Phát hiện mới sẽ giải bí mật vì sao mắt người nhìn thấy màu - Ảnh: UNSPLASH
Một nghiên cứu công bố trên tạp chí Science cuối tháng 6 đã mở thêm cánh cửa vào "phòng máy" của mắt người. Nhóm nhà khoa học đến từ Trung Quốc, Đức và Úc lần đầu dựng được hình ảnh chi tiết của những phân tử giúp mắt phân biệt màu sắc sau khi chúng tiếp nhận ánh sáng.
Theo Đại học Quốc gia Úc, phát hiện này giúp trả lời câu hỏi căn bản trong ngành nghiên cứu thị giác: vì sao mắt người có thể dùng cùng một chất nhạy sáng nhưng lại nhận ra được nhiều màu khác nhau?
Ba nhóm tế bào giúp não nhận ra màu
Theo nhóm nghiên cứu, võng mạc là lớp mô mỏng phía sau mắt. Đây là nơi ánh sáng đi vào và được chuyển thành tín hiệu gửi lên não.
Trong võng mạc có các tế bào chuyên nhận ánh sáng. Một nhóm giúp con người nhìn trong bóng tối hoặc nơi thiếu sáng. Nhóm còn lại hoạt động mạnh vào ban ngày, giúp chúng ta nhìn rõ chi tiết và nhận ra màu sắc.
Nhóm tế bào nhận màu có thể hình dung như ba "kênh thu" khác nhau. Một kênh nhạy hơn với vùng ánh sáng thường được cảm nhận là đỏ, một kênh nhạy với vùng xanh lá, kênh còn lại nhạy với vùng xanh dương.
Khi ánh sáng từ một vật đi vào mắt, ba kênh này phản ứng ở các mức độ khác nhau. Não sẽ so sánh các tín hiệu ấy để tạo ra cảm giác về màu.
Chẳng hạn, một vật không tự "mang" màu đỏ theo nghĩa đơn giản. Ánh sáng phản xạ từ vật ấy kích thích các tế bào nhận màu trong mắt theo một tỉ lệ nhất định. Từ tỉ lệ tín hiệu đó, não diễn giải vật ấy là đỏ. Cơ chế tương tự giúp con người phân biệt hàng triệu sắc độ khác nhau trong đời sống.
Điểm khiến các nhà khoa học băn khoăn trong nhiều năm là cả ba nhóm tế bào nhận màu đều dựa vào một chất nhạy sáng có nguồn gốc từ vitamin A.
Vậy vì sao cùng một chất lại có thể giúp mắt nhận ra đỏ, xanh lá và xanh dương?
Nghiên cứu mới cho thấy câu trả lời nằm ở cách chất nhạy sáng này được "ôm giữ" bên trong từng loại phân tử cảm nhận màu. Có thể hình dung cùng một chiếc chìa khóa, nhưng được đặt trong ba ổ khóa có hình dạng hơi khác nhau.
Những khác biệt rất nhỏ ấy làm cho mỗi "ổ khóa" phản ứng mạnh hơn với một vùng ánh sáng riêng.
Khi ánh sáng chạm vào chất nhạy sáng trong mắt, nó đổi hình dạng trong tích tắc.
Sự đổi hình này giống như động tác bật công tắc, khởi động chuỗi tín hiệu từ mắt lên não. Nhờ vậy, con người mới thấy được màu sắc của thế giới xung quanh.
Mô tả nghiên cứu của nhóm trên tạp chí Science - Ảnh: SCIENCE
Mở đường hiểu rõ hơn các bệnh về mắt
Để nhìn thấy cấu trúc cực nhỏ này, nhóm nghiên cứu dùng kỹ thuật hiện đại cho phép làm lạnh mẫu rất nhanh rồi quan sát bằng kính hiển vi điện tử.
Nhờ đó, họ có thể ghi lại hình ảnh ba chiều của các phân tử cảm nhận màu trong mắt người ở trạng thái vừa được ánh sáng kích hoạt.
Trước đây, việc quan sát các phân tử này rất khó vì chúng ít, kém ổn định và khó giữ nguyên trạng thái để nghiên cứu. Đây cũng là lý do câu hỏi về cách mắt người phân định màu sắc tồn tại trong thời gian dài.
Phát hiện mới chưa tạo ra thuốc hay phương pháp chữa bệnh ngay lập tức.
Tuy nhiên, phát hiện đã cung cấp một bản đồ chi tiết để các nhà khoa học hiểu rõ hơn vì sao một số người bị rối loạn nhận biết màu, suy giảm khả năng nhìn rõ ban ngày hoặc mắc các bệnh võng mạc di truyền.
Khi biết từng phân tử trong mắt hoạt động ra sao, giới nghiên cứu có thêm cơ sở để lần theo những sai lệch có thể xảy ra. Từ đó, các hướng chẩn đoán và điều trị trong tương lai có thể được xây dựng chính xác hơn.
Sau nhiều thập kỷ, bí ẩn về cách mắt người chia ánh sáng thành màu sắc đã được mở ra ở cấp độ nhỏ nhất.
Phát hiện này cho thấy khả năng nhìn màu, tưởng như rất tự nhiên, thật ra là kết quả của một hệ thống sinh học được vận hành với độ chính xác đáng kinh ngạc.
