در یکی از خیره‌کننده‌ترین پژوهش‌های علمی سال‌های تازه، دانشمندان توانسته‌اند با منفعت‌گیری از فناوری‌های نوری و تصویربرداری پیشرفته، ساختار چشم انسان را به‌طوری تحول بدهند که توانایی‌ی دیداری جدیدی برای شرکت‌کنندگان خلق شود.

این توانایی، مشاهده‌ی رنگی می بود که در طبیعت وجود ندارد و تا بحال هیچ انسانی آن را ندیده می بود. نام این رنگ را «اُلو» Olo گذاشته‌اند؛ رنگی از طیف آبی‌سبز با درخشندگی و اشباعی شگفت‌انگیز.

در این تحقیق جسورانه، پژوهشگران به‌جستوجو آن بودند که تنها یکی از سه نوع سلول مخروطی Cone Cells در شبکیه‌ی چشم را به‌تنهایی تحریک کنند. این سلول‌ها، که به سه دسته‌ی L (حساس به نور قرمز)، M (حساس به نور سبز) و S (حساس به نور آبی) تقسیم خواهد شد، در شرایط طبیعی همیشه به‌صورت ترکیبی فعال خواهد شد. یعنی هنگامی به نوری نگاه می‌کنیم، بیشتر از یک نوع مخروط تحریک می‌شود، و مغز با تحلیل الگوهای این تحریکات، رنگ‌ها را تفسیر می‌کند.

اما سوال مهم این تحقیق این می بود: اگر بتوانیم تنها سلول‌های M را – بدون آن‌که سلول‌های L و S تحریک شوند – فعال کنیم، مغز چه رنگی را خواهد دید؟

برای جواب به این سوال، پژوهشگران سامانه‌ای زیاد دقیق طراحی کردند به نام «اُز» Oz، که نام آن الهام‌گرفته از داستان معروف «جادوگر شهر اُز» است، جایی که عینک‌های سبزرنگ علتدرک متغیری از حقیقت خواهد شد.

قدم نخست در این فرآیند، تهیه‌ی نقشه‌ی دقیق از شبکیه‌ی چشم هر شرکت‌کننده می بود. برای این منظور از فناوری زیاد گسترش یافتهای به نام «توموگرافی انسجام نوری با اپتیک تطبیقی» Adaptive Optics Optical Coherence Tomography (AO-OCT) منفعت گیری شد. این فناوری امکان مشاهده‌ی مستقیم و دقیق سلول‌های مخروطی را فراهم می‌کند و با تابش نور و تحلیل عکس العمل فیزیکی آن‌ها (تغییرات میکروسکوپی در شکل)، نوع هر سلول (L، M یا S) تشخیص داده می‌شود.

بعد از تهیه‌ی این نقشه‌ی بی‌نظیر، پژوهشگران با منفعت گیری از لیزرهای فوق دقیق و با