Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Kırmızı bir trafik ışığı bizi durduruyor, renkleri nedeniyle, bir ağaçta olgunlaşmış kirazları hemen görürüz. Kırmızı renge bir sinyal ve uyarı etkisi atfedilir. Ancak bu beyne de yansıyor mu? Ernst Strungmann Nörobilim Enstitüsü'ndeki (ESI) araştırmacılar bu soruyu araştırdı.

Yeni araştırma, V1 olarak da bilinen erken görsel kortekse odaklanıyor. Beyindeki en büyük görsel alandır ve retinadan girdi alan ilk bölgedir. Bu alan güçlü ve uzamsal olarak homojen görüntülerle uyarıldığında, gama bandı (30-80 Hz) olarak adlandırılan belirli bir frekansta beyin dalgaları (salınımlar) ortaya çıkar. Ancak tüm görüntüler bu etkiyi aynı ölçüde oluşturmaz. 

Rengi tanımlamak zor

Çalışmanın ilk yazarı Benjamin J. Stauch, “Son zamanlarda, hangi belirli girdilerin gama dalgalarını harekete geçirdiğini keşfetmeye yönelik birçok araştırma yapıldı. Görsel girdilerden biri renkli yüzeyler gibi görünüyor. Özellikle kırmızılarsa. Araştırmacılar bunu, örneğin meyveler genellikle kırmızı olduğu için kırmızının evrimsel olarak görsel sisteme özel olduğu şeklinde yorumladılar.”dedi.

Fakat rengin etkisi bilimsel olarak nasıl kanıtlanabilir?  Sonuçta, bir rengi nesnel olarak tanımlamak zordur ve renkleri farklı çalışmalar arasında karşılaştırmak da aynı derecede zordur. Her bilgisayar monitörü bir rengi farklı şekilde üretir, bu nedenle bir ekrandaki kırmızı, diğerindeki ile aynı değildir. 

Renkler fotoreseptör hücrelerini aktive eder 

İnsanlar, retinada koni adı verilen fotoreseptör hücreleri aktive edildiğinde renkleri algılarlar. Işık uyaranlarına onları elektrik sinyallerine dönüştürerek yanıt verirler ve bunlar daha sonra beyne iletilir. Renkleri tanımak için birkaç tür koniye ihtiyacımız var. Her tür, belirli bir dalga boyu aralığına özellikle duyarlıdır: kırmızı (L koniler), yeşil (M koniler) veya mavi (S koniler). Beyin daha sonra ilgili konilerin ne kadar güçlü tepki verdiğini karşılaştırır ve bir renk izlenimi çıkarır.

Tüm insanlar için benzer şekilde çalışır. Bu nedenle, farklı retina konilerini ne kadar güçlü aktive ettiklerini ölçerek renkleri objektif olarak tanımlamak mümkün olacaktır. Makaklarla yapılan bilimsel çalışmalar, erken primat görsel sisteminin bu konilere dayalı iki renk eksenine sahip olduğunu göstermiştir: LM ekseni kırmızı ile yeşili karşılaştırır ve S – (L+M) ekseni sarı ile menekşe rengidir. Benjamin J. Stauch; "Araştırmacılar gama salınımlarının gücünü araştırmak istediklerinde renkleri tanımlamak için bu iki eksene dayalı bir renk koordinat sisteminin doğru olduğuna inanıyoruz.” dedi.

Kırmızı ve yeşil eşit etkiye sahiptir

Benjamin J. Stauch ve ekibi, kırmızı rengin özel bir şey olup olmadığını ve bu rengin karşılaştırılabilir renk yoğunluğuna sahip (yani koni kontrastı) yeşilden daha güçlü gama salınımlarına neden olup olmadığını araştırdı ve oluşan bir yan soru şuydu: Renk kaynaklı gama salınımları, beynin manyetik aktivitelerini ölçmek için bir yöntem olan manyetoensefalografi ile de tespit edilebilir mi?

Kırmızı rengin, neden olduğu gama salınımlarının gücü açısından özellikle güçlü olmadığı sonucuna varmışlardır. Aksine, kırmızı ve yeşil, aynı mutlak LM koni kontrastında erken görsel kortekste eşit derecede güçlü gama salınımları üretir. Ayrıca, renk kaynaklı gama dalgaları, dikkatli bir şekilde tedavi edildiğinde insan manyetoensefalografisinde ölçülebilir, bu nedenle gelecekteki araştırmalar, insan olmayan primatlar yerine insanları kullanarak hayvan deneyleri (Azalt, Değiştir, İyileştir) için 3R ilkelerini izleyebilir.

Yalnızca S-konisini (mavi) aktive eden renkler genellikle erken görsel kortekste sadece zayıf nöronal tepkiler ortaya çıkarıyor gibi görünmektedir. S-konisi primat retinasında daha az yaygın, evrimsel olarak daha yaşlı ve daha ağır olduğundan, bir dereceye kadar bu beklenebilir.

Görme protezlerinin geliştirilmesi

Erken insan görsel korteksinin görüntüleri nasıl kodladığını anlayan ESI bilim adamları tarafından yürütülen bu çalışmanın sonuçları, bir gün görsel protezlerin geliştirilmesine yardımcı olmak için kullanılabilir. Bu protezler, retinası hasarlı kişilerde görme benzeri algısal etkiler yaratmak için görsel korteksi aktive etmeye çalışabilir. Ancak, bu hedef hala çok uzakta. Önceleri, görsel korteksin görsel girdiye özel tepkileri hakkında çok daha fazlasının anlaşılması gerekiyor.

MAKALE:elifesciences.org