تیمی از دانشمندان موفق شده‌اند روشی واقعی ابداع کنند که نحوه دید ما نسبت به رنگ را تغییر می‌دهد. این متخصصان صرفاً در حال بهبود رنگ‌های موجود نیستند، بلکه رنگی را به انسان‌ها نشان می‌دهند که به‌طور طبیعی در دنیای اطراف ما وجود ندارد.
این رنگ، سایه‌ای آبی-سبز بسیار زنده و عمیق است که بینندگان آن را چیزی کاملاً متفاوت و بی‌سابقه توصیف کرده‌اند.
در همین رابطه بخوانیم: کشف رنگ جدید «Olo» توسط دانشمندان؛ گامی نو در درک بینایی انسان
فناوری «Oz»: دیدن رنگی تازه با کمک لیزر
معرفی سیستم جدید از دانشگاه برکلی
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، روش جدیدی به نام «Oz» معرفی کرده‌اند. این فناوری با استفاده از پرتوهای دقیق نور لیزر، سلول‌های گیرنده نور در شبکیه چشم را فعال می‌کند و تجربه‌ای کاملاً نو در دید رنگی ایجاد می‌نماید.
رنگ حاصل از این روش که با نام «olo» شناخته می‌شود، پیش از این هرگز توسط چشم انسان دیده نشده است.
«احساس دیدن آن مثل رنگی بسیار اشباع‌شده از طیف سبز-آبی بود… رنگ‌های طبیعی اشباع‌شده در برابر آن کم‌رنگ به نظر می‌رسیدند.»
— آستین رودا، استاد اپتومتری و علوم بینایی، دانشگاه برکلی
لیزر و بینایی رنگی انسان
سیستم «Oz» قادر است تا ۱۰۰۰ سلول مخروطی در چشم را به‌طور هم‌زمان هدف قرار داده و تحریک کند. این توانایی باعث می‌شود تا کاربر رنگ olo را به همراه اشکال، خطوط، حرکت و حتی تصاویر قابل‌تشخیص مانند نوزادان یا ماهی‌ها، در بخشی کوچک از میدان دید خود ببیند.
«نام Oz را انتخاب کردیم چون احساس می‌کردیم مثل سفری به سرزمین اوز است، برای دیدن رنگی درخشان که پیش از این هرگز دیده نشده بود.»
— جیمز کارل فنگ، دانشجوی دکترا در مهندسی برق و علوم رایانه
این سیستم از روشی بسیار دقیق برای هدایت پالس‌های میکروسکوپی نور سبز لیزری روی شبکیه استفاده می‌کند. با کنترل نوع تحریک سلول‌های گیرنده نور (S، M یا L)، عملاً رنگ‌ها با دقتی در مقیاس سلولی ساخته می‌شوند.
معمای بینایی رنگی: چرا olo خاص است؟
عملکرد سلول‌های مخروطی چشم
انسان‌ها رنگ را از طریق سه نوع سلول مخروطی می‌بینند:
- S: حساس به طول موج‌های کوتاه (آبی)
- M: حساس به طول موج‌های میانی (سبز)
- L: حساس به طول موج‌های بلندتر (قرمز)
اما مشکل اینجاست که سلول‌های M و L، حدود ۸۵٪ هم‌پوشانی در دامنه تحریک دارند. به همین دلیل، با نور طبیعی نمی‌توان فقط سلول‌های M را تحریک کرد.
«هیچ طول موجی در جهان وجود ندارد که فقط سلول‌های M را تحریک کند.»
— رن نگ، استاد دانشگاه برکلی
او و رودا برای پاسخ به این پرسش که “اگر فقط سلول‌های M تحریک شوند، چه خواهیم دید؟” با هم همکاری کردند و این فناوری را برای هدف‌گیری هزاران سلول توسعه دادند.
نمایشگر مینیاتوری رنگ‌های خیالی
آغاز پروژه و توسعه نرم‌افزار
پروژه Oz در سال ۲۰۱۸ آغاز شد. جیمز فنگ نرم‌افزاری طراحی کرد که تصاویر دیجیتال را به سیگنال‌های میکرو لیزر ترجمه می‌کند. اما برای ارسال این سیگنال‌ها، ابتدا باید نقشه‌ای دقیق از چیدمان سلول‌های مخروطی چشم فرد تهیه می‌شد.
همکاران آن‌ها در دانشگاه واشنگتن، سیستمی نوری برای تصویربرداری و شناسایی این سلول‌ها فراهم کردند. پس از تهیه نقشه، Oz فقط زمانی پالس‌ها را ارسال می‌کرد که پرتوی لیزر دقیقاً با سلول‌های هدف هم‌راستا باشد.
با اینکه لیزر فقط سبز است، تحریک ترکیبی سلول‌های S، M و L می‌تواند طیف کاملی از رنگ‌ها را تولید کند. اگر تمرکز روی M باشد، رنگ olo خلق می‌شود.
آزمایش و توصیف رنگ جدید
olo: آبی-سبزی فراتر از تصور
در آزمایش، پنج شرکت‌کننده از جمله رودا و نگ، رنگ جدید را مشاهده کرده و آن را با سایر رنگ‌ها مقایسه کردند. همه آن را بسیار اشباع‌شده، آبی-سبز و بی‌نظیر توصیف کردند.
«حتی رنگ‌های تک‌طیفی مثل لیزر سبز هم در برابر olo کم‌فروغ بودند.»
— آستین رودا
هانا دویل، دانشجوی دکترا که رهبری آزمایش‌ها را برعهده داشت، تأکید می‌کند اگر لیزر اندکی منحرف شود و به‌جای سلول‌های M، سلول‌های تصادفی را تحریک کند، رنگ olo فوراً از بین می‌رود.
«در حالت عادی رنگ لیزر حتی به زردی می‌زند، آن‌قدر که تفاوتش با olo زیاد است.»
— هانا دویل
کاربردهای نو در مطالعه بینایی
کمک به درک بهتر اختلالات بینایی
سیستم Oz فقط یک شعبده بصری نیست. این فناوری می‌تواند به شبیه‌سازی دقیق بیماری‌های بینایی کمک کند. به‌عنوان مثال، می‌توان با غیرفعال کردن هدفمند سلول‌ها، از دست رفتن بینایی را در افراد سالم شبیه‌سازی کرد.
«یکی از کاربردهایی که در حال بررسی آن هستم، استفاده از این روش برای شبیه‌سازی از دست رفتن سلول‌های مخروطی است.»
— هانا دویل
همچنین، این فناوری ممکن است راهی برای افزایش دامنه دید رنگی در افراد دچار کوررنگی یا حتی ایجاد توانایی دید چهاررنگی (Tetrachromacy) باشد.
«فهمیدیم که می‌توان تجربه بینایی را صرفاً با تحریک سلول‌ها بازسازی کرد – بدون نیاز به تصویر خارجی.»
— آستین رودا
او در پایان می‌افزاید:
«پرسش این است که اگر سیگنال‌های جدیدی وارد مغز کنیم، آیا می‌تواند آن‌ها را درک کند؟ من معتقدم مغز انسان توانایی فوق‌العاده‌ای برای درک ورودی‌های تازه دارد.»
نتیجه‌گیری
این دستاورد نه‌تنها پنجره‌ای به رنگی نو گشود، بلکه راه را برای تحولی در درک بینایی، اختلالات آن و حتی گسترش مرزهای ادراک انسان باز کرد.
مطالعه کامل این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.
