게 좌우 및 위아래로 의도적으로 흔들리는 움직임을 보였습니다. 그리고 연구자들이 파리에서 시각 뉴런의 전기적 반응을 측정했을 때, 망막 떨림과 신경 활동 사이의 일치성을 발견했습니다. 이것은 자발적인 안구 운동이 척추동물에서와 같이 시각 뉴런이 적응하는 것을 방해한다는 것을 의미할 수 있지만, 연구자들은 보다 흥미로운 옵션도 제공하고 있습니다. 이러한 작은 변화는 종종 시각 각도에서 1도 이하로 망막을 움직입니다. , 플라이 비전의 해상도를 향상시킵니다. 따라서 망막의 움직임은 눈당 약 6000개의 광수용기를 가진 초파리가 어떻게 여전히 놀라울 정도로 잘 볼 수 있는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

“아마도 파리의 세계를 픽셀의 10분의 1 또는 5분의 1만큼 이동시키는 망막 미세운동은 그들 앞에 있는 검은 점이 다른 파리인지 아니면 그냥 schmutz인지 구별하는 데 도움이 될 것입니다.”라고 Maimon은 말합니다. 야생에서 더 잘 살아남습니다.

그는 광학 엔지니어들이 최근에 이러한 카메라의 미래 디자인을 개선하는 데 도움이 될 수 있는 곤충 비전과 유사한 작은 움직임 센서를 도입하여 카메라의 해상도를 높일 수 있었다고 덧붙입니다.

팀은 해상도를 개선하는 것 외에도 깊이 인식에서 망막 운동의 잠재적 역할을 발견했습니다. 피험자들에게 작은 틈이 있는 러닝머신과 같은 장치를 걷게 했을 때, 연구자들은 파리가 틈을 건너는 순간에 수렴 또는 사시 망막 운동을 하고 있음을 알아차렸습니다. 반면에, 망막을 더 느리게 움직이도록 설계된 파리는 기어가는 데 더 어려움을 겪었습니다. 연구자들은 예를 들어 파리가 앞의 틈까지의 거리를 판단하는 방법으로 두 망막의 시점을 휩쓸고 있다고 생각합니다. 그것은 인간에게는 없는 특정한 속임수입니다. 만약 우리가 있다면, 그것은 마치 우리가 단순히 눈을 마주보는 것만으로 거리를 판단할 수 있을 것입니다.

거미는 또한 망막을 움직일 수 있는데, 이는 Fenk가 대학원생으로 연구한 현상으로 그녀와 Maimon이 초파리에 대해 궁금해하도록 동기를 부여했습니다. “파리가 아닌 다른 곤충이 망막을 움직일 수 있고 이것이 생물학에 어떤 의미가 있는지 이해하는 것은 흥미로울 것입니다.”라고 Fenk는 말합니다.

Maimon은 “우리는 이러한 망막 운동이 어떤 기능을 하는지 이해하기 위해 표면을 긁었을 뿐입니다”라고 덧붙였습니다. 예를 들어, Fenk와 Maimon은 이제 파리가 자고 있을 때 또는 시야의 다른 부분으로 주의를 이동할 때 망막 운동을 수행하는지 테스트하려고 합니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221027123919.htm