ফোটোরসেপশন জীববিজ্ঞান

দৃষ্টি অভিযোজক ব্যবস্থা

মানব ভিজ্যুয়াল সিস্টেমটি আলোক তীব্রতার বিস্তৃত পরিসরে একটি ব্যবহারযোগ্য সংকেত সরবরাহ করতে পরিচালিত করে। যাইহোক, কিছু চোখ হালকা বা অন্ধকার পরিস্থিতি মোকাবেলায় অপটিকভাবে আরও ভাল মানিয়ে যায়। উদাহরণস্বরূপ, নিশাচর মথের সুপারপজিশন চোখ ডুরানাল প্রজাপতিগুলির চোখের চোখের চেয়ে হাজার গুণ বেশি সংবেদনশীল হতে পারে। কশেরুকা চোখের মধ্যে, চার ধরণের মেকানিজম রয়েছে যা বিভিন্ন তীব্র আলোর তীব্রতায় দৃষ্টিকে অনুমতি দেয়। এর মধ্যে আইরিস সম্পর্কিত নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া, রড এবং শঙ্কুগুলির মধ্যে তীব্রতার পরিসীমা বিভাজন, ফোটোরিসেপ্টরে সংকেত ট্রান্সডাকশন প্রক্রিয়ায় সামঞ্জস্য এবং সক্রিয় ফটোপিগমেন্ট অণুর উপলব্ধতার প্রকরণের মধ্যে রয়েছে।

দৃষ্টি এবং আলোর তীব্রতা

হালকা নিয়ন্ত্রণে জড়িত সর্বাধিক সুস্পষ্ট পদ্ধতি হ'ল আইরিস। মানুষের মধ্যে আইরিস অন্ধকারে সর্বাধিক ব্যাস 8 মিমি (0.31 ইঞ্চি) পর্যন্ত খোলে এবং সর্বনিম্ন 2 মিমি (0.08 ইঞ্চি) এ বন্ধ হয়। রেটিনার চিত্রের উজ্জ্বলতা 16 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পরিবর্তিত হয় other অন্য প্রাণীদের মধ্যে পুতুলের প্রভাব আরও বেশি হতে পারে; উদাহরণস্বরূপ, নির্দিষ্ট গেকোসে চেরা পুতুলটি বেশ কয়েকটি মিলিমিটারের বৃত্ত থেকে প্রতিটি চার পিনহোল পর্যন্ত বন্ধ হয়ে যেতে পারে, যার ব্যাস 0.1 মিমি (0.004 ইঞ্চি) বা তারও কম রয়েছে। রেটিনার উজ্জ্বলতার অনুপাত কমপক্ষে এক হাজারগুণ। এই দুর্দান্ত পরিসরের কারণ সম্ভবত গেকোর নিশাচর চোখের উজ্জ্বল দিনের আলো থেকে দৃ strong় সুরক্ষা প্রয়োজন।

মানুষের মধ্যে রডগুলি চোখের কার্যকারী পরিসরের সবচেয়ে ম্লান অংশের সাথে সম্পর্কিত এবং বর্ণের দৃষ্টি নেই। শঙ্কুগুলি উজ্জ্বল চাঁদের আলো মাত্রা নিয়ে শুরু করে এবং সমস্ত দিনের তীব্রতায় শঙ্কুগুলি কেবল একাকী দৃশ্য সংকেত সরবরাহ করে। রডগুলি বড় বৈদ্যুতিক সংকেত সহ আলোর একক ফোটনগুলিতে প্রতিক্রিয়া জানায় যার অর্থ বৈদ্যুতিক প্রতিক্রিয়াগুলি রোডোপসিন অণু দ্বারা ফোটন ক্যাপচারের স্বল্প হারে পরিপূর্ণ হয়। রডগুলি দর্শনীয় প্রান্তের প্রান্ত থেকে কাজ করে, যখন তারা প্রতি 85 সেকেন্ডে প্রায় 100 ফোটন গ্রহণ করে, ভোর এবং সন্ধ্যাবস্থার জন্য প্রতি 85 মিনিটে প্রায় এক ফোটন গ্রহণ করে। তাদের পরিসীমা বেশিরভাগের জন্য রডগুলি সিঙ্গল ফোটন ক্যাপচারগুলিকে সংকেত দিচ্ছে। শঙ্কুগুলি রডগুলির তুলনায় অনেক কম সংবেদনশীল; তারা এখনও একক ফোটনগুলিতে সাড়া দেয় তবে ফলাফল বৈদ্যুতিক সংকেতের আকারগুলি আরও ছোট। এটি শঙ্কুগুলিকে সেকেন্ডে কমপক্ষে তিনটি ফোটন থেকে শুরু করে প্রতি সেকেন্ডে এক মিলিয়নেরও বেশি কাজ করে, যা মানুষের মুখোমুখি উজ্জ্বল অবস্থার মোকাবেলায় যথেষ্ট।

