اگرچه جاندارانی مانند «مارماهی دهانگرد اقیانوس آرام» (Pacific lamprey) و «موشکور دماغستارهای» (star-nosed mole) بدون بهرهمندی از بینایی در جهان حرکت میکنند، اما بیشتر موجودات طوری تکامل یافتهاند که اطلاعات را از طریق نور و رنگ تفسیر کرده و با هم ارتباط برقرار کنند. برخی از جانداران به لطف بینایی رنگی، از نمایشهای باشکوه، تکنیکهای پیچیده استتار، رفتارهای حمله هماهنگشده و موارد دیگر برخوردار شدهاند. همانطور که مشخص شده است، بسیاری از حیوانات نیز بر اساس سازگاریهای بینایی خاص خود، زبانهای تصویری منحصربهفردی دارند.
ما میدانیم آنچه «نور مرئی» مینامیم، تنها بخش کوچکی از طیف الکترومغناطیسی است. مناظر و رنگهایی که ما انسانها میبینیم، توسط سیستم بینایی ما، بهویژه سلولهای گیرنده نور در چشمهایمان که به عنوان سلولهای استوانهای و مخروطی شناخته میشوند، تعریف میشوند. با این حال، حیوانات مجموعههای متفاوتی از این سلولهای استوانهای و مخروطی را دارند. برخی بیشتر دارند (مانند میگوی مانتیس) و برخی دیگر کمتر (مانند سگها). در نتیجه، گونههای دیگر جهان را به معنای واقعی کلمه متفاوت از ما میبینند. این موضوع فقط به رنگها محدود نمیشود؛ برخی از حیوانات میتوانند فراتر از ادراک انسان را ببینند، مانند دید فرابنفش (UV) که در گوزنهای شمالی، عنکبوتهای جهنده و حیوانات دیگر یافت میشود.
بسیاری از ما، در برههای از زمان، این سوال برایمان پیش آمده است که آیا رنگهایی که ما میبینیم همان رنگهایی هستند که دیگران میبینند یا خیر. این سوالی است که شاید پاسخ دادن به آن غیرممکن باشد. احتمالاً با قطعیت کامل نمیتوان از دریچه چشم شخص دیگری دنیا را دید، اما گزارشی که در مجله PLOS Biology منتشر شده است نشان میدهد که دانشمندان در بازسازی تجربه بینایی گونههای دیگر با سیستمهای بینایی کاملاً متفاوت، به پیشرفتهایی دست یافتهاند.
نگاهی نو به بینایی حیوانات
دانشمندان از مدتها قبل تا حدودی قادر به بازسازی بینایی حیوانات بودهاند، اما این کار با محدودیتهای جدی همراه بود. پژوهشگران از طریق فرآیندی که به عنوان «عکاسی چند طیفی» (multispectral photography) شناخته میشود، نور را در یک طیف وسیع ثبت میکنند و دادههایی فراتر از محدوده بینایی انسان جمعآوری مینمایند. سپس دانشمندان میتوانند آن تصاویر را فیلتر کنند تا تصویری تقریبی از آنچه یک حیوان میبیند را بازسازی کنند. این روش به خوبی کار میکند، اما معمولاً به تصاویر ثابت و شرایط نوری بسیار خاصی نیاز دارد.
با این حال، یک تیم چندرشتهای که عمدتاً از دپارتمانهای زیستشناسی، علوم کامپیوتر و آمار دانشگاه جورج میسون گرد هم آمدهاند، به رویکرد جدیدی برای بازسازی آنچه حیوانات میبینند دست یافتهاند. این سیستم که با همکاری همکارانی از دانشکده علوم زیستی دانشگاه ساسکس، دانشکده علوم محیطی دانشگاه گوئلف و آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی ایالات متحده توسعه یافته است، روی تصاویر متحرک (ویدیو) کار میکند. این سیستم این کار را با در نظر گرفتن ویژگیهایی مانند حرکت در میدان دید، نورپردازی، بازتابش و حساسیت گیرندههای نوری انجام میدهد؛ آن هم بدون نیاز به سختافزارهای سفارشی و گرانقیمت.
دانشمندان چگونه بینایی حیوانات را با فناوریهای آماده و موجود در بازار بازسازی کردند؟
اگرچه نتایج حاصل از این کار بسیار پیشرفته و مدرن است، اما سختافزار به کار رفته در آن نسبتاً معمولی است. این سیستم با استفاده از قطعات آماده موجود در بازار ساخته شده است، از جمله دوربینهای سونی a6400 و یک لنز آگراندیسور ۸۰ میلیمتری f/5.6 EL-Nikkor که در یک بدنه چاپشده با پرینتر سهبعدی قرار گرفته است. سختافزار اضافی شامل یک «پرتوشکن» (beam splitter) است که نور فرابنفش را از نور مرئی جدا کرده و دو سیگنال را به دوربینهای مستقل میفرستد. این سیستم علاوه بر فرابنفش، اطلاعات بصری را در کانالهای آبی، سبز و قرمز نیز بهطور همزمان ثبت میکند.
نور پس از عبور از لنز با یک پرتوشکن دورنگ (dichroic beam splitter) برخورد میکند که نور با طول موج کوتاه کمتر از ۴۲۵ نانومتر را بازتاب میدهد. سپس آن نور از فیلتری عبور میکند که فقط طول موجهای کمتر از ۳۹۰ نانومتر را از خود عبور میدهد. در نهایت، این نور به دوربینی میرسد که برای ثبت نور فرابنفش تغییر یافته است. در همین حال، نور مرئی با طول موج بین حدود ۴۲۵ تا ۷۲۰ نانومتر از پرتوشکن عبور کرده و توسط دوربین دوم ثبت میشود. سپس این دادههای بصری با حساسیتهای بینایی شناختهشده حیوانات مختلف مطابقت داده میشوند تا نتایجی مشابه آنچه آنها ممکن است واقعاً تجربه کنند، بازسازی شود.
توانایی به تصویر کشیدن جهان به همان صورتی که توسط گونههای دیگر درک میشود، میتواند به ما در درک لایههایی از تجربه کمک کند که پیش از این کمتر مورد توجه قرار گرفته بودند؛ مانند روشی که شرایط نوری مختلف بر بینایی گونههای مختلف تأثیر میگذارد. این دستاورد علاوه بر تحقیقات علمی، میتواند در صنعت سرگرمی مانند فیلمسازی و مستندهای حیات وحش نیز کاربرد داشته باشد و به فیلمسازان اجازه دهد تا زاویه دید یک حیوان را با دقت بیشتری به تصویر بکشند.
منبع: Slashgear
