हमारी देखने की क्षमता हमारी आँखों में प्रकाश-संवेदनशील फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं से शुरू होती है। रेटिना का एक विशिष्ट क्षेत्र, जिसे फोविया कहा जाता है, तीव्र दृष्टि के लिए जिम्मेदार होता है। यहां, रंग-संवेदनशील शंकु फोटोरिसेप्टर हमें सबसे छोटे विवरण का भी पता लगाने की अनुमति देते हैं। इन कोशिकाओं का घनत्व हर व्यक्ति में अलग-अलग होता है। इसके अतिरिक्त, जब हम किसी वस्तु पर ध्यान केंद्रित करते हैं, तो हमारी आंखें सूक्ष्म, निरंतर गति करती हैं, जो अलग-अलग व्यक्तियों में भिन्न होती हैं। यूनिवर्सिटी हॉस्पिटल बॉन (यूकेबी) और बॉन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अब जांच की है कि तेज दृष्टि इन छोटी आंखों की गतिविधियों और शंकु के मोज़ेक से कितनी जुड़ी हुई है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग और माइक्रो-साइकोफिजिक्स का उपयोग करके, उन्होंने प्रदर्शित किया कि शंकु द्वारा इष्टतम नमूना प्रदान करने के लिए आंखों की गतिविधियों को बारीकी से ट्यून किया गया है। अध्ययन के नतीजे अब जर्नल में प्रकाशित किए गए हैं ईलाइफ.
रेटिना के केंद्र में एक छोटे से क्षेत्र के कारण मनुष्य किसी वस्तु को स्पष्ट रूप से देखने के लिए उस पर अपनी दृष्टि केंद्रित कर सकता है। यह क्षेत्र, जिसे फ़ोविया (“पिट” के लिए लैटिन) के रूप में जाना जाता है, प्रकाश-संवेदनशील शंकु फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं के कसकर भरे हुए मोज़ेक से बना है। उनका घनत्व 200,000 से अधिक शंकु प्रति वर्ग मिलीमीटर के शिखर तक पहुंचता है – एक चौथाई डॉलर के सिक्के से लगभग 200 गुना छोटे क्षेत्र में। छोटे फोवियल शंकु आंखों को दिखाई देने वाले दृश्य स्थान के हिस्से का नमूना लेते हैं और मस्तिष्क को अपने संकेत भेजते हैं। यह एक कैमरा सेंसर के पिक्सल के समान है, जिसकी सतह पर लाखों फोटो-संवेदनशील कोशिकाएं फैली हुई हैं।
हालाँकि, एक महत्वपूर्ण अंतर है: कैमरा सेंसर के पिक्सल के विपरीत, फोविया में शंकु समान रूप से वितरित नहीं होते हैं। प्रत्येक आंख के फोविया में एक अद्वितीय घनत्व पैटर्न होता है। इसके अतिरिक्त, “एक कैमरे के विपरीत, हमारी आंखें लगातार और अनजाने में गति में रहती हैं,” यूकेबी में नेत्र विज्ञान विभाग में एओविज़न प्रयोगशाला के प्रमुख और ट्रांसडिसिप्लिनरी रिसर्च एरिया (टीआरए) “जीवन और स्वास्थ्य” के सदस्य डॉ. वोल्फ हार्मनिंग बताते हैं। “बॉन विश्वविद्यालय में. ऐसा तब भी होता है जब हम किसी स्थिर वस्तु को लगातार देख रहे होते हैं। ये स्थिर नेत्र गतियाँ लगातार बदलते फोटोरिसेप्टर संकेतों को पेश करके बारीक स्थानिक विवरण बताती हैं, जिन्हें मस्तिष्क द्वारा डिकोड किया जाना चाहिए। यह सर्वविदित है कि स्थिर नेत्र गति के घटकों में से एक, जिसे बहाव कहा जाता है, व्यक्तियों के बीच भिन्न हो सकता है, और बड़ी नेत्र गति दृष्टि को ख़राब कर सकती है। हालाँकि, बहाव फ़ोविया में फोटोरिसेप्टर्स से कैसे संबंधित है, और बारीक विवरण को हल करने की हमारी क्षमता की अब तक जांच नहीं की गई है।
उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग और माइक्रो-साइकोफिजिक्स का उपयोग करना
