گیرنده‌های نوری: گیرنده‌های حساس به نور

گیرنده‌های نوری: پنجره‌ای به دنیای نور

نور چگونه به دیدن تبدیل می‌شود؟

برای درک گیرنده‌های نوری، ابتدا باید بدانیم فرآیند بینایی چگونه آغاز می‌شود. همه چیز با ذرات کوچکی به نام فوتون^۵ شروع می‌شود که از اجسام به چشم ما می‌تابند. این فوتون‌ها از قرنیه و عدسی چشم عبور کرده و به پرده‌ای در پشت چشم به نام شبکیه می‌رسند. شبکیه مانند فیلم یک دوربین عکاسی عمل می‌کند و گیرنده‌های نوری، سلول‌های حساس به نور در این پرده هستند.

وقتی نور به گیرنده‌های نوری برخورد می‌کند، یک واکنش شیمیایی در آن‌ها رخ می‌دهد. این واکنش شبیه به وقتی است که یک کلید را در قفل می‌چرخانید. نور، "کلید" است و مولکول‌های داخل گیرنده‌های نوری، "قفل". وقتی این قفل باز می‌شود، یک سیگنال الکتریکی کوچک تولید می‌کند. این سیگنال‌ها سپس از طریق عصب بینایی^۶ به مغز فرستاده می‌شوند و مغز ما این سیگنال‌ها را به تصویری که می‌بینیم، تفسیر می‌کند.

انواع سلول‌های گیرنده نور در چشم انسان

چشم انسان دو نوع اصلی گیرنده نوری دارد که هر کدام وظیفه خاص خود را بر عهده دارند. مانند یک تیم فوتبال که در آن برخی بازیکنان برای دفاع و برخی برای حمله هستند، این سلول‌ها نیز با همکاری هم امکان دید کامل را فراهم می‌کنند.

همانطور که در جدول می‌بینید، سلول‌های استوانه‌ای مانند دوربین‌های دید در شب عمل می‌کنند. آن‌ها بسیار حساس هستند و به ما اجازه می‌دهند در نور کم، مثلاً در یک اتاق تاریک یا زیر نور ماه، شکل کلی اجسام را ببینیم، اما نمی‌توانند رنگ‌ها را تشخیص دهند. به همین دلیل است که در شب همه چیز را به رنگ‌های خاکستری و سفید و سیاه می‌بینیم.

جادوی رنگ: چگونه سلول‌های مخروطی جهان را رنگارنگ می‌کنند

سلول‌های مخروطی مسئول دید رنگی هستند. اما چگونه این کار را انجام می‌دهند؟ پاسخ در انواع مختلف این سلول‌ها نهفته است. سه نوع سلول مخروطی داریم که هر کدام به یک محدوده خاص از رنگ‌ها حساس هستند:

• مخروطی‌های حساس به نور قرمز-نارنجی
• مخروطی‌های حساس به نور سبز
• مخروطی‌های حساس به نور آبی

مغز ما با مقایسه سیگنال‌های دریافتی از این سه نوع سلول مخروطی، میلیون‌ها رنگ مختلف را می‌سازد. برای مثال، وقتی به یک موز نگاه می‌کنید، مخروطی‌های حساس به قرمز و سبز بسیار فعال می‌شوند، اما مخروطی‌های آبی فعالیت کمی دارند. مغز شما این ترکیب سیگنال‌ها را به عنوان رنگ "زرد" تفسیر می‌کند.

گیرنده‌های نوری در جانوران: از شاهین تا پروانه

انسان‌ها تنها موجوداتی نیستند که گیرنده نوری دارند. در واقع، برخی جانوران بینایی بسیار قوی‌تر یا متفاوت‌تری نسبت به ما دارند. این تفاوت‌ها به دلیل تعداد، نوع و آرایش گیرنده‌های نوری در چشم آن‌هاست.

برای مثال، شاهینها دارای تراکم بسیار بالایی از سلول‌های مخروطی در شبکیه خود هستند. این موضوع به آن‌ها امکان می‌دهد طعمه خود را از ارتفاع بسیار بالا با وضوح فوق‌العاده‌ای ببینند. از طرف دیگر، جغدها تعداد زیادی سلول استوانه‌ای دارند که به آن‌ها بینایی عالی در شب می‌دهد.

حشراتی مانند پروانهها و زنبورها حتی می‌توانند نور فرابنفش^۱۰ را ببینند که برای انسان نامرئی است. این توانایی به آن‌ها کمک می‌کند الگوهای خاصی روی گل‌ها را ببینند که ما قادر به دیدن آن نیستیم.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ Photoreceptors: سلول‌های حساس به نور در شبکیه چشم.

^۲ Retina: پرده‌ای حساس به نور در پشت کره چشم.

^۳ Cone Cells: گیرنده‌های نوری مسئول دید رنگی در نور زیاد.

^۴ Rod Cells: گیرنده‌های نوری مسئول دید در نور کم (سیاه و سفید).

^۵ Photon: ذره‌ای بنیادی که حامل نور است.

^۶ Optic Nerve: عصبی که سیگنال‌های بینایی را از چشم به مغز منتقل می‌کند.

^۷ Blind Spot: نقطه‌ای در شبکیه که فاقد گیرنده نوری است.

^۸ Fovea: ناحیه‌ای در مرکز شبکیه با بیشترین تراکم سلول‌های مخروطی برای دید دقیق.

^۹ Wavelength: فاصله بین دو قله متوالی یک موج.

^۱۰ Ultraviolet (UV): نوعی تابش الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه‌تر از نور مرئی.

^۱۱ Dark Adaptation: فرآیند تنظیم چشم برای دید در محیط‌های کم‌نور.

^۱۲ Rhodopsin: رنگدانه نوری در سلول‌های استوانه‌ای.

^۱۳ Color Blindness: ناتوانی در تشخیص تفاوت بین برخی رنگ‌ها.