Võng mạc: Chiếc "cảm biến máy ảnh" trong mắt bạn hoạt động như thế nào?

Võng mạc: Chiếc "cảm biến máy ảnh" trong mắt bạn hoạt động như thế nào?

Ở đây, tất cả các thông tin trong 137 triệu tế bào cảm quang sẽ được tổng hợp lại. Tâm trí bạn sẽ tái tạo lại chúng thành các hình ảnh của thế giới bên ngoài. Lúc này, bạn mới thực sự có thể "thấy" được chúng.Khi bạn đọc bài báo này, võng mạc trong mắt bạn đang hứng ánh sáng phát ra từ những dòng chữ trên màn hình điện thoại để tạo ra ảnh ngược của chúng. Não bộ sau đó mới giải mã từng ký tự, ghép chúng lại với nhau theo thứ tự lộn lại để giúp bạn hiểu những gì tôi đang viết.Đó là lời giải thích đơn giản cho cách mà thị giác hoạt động. Nhưng chúng ta hãy thử đi sâu hơn một chút: Ánh sáng được tạo thành từ photon, những gói năng lượng nhỏ bé rời rạc truyền trong không gian dưới dạng sóng. Các photon đó tương tác với một loại tế bào thần kinh chuyên biệt cao trong võng mạc của bạn - được gọi là cơ quan thụ cảm ánh sáng. Và bằng cách nào đó, năng lượng ánh sáng lại được chuyển đổi thành ‘ngôn ngữ’ điện thần kinh mà não của bạn có thể hiểu. Rốt cuộc quá trình phức tạp đó đã xảy ra như thế nào? Điều gì thực sự diễn ra trong võng mạc của bạn?Các giác quan đều hoạt động theo các định luật vật lýVề cơ bản, cả 5 giác quan của chúng ta đều hoạt động chính xác theo những định luật vật lý. Chúng tiếp nhận một số dạng năng lượng từ môi trường ngoài và chuyển đổi nó thành một tập hợp tính hiệu thần kinh mà não bộ có thể giải thích và hiểu được. Đây là cách bộ não lấy thông tin từ thế giới bên ngoài để đánh giá rủi ro và đưa ra quyết định, chỉ đạo hệ vận động của bạn phản ứng với môi trường để sinh tồn và phát triển. Hãy lấy ví dụ, xúc giác thực ra là sức nén cơ học lên da của bạn, hoặc cảm nhận nhiệt độ trong trường hợp bạn sờ vào một ngọn lửa. Tay bạn sẽ ngay lập tức rụt lại để giúp bạn được an toàn. Khi bạn đang đi đường và nghe thấy một tiếng còi xe gấp gáp phía sau mình, các sóng âm thanh là sự dao động của phân tử không khí đã làm rung động màng nhĩ trong tai, truyền tín hiệu thần kinh về não bộ và não bộ chỉ đạo chân của bạn nhảy tránh sang một bên. Vị giác và khứu giác liên quan đến quá trình truyền các hóa chất có mùi. Các phân tử trong thực phẩm tương tác với các thụ thể trên lưỡi của bạn giúp não của bạn hiểu được vị của chúng. Trong khi các phân tử đi vào mũi được hiểu là mùi. Nhũng mùi vị lạ và khó chịu là thứ giúp bạn biết thức ăn đã hỏng và không thể ăn được.Thị giác thì hoạt động với một võng mạc ở phía sau nhãn cầu của bạn – nhưng nó thực chất là những tế bào thần kinh kéo dài tới từ não.Đúng vậy, võng mạc là một tấm giấy mỏng chứa các đầu mút thần kinh chuyên biệt cao về mặt chức năng và tế bào. Chúng kết nối với phần còn lại của não qua các dây thần kinh thị giác, mỗi mắt có một sợi dây này làm việc như một tuyến cáp quang băng thông cao. Khi các photon ánh sáng đi vào mắt qua đồng tử, chúng được hội tụ lại trên thủy tinh thể rồi truyền ảnh ngược vào trong như một thấu kính lồi. Ảnh này thường sẽ tập trung trên võng mạc nếu nó nằm ngoài võng mạc thì bạn có thể đã bị cận thị hoặc viễn thị. Thứ bạn cần lúc này là một cặp kính để bổ sung thêm các lớp quang học điều chỉnh sự bẻ cong của ánh sáng, giúp tiêu điểm đưa ảnh trở lại đúng võng mạc của bạn. Chỉ có vậy, bạn mới có thể nhìn rõ. Truyền quang: Từ photon ánh sáng đến tín hiệu thần kinh Bây giờ, khi các photon đã tới được võng mạc, các tế bào sẽ hấp thụ chúng và chuyển năng lượng ánh sáng thành tín hiệu điện hóa thông