यह बिल्कुल वही है जो हार्मनिंग की शोध टीम ने जर्मनी में अपनी तरह के एकमात्र अनुकूली प्रकाशिकी स्कैनिंग लाइट ऑप्थाल्मोस्कोप (एओएसएलओ) का उपयोग करके जांच की है। इस उपकरण द्वारा प्रदान की जाने वाली असाधारण सटीकता को देखते हुए, शोधकर्ता फोविया में शंकु घनत्व और हमारे द्वारा हल किए जा सकने वाले सबसे छोटे विवरणों के बीच सीधे संबंध की जांच कर सकते हैं। साथ ही उन्होंने आंखों की छोटी-छोटी हरकतों को भी रिकॉर्ड किया। ऐसा करने के लिए, उन्होंने दृष्टि संबंधी कठिन कार्य करते समय 16 स्वस्थ प्रतिभागियों की दृश्य तीक्ष्णता को मापा। टीम ने बाद में यह निर्धारित करने के लिए रेटिना पर दृश्य उत्तेजना के पथ को ट्रैक किया कि प्रत्येक प्रतिभागी में कौन सी फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं ने दृष्टि में योगदान दिया। शोधकर्ताओं – जिनमें यूकेबी में नेत्र विज्ञान विभाग के पहले लेखक जेनी विटन भी शामिल हैं, जो बॉन विश्वविद्यालय में पीएचडी छात्र भी हैं – ने पत्र भेदभाव कार्य के दौरान प्रतिभागियों की आंखें कैसे घूमीं, इसका विश्लेषण करने के लिए एओएसएलओ वीडियो रिकॉर्डिंग का उपयोग किया।
नेत्र गति को शंकु घनत्व के अनुरूप सूक्ष्मता से समायोजित किया जाता है
अध्ययन से पता चला कि मनुष्य फोविया में शंकु घनत्व की तुलना में बेहतर विवरण समझने में सक्षम हैं। “इससे, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि फोवियल शंकु की स्थानिक व्यवस्था केवल आंशिक रूप से संकल्प तीक्ष्णता की भविष्यवाणी करती है,” हार्मनिंग की रिपोर्ट। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि आंखों की छोटी-छोटी हरकतें तेज दृष्टि को प्रभावित करती हैं: निर्धारण के दौरान, आंख की बहाव की गतिविधियों को फोविया की संरचना के साथ समन्वयित रेटिना को व्यवस्थित रूप से स्थानांतरित करने के लिए सटीक रूप से संरेखित किया जाता है। विटन बताते हैं, “बहाव आंदोलनों ने बार-बार उस क्षेत्र में दृश्य उत्तेजनाएं लायीं जहां शंकु घनत्व सबसे अधिक था।” कुल मिलाकर, परिणामों से पता चला कि केवल कुछ सौ मिलीसेकंड के भीतर, बहाव व्यवहार उच्च शंकु घनत्व वाले रेटिना क्षेत्रों में समायोजित हो गया, जिससे तेज दृष्टि में सुधार हुआ। इन बहाव आंदोलनों की लंबाई और दिशा ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
हार्मनिंग और उनकी टीम के अनुसार, ये निष्कर्ष नेत्र शरीर क्रिया विज्ञान और दृष्टि के बीच मूलभूत संबंध में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं: “यह समझने से कि तेज दृष्टि प्राप्त करने के लिए आंख कैसे बेहतर ढंग से चलती है, हमें नेत्र विज्ञान और न्यूरोसाइकोलॉजिकल विकारों को बेहतर ढंग से समझने और डिजाइन किए गए तकनीकी समाधानों को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है। मानव दृष्टि की नकल करना या पुनर्स्थापित करना, जैसे कि रेटिना प्रत्यारोपण।”
फंडिंग: इस काम को जर्मन रिसर्च फाउंडेशन (डीएफजी) के एमी नोथर प्रोग्राम द्वारा समर्थित किया गया था; कार्ल जीस फाउंडेशन (HC-AOSLO); नोवार्टिस फार्मा जीएमबीएच (ईवाईएनोवेटिव रिसर्च अवार्ड), और बॉन विश्वविद्यालय का ओपन एक्सेस पब्लिकेशन फंड।
