Мухи-дрозофилы двигают сетчаткой подобно тому, как люди двигают глазами
Новое исследование показывает, что плодовые мушки (Drosophila) эволюционировали уникальный механизм для компенсации неподвижности своих глаз: они двигают сетчаткой внутри глаз.
Открытие мышц сетчатки
Используя флуоресцентную метку для мышечных волокон, ученые обнаружили, что к каждой сетчатке мухи прикреплены две мышцы, позволяющие ей двигаться в двух измерениях. Это подтвердило анатомическую возможность таких движений.
Активное отслеживание и микродвижения
В экспериментах с фиксированной головой мухи и движущимися паттернами на LED-экране камеры зафиксировали, что сетчатка отслеживает движущиеся объекты, подобно тому, как человеческий глаз следит за мячом в теннисе.
Кроме того, при взгляде на статичную сцену сетчатка совершала целенаправленные подергивания из стороны в сторону и вверх-вниз, аналогичные микросаккадам у позвоночных. Электрофизиологические измерения показали корреляцию между этими движениями и активностью зрительных нейронов.
Функциональные гипотезы
Исследователи рассматривают две основные функции этих движений:
- Предотвращение адаптации нейронов (как у позвоночных).
- Повышение разрешающей способности зрения. Сдвиги сетчатки на долю градуса (менее пикселя) могут помочь мухе с её ~6000 фоторецепторами на глаз (против сотен миллионов у человека) лучше различать детали, например, отличать другую муху от соринки.
Роль в восприятии глубины
Эксперименты на «беговой дорожке» с зазорами показали, что в момент преодоления препятствия мухи совершают конвергентные (скрещенные) движения сетчатки. Мухи с генетически замедленными движениями сетчатки хуже справлялись с задачей. Это указывает на возможную роль движений в стереоскопическом зрении и оценке расстояния — механизм, отсутствующий у людей.
Контекст и перспективы
Способность двигать сетчаткой ранее была известна у пауков. Открытие у дрозофил, классического модельного организма для нейробиологии, открывает новые пути для изучения общих принципов работы зрительных систем и целенаправленных действий мозга.
Исследователи планируют изучить, совершают ли мухи движения сетчатки во сне или при переключении внимания. Это открытие также может вдохновить на улучшение дизайна камер, где tiny movements сенсоров уже используются для повышения разрешения.