qua quá trình truyền quang (phototransduction). Nhưng năng lượng của mỗi photon được đặc trưng bởi bước sóng của nó. Bước sóng càng ngắn, lượng năng lượng - hoặc cú đấm mà chúng tác động lên võng mạc càng lớn. Cụ thể ở đây, tế bào thần kinh thụ cảm quang là nơi tiếp nhận cú đấm của các photon này. Trong các tế bào đó lại có một phân tử chuyên biệt gọi là photopigment. Đây là phân tử có khả năng tương tác với các photon. Bản thân photopigment lại chia làm nhiều loại, mỗi loại chỉ phản ứng mạnh nhất với các photon của một bước sóng cụ thể và hấp thụ photon của các bước sóng khác ít hơn. Bước sóng thì lại liên quan đến màu sắc ánh sáng, do đó, có thể hiểu một số photopigment chính là những phân tử giúp bạn cảm nhận màu sắc. Các bước sóng càng khác lệch với độ hấp thụ của photopigment, chúng càng hấp thụ kém tạo ra một đường cong dạng hình chuông gọi là phổ hấp thụ màu. Khi một photon ánh sáng được hấp thụ bởi một phân tử photopigment trong một tế bào cảm quang, năng lượng trong photon giống như một cú đấm sẽ phá vỡ liên kết hóa học trong photopigment. Nó thay đổi dòng ion tự nhiên đang chảy ra chảy vào tế bào cảm quang khiến tế bào trở nên siêu phân cực. Trạng thái siêu phân cực của tế bào cảm quang ức chế một chất dẫn truyền thần kinh gọi là glutamate. Nồng độ của nó giảm dẫn đến một chuỗi phản ứng chạy từ võng mạc đến vùng não bộ xử lý hình ảnh và nói với nó tín hiệu về kích thích ánh sáng. Ở đây, tất cả các thông tin trong 137 triệu tế bào cảm quang sẽ được tổng hợp lại. Tâm trí bạn sẽ tái tạo lại chúng thành các hình ảnh của thế giới bên ngoài. Lúc này, bạn mới thực sự có thể "thấy" được chúng.Một điều thú vị, đó là mọi thứ mà bạn nhìn thấy ngay lúc này, một tíc tắc trước hay sau đó luôn bắt đầu bằng một cú đấm của photon vào photopigment trong tế bào cảm quang. Điều đó có nghĩa là photopigment giống như một bịch bông phải hứng chịu hàng tỷ tỷ cú đấm mọi lúc. Ngay sau khi một photon kích hoạt nó, một phân tử protein được gọi là arrestin sẽ che chắn photopigment lại, chờ đến khi một cú đấm khác từ photon tới và bắt đầu lại các chu trình hóa học như cũ. Có thể hiểu arrestin giống như những màn trập đang làm việc với tốc độ hàng tỷ tỷ lần đóng mở mỗi giây. Trên thực tế, không một chiếc máy ảnh kỹ thuật số nào ngoài đời thực thực hiện được thao tác này mà không bị hỏng. Arrestin làm được điều đó bởi số lượng của chúng, có hàng triệu phân tử này trong một tế bào cảm quang, sẵn sàng che chắn cho photopigment. Nó giống như một cái ao chứa đầy bèo hoa dâu. Mỗi khi bạn ném một viên đá xuống đó, bèo sẽ giãn ra rồi đóng ngay lại để che chắn mặt nước. Video giải thích quá trình truyền quang xảy ra trong một tế bào cảm quang, cụ thể là tế bào hình que, chứa các photopigment thuộc loại rhodopsin.Tốc độ của màn trập trong mắt cao là vậy, nhưng đáng tiếc là các tín hiệu thần kinh truyền từ tế bào cảm quang về não lúc nào cũng bị trễ. Bạn có thể tìm hiểu điều đó ở bài viết này: "Suy nghĩ chạy trong đầu bạn với vận tốc 180km/h, nhưng vẫn chưa đủ nhanh để con người thoát khỏi cảnh giật lag".Cũng do sự trễ của thông tin thị giác nên nên mắt người chỉ có thể nhìn được thể giới bên ngoài ở khoảng làm mới 75 FPS – hay 75 khung hình mỗi giây. Bạn có thể đọc kỹ hơn về cách các nhà khoa học tìm ra con số đó trong bài viết: "FPS của thực tại mà chúng ta đang sống là bao nhiêu?".Trên đây là những giải thích sâu hơn về cách mà võng mạc, hay chiếc cảm biến máy ảnh trong mắt của bạn đang hoạt động. Thật thú vị phải không? Tham khảo Forbes