যদি শঙ্কুগুলি অবিচ্ছিন্ন আলোকসজ্জার পরিবর্তনের পরিবর্তে সংক্ষিপ্ত জ্বলজ্বলে উপস্থাপিত হয়, তবে তাদের প্রান্তিকতা থেকে স্যাচুরেশন পর্যন্ত তাদের পরিসীমা ছোট is এটি প্রায় 100 এর একটি ফ্যাক্টারে হ্রাস পেয়েছে longer তবে, দীর্ঘ আলোকসজ্জা এই ধরণের প্রসারকে প্রসারিত করে দুই ধরণের পরিবর্তনকে প্ররোচিত করে। বৈদ্যুতিক সংকেত বাড়ে জৈব রাসায়নিক ট্রান্সডুসার ক্যাসকেড নিজস্ব লাভ নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা আছে, যার ফলে উচ্চ ফোটন ক্যাপচার হারে বৈদ্যুতিক সংকেতের আকার হ্রাস পায়। প্রধান প্রক্রিয়াটি নির্ভর করে যে ক্যালসিয়াম আয়নগুলি, যা সোডিয়াম আয়নগুলির সাথে ফোটোরিসেপ্টারে প্রবেশ করে, সিজিএমপির সংশ্লেষণে বাধা প্রভাব ফেলে, সোডিয়াম চ্যানেলগুলিকে উন্মুক্ত রাখে এমন অণু (উপরের কাঠামোর কাঠামো এবং ফোটোরিসেপ্টরের কার্যকারিতা দেখুন: নিউরাল ট্রান্সমিশন) । আলোর প্রভাব সিজিএমপি স্তর হ্রাস করে এবং এইভাবে ঝিল্লি চ্যানেলগুলিকে সোডিয়াম এবং ক্যালসিয়াম বন্ধ করে দেয়। আলো যদি অবিচল থাকে, তবে ফটোরিসেপ্টারে ক্যালসিয়ামের মাত্রা কমে যায়, সিজিএমপি উত্পাদনের ক্যালসিয়াম "ব্রেক" দুর্বল হয়ে যায় এবং সিজিএমপির মাত্রা কিছুটা বৃদ্ধি পায়। সিজিএমপি বর্ধিত উত্পাদন আবার ঝিল্লি চ্যানেলগুলি খুলবে। সুতরাং, একটি প্রতিক্রিয়া লুপ রয়েছে যা আলোর প্রত্যক্ষ প্রভাবের বিরোধিতা করে, এটি নিশ্চিত করে যে স্যাচুরেশন (সমস্ত ঝিল্লি চ্যানেলগুলির সম্পূর্ণ বন্ধ) ঘটে না। এর ফলে ফোটোরিসেপ্টারের কার্য সীমাটির শীর্ষ প্রান্তটি প্রসারিত হয়।

কার্যকরী চাক্ষুষ রঙ্গক অণুগুলির টার্নওভারের ধীর গতিও উচ্চ আলোর স্তরে সাড়া দেওয়ার জন্য চোখের দক্ষতা বাড়াতে সহায়তা করে। মেরুদণ্ডে অল ট্রান্স রেটিনাল, উত্পাদিত যখন কোনও ফোটন একটি রোডোপসিন অণুর 11-সিস রেটিনালকে আইডোমাইরিজ করে, রড বা শঙ্কু থেকে সরানো হয়। এটি সংলগ্ন রঙ্গক এপিথেলিয়ামে যায়, যেখানে এটি সক্রিয় 11-সিআইএস ফর্মটিতে পুনরায় জেনারেট হয় এবং ফোটোরিসেপ্টারে ফিরে যায়। গড়ে, এই প্রক্রিয়াটি দুই মিনিট সময় নেয়। আলোর স্তর যত বেশি, নিষ্ক্রিয় অল-ট্রান্স স্থিতিতে রেটিনালের অণুর সংখ্যা আরও বেশি। অতএব, আলোর প্রতিক্রিয়া জানার জন্য রডোপসিন অণু কম রয়েছে। তীব্রতা বিতরণের শীর্ষ প্রান্তে, ফোটোরিপশন স্ব-সীমাবদ্ধ হয়ে যায়, শঙ্কুগুলি কখনই প্রতি সেকেন্ডে প্রায় এক মিলিয়ন ফোটন ধরে না।