«Βρήκαμε ότι μπορούμε να προβλέψουμε πόσο καλά μπορεί να δει κάποιος με βάση τη μοναδική δομή του πρωτεύοντος οπτικού φλοιού του», εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας Marc Himmelberg, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Κέντρο Νευρωνικής Επιστήμης και Τμήμα Ψυχολογίας του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης. «Δείχνοντας ότι η ατομική διαφοροποίηση στη δομή του ανθρώπινου οπτικού εγκεφάλου συνδέεται με την ποικιλία στην οπτική λειτουργία, μπορούμε να καταλάβουμε καλύτερα τι βασίζεται στις διαφορές στον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αντιλαμβάνονται και αλληλεπιδρούν με το οπτικό τους περιβάλλον». Όπως και με τα δακτυλικά αποτυπώματα, οι αυλακώσεις στην επιφάνεια του εγκεφάλου κάθε ατόμου είναι μοναδικά. Ωστόσο, η σημασία αυτών των διαφορών δεν είναι πλήρως κατανοητή, ειδικά όταν πρόκειται για τον αντίκτυπό τους στη συμπεριφορά, όπως στις διακρίσεις στην ικανότητά μας να βλέπουμε.
Στη μελέτη Nature Communications, ο Himmelberg και οι συν-συγγραφείς, Jonathan Winawer και Marisa Carrasco, καθηγητές στο Κέντρο Νευρωνικής Επιστήμης και στο Τμήμα Ψυχολογίας του NYU, προσπάθησαν να φωτίσουν τη συνάφεια αυτών των χαρακτηριστικών του εγκεφάλου με το πώς βλέπουμε. Ο πρωτεύων οπτικός φλοιός (V1) είναι διατεταγμένος σε έναν χάρτη της εικόνας που προβάλλεται από το μάτι. Αλλά όπως πολλά είδη χαρτών, είναι παραμορφωμένος, με ορισμένα μέρη μεγεθυμένα. «Σκεφτείτε έναν χάρτη του μετρό της Νέας Υόρκης που κάνει το Staten Island να φαίνεται μικρότερο από το Μανχάταν», εξηγεί ο Winawer. “Ο χάρτης διατηρεί κάποιο βαθμό ακρίβειας, αλλά μεγεθύνει περιοχές που είναι πιθανό να έχουν ευρύτερο ενδιαφέρον. Ομοίως, το V1 μεγεθύνει το κέντρο της εικόνας που βλέπουμε – δηλαδή εκεί που προσηλώνονται τα μάτια μας – σε σχέση με την περιφέρεια.”
Αυτό συμβαίνει επειδή το V1 έχει περισσότερο ιστό αφιερωμένο στο κέντρο του οπτικού μας πεδίου. Ομοίως, το V1 διευρύνει τις θέσεις στα αριστερά και δεξιά του σημείου όπου τα μάτια μας εστιάζουν σε σχέση με θέσεις με τις περιοχές πάνω ή κάτω, και πάλι λόγω διαφορών στη διάταξη του φλοιώδους ιστού. Χρησιμοποιώντας λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI), οι επιστήμονες χαρτογράφησαν το μέγεθος του πρωτογενούς οπτικού φλοιού (ή “V1”) περισσότερων από δώδεκα ανθρώπων. Μέτρησαν επίσης την ποσότητα του ιστού V1 που αυτά τα άτομα έχουν αφιερώσει στην επεξεργασία οπτικών πληροφοριών από διαφορετικές τοποθεσίες στο οπτικό τους πεδίο – θέσεις στα αριστερά, δεξιά, πάνω και κάτω από την εστίαση.
Οι συμμετέχοντες ανέλαβαν επίσης μια εργασία σχεδιασμένη να αξιολογήσει την ποιότητα της όρασής τους στις ίδιες θέσεις στο οπτικό τους πεδίο με τις μετρήσεις V1, για να μετρήσουν οι επιστήμονες την «ευαισθησία αντίθεσης» ή την ικανότητα να κάνουν διακρίσεις μεταξύ των εικόνων. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι οι διαφορές στην επιφάνεια V1 θα μπορούσαν να προβλέψουν μετρήσεις της ευαισθησίας αντίθεσης μεταξύ των ατόμων. Πρώτον, τα άτομα με μεγάλο V1 είχαν καλύτερη συνολική ευαισθησία αντίθεσης από εκείνα με μικρό V1 (η μεγαλύτερη επιφάνεια ήταν 1.776 τετραγωνικά χιλιοστά [mm2] και η μικρότερη ήταν 832 mm2). Δεύτερον, τα άτομα των οποίων το V1 είχε περισσότερο φλοιώδη ιστό – που επεξεργαζόταν οπτικές πληροφορίες από μια συγκεκριμένη περιοχή στο οπτικό τους πεδίο – είχαν υψηλότερη ευαισθησία αντίθεσης σε αυτήν την περιοχή σε σχέση με εκείνους με λιγότερο φλοιώδη ιστό αφιερωμένο στην ίδια περιοχή. «Συνολικά, όσο περισσότερη τοπική επιφάνεια V1 είναι αφιερωμένη στην κωδικοποίηση μιας συγκεκριμένης τοποθεσίας, τόσο καλύτερη είναι η όραση σε αυτήν την τοποθεσία», σημειώνει ο Carrasco. «Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι οι διαφορές στην οπτική αντίληψη συνδέονται άρρηκτα με τις διαφορές στη δομή του πρωτογενούς οπτικού φλοιού στον εγκέφαλο», καταλήγει.