Châu Âu thừa nhận quá 'ngây thơ' khi thuê gia công chip

Châu Âu thừa nhận quá 'ngây thơ' khi thuê gia công chip

Ông Thierry Breton - Ủy viên Liên minh châu Âu (EU) cho rằng cựu lục địa đã quá ngây thơ khi thuê gia công chip trong những thập kỷ gần đây.

thanhnien.vn
Tạm biệt A-mount: Sony ngừng sản xuất máy ảnh DSLR cuối cùng của mình

Tạm biệt A-mount: Sony ngừng sản xuất máy ảnh DSLR cuối cùng của mình

Chắc nhiều người sẽ tự hỏi rằng: Sony có cả máy ảnh DSLR sao?

genk.vn
'Cơn sốt' chip toàn cầu đẩy xuất khẩu của Đài Loan đạt kỷ lục

'Cơn sốt' chip toàn cầu đẩy xuất khẩu của Đài Loan đạt kỷ lục

Nhu cầu trên thế giới về chất bán dẫn, được thúc đẩy bởi 5G và máy tính hiệu suất cao, vẫn không có dấu hiệu giảm bớt khi tốc độ đơn đặt hàng xuất khẩu của Đài Loan tiếp tục tăng trong tháng thứ năm liên tiếp.

thanhnien.vn
Quan điểm: Đam mê sở hữu máy ảnh không có gì sai và đừng quan tâm đến lời gièm pha từ người khác

Quan điểm: Đam mê sở hữu máy ảnh không có gì sai và đừng quan tâm đến lời gièm pha từ người khác

Nhiếp ảnh có 2 mặt là nghệ thuật và thiết bị, và bạn có thể yêu cả 2 thì cũng chả sao cả!

genk.vn
Từ 8.5 triệu, có ngay 5 combo máy ảnh 'căng đét' cho 'người chơi hệ ví mỏng'

Từ 8.5 triệu, có ngay 5 combo máy ảnh 'căng đét' cho 'người chơi hệ ví mỏng'

Nhiếp ảnh chỉ đắt đỏ khi bạn không biết tới những lựa chọn "rẻ mà tuyệt vời" này!

genk.vn
8 thực phẩm cực kỳ có hại cho não bộ

8 thực phẩm cực kỳ có hại cho não bộ

Một số loại thực phẩm rất có hại cho não bộ, làm suy giảm trí nhớ và bào mòn sự minh mẫn của bạn.

soha.vn
Thêm nạn nhân của cuộc khủng hoảng chất bán dẫn toàn cầu

Thêm nạn nhân của cuộc khủng hoảng chất bán dẫn toàn cầu

Cuộc khủng hoảng chất bán dẫn toàn cầu đã lan rộng đến mức vòng trở lại điểm đầu là ngành công nghiệp làm ra công cụ sản xuất chip.

thanhnien.vn
Suy nghĩ chạy trong đầu bạn với vận tốc 180km/h, nhưng vẫn chưa đủ nhanh để con người thoát khỏi cảnh giật lag

Suy nghĩ chạy trong đầu bạn với vận tốc 180km/h, nhưng vẫn chưa đủ nhanh để con người thoát khỏi cảnh giật lag

Nghiên cứu cho thấy tốc độ phản ứng với chân phanh của phụ nữ chậm hơn trung bình 30 mili giây so với nam giới. Cùng đi ở vận tốc 60 km/h, quãng đường phanh của họ sẽ dài hơn 0,5 m.

genk.vn
Con người có thể 'thần giao cách cảm' bằng công nghệ chip não của Elon Musk

Con người có thể 'thần giao cách cảm' bằng công nghệ chip não của Elon Musk

Chữa các bệnh thần kinh, giao tiếp bằng ý nghĩ, tăng cường trí thông minh... là những điều mà chip não của Neuralink có thể đem đến cho con người nếu như dự án thành công.

thanhnien.vn

"Cái ôm thời dịch COVID-19" trở thành tác phẩm đạt Giải ảnh báo chí của năm 2021

Một bức ảnh cảm động và cũng mang đầy tính thời sự.

genk.vn
Các tin khác
a
Xem thêm
Góc nhìn VNREVIEW
Tin mới nhất
Đọc nhiều nhất Phản hồi nhiều nhất

1 Ứng dụng gọi xe Be mở lại dịch vụ giao hàng và đi chợ hộ tại TP.HCM

Điểm tin tuần