Pages

Adaptasi Sel Kerucut Retina Membentuk Evolusi Penglihatan Manusia

Jurnal KeSimpulan.com - Evolusi mata membentuk pandangan. Database Botswana memberi kisah sel kerucut retina bagaimana evolusi penglihatan manusia dalam kode warna.

Di savana Afrika 10 juta tahun yang lalu, nenek moyang kita terbangun ketika Matahari terbit di atas lahan kering, padang rumput, langit luas, dan pola satwa liar. Sebuah novel panorama kompleks yang mempengaruhi evolusi mata kita, demikian laporan sebuah studi terkait regulasi sel kerucut yang sensitif terhadap cahaya.

Temuan memungkinkan para peneliti untuk mengembangkan mesin dengan visi yang lebih mirip manusia yaitu efisien, akurat, dan selaras dengan alam. Retina manusia mengandung tiga jenis sel kerucut peka cahaya (respon merah, hijau, atau biru) yang disusun dalam pola mosaik.

Pola tersebut tidak acak. Penelitian sebelumnya menunjukkan retina beradaptasi dengan lingkungan hewan yang paling berkembang untuk mengekstrak informasi. Misalnya, retina ikan yang hidup di danau dengan kedalaman berbeda memiliki pola yang berbeda pula karena mereka menyesuaikan untuk mendeteksi panjang gelombang cahaya yang disaring dan terdistorsi ke tingkat yang berbeda.

Gasper Tkačik, fisikawan dari University of Pennsylvania (Penn) menyebut fenomena tersebut dengan "efficient coding hypothesis." Apakah mata manusia juga efisien? Tampaknya tidak. Langit dan laut membuat banyak pemandangan alam manusia, namun hanya 6% sel kerucut kita mendeteksi biru dan sebagian besar berada di sekitar tepi retina. Dari kerucut yang tersisa, rasio merah ke hijau bervariasi antar individu.

Untuk mengetahui mekanisme ini, Tkačik bersama dengan Vijay Balasubramanian, neurobiolog dari Penn dan rekan-rekannya, membangun database lebih dari 5000 foto resolusi tinggi yang diambil di berbagai lokasi di Botswana yaitu tempat di jantung manusia berevolusi bersama primata lain yang masih hidup. Adegan yang sama ditembak kamera pada waktu yang berbeda dengan panjang eksposur, diafragma, dan jarak yang berbeda.

Menggunakan algoritma yang telah dikembangkan pada penelitian sebelumnya tentang bagaimana sel kerucut manusia mendeteksi cahaya, para peneliti menghitung berapa banyak foton panjang gelombang yang berbeda ditangkap kamera dan bagaimana regulasi sel kerucut mengambil tempat.

Pola sel kerucut dalam retina manusia memprediksi algoritma, tim peneliti mendeskripsikan temuan ke database preprint arXiv dan laporan lain ke PLoS Computational Biology.

Sel kerucut merah dan hijau mengambil foton lebih banyak dibanding yang bisa diambil kerucut biru. Balasubramanian mengatakan ini menjelaskan mengapa mata manusia membuat kerucut biru begitu sedikit dan menempatkan mereka di sekitar pinggiran retina daripada di pusat (di mana cahaya fokus). Merah dan hijau, bagaimanapun, diangkat dengan jumlah informasi yang sama, jadi tidak ada manfaat evolusi dalam menjaga rasio yang diatur secara ketat.

Para peneliti mengatakan selain evolusi cahaya mata manusia, hipotesis coding efisien bisa membantu para peneliti mengembangkan robot yang "melihat" seperti yang kita lakukan. Saat ini, mesin penglihatan mengacu pada database gambar daripada benar-benar menerjemahkan warna dan pola seperti penglihatan manusia. Sehingga masalah muncul ketika mengenali obyek dalam konteks asing.

"Kami melompat jauh dengan mesin visi yang benar-benar serbaguna," kata Tkačik.

Database Botswana berguna sebagai standar bagi banyak peneliti untuk mempelajari persepsi visual yang tertarik dengan pengakuan kontras dan bentuk, bukan hanya warna, kata Matthias Bethge, neurosian dari Werner Reichardt Centre for Integrative Neuroscience di Tübingen, Jerman.

Apakah gambar dari Afrika dapat memberikan hasil yang sangat berbeda dari gambar di bagian lain dunia ini tidak pasti. Penglihatan manusia bekerja sama dengan baik bahkan di luar angkasa. Balasubramanian mengatakan penelitian yang akan datang mungkin menganalisis pertanyaan tersebut, apakah mata manusia dalam lingkungan yang berbeda telah diadaptasi berbeda.

Design of a Trichromatic Cone Array

Penulis :

Patrick Garrigan1
Charles P. Ratliff2,4,5
Jennifer M. Klein3
Peter Sterling4
David H. Brainard3
Vijay Balasubramanian2,4

Afiliasi :
  1. Department of Psychology, Saint Joseph's University, Philadelphia, Pennsylvania, United States of America
  2. Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania United States of America
  3. Department of Psychology, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, United States of America
  4. Department of Neuroscience, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, United States of America
  5. Department of Opthalmology, Northwestern University, Chicago, Illinois, United States of America
Penerbit : PLoS Comput Biol 6(2): e1000677, February 12, 2010

Download dan Akses : DOI:10.1371/journal.pcbi.1000677
Natural images from the birthplace of the human eye

Penulis :

Gašper Tkačik1, et.al

Afiliasi :
  1. University of Pennsylvania
Penerbit : arXiv, 4 Feb 2011

Download dan Akses : http://arxiv.org/abs/1102.0817
Vijay Balasubramanian http://www.physics.upenn.edu/~vbalasub/Home.html
Matthias Bethge http://www.cin.uni-tuebingen.de/research/research-groups/computational-neuroscience-bethge.php
UPenn Natural Image Database http://tofu.physics.upenn.edu/~upennidb/

Credit : UPenn Database http://tofu.physics.upenn.edu/~upennidb/

Artikel Lainnya:

No comments:

Post a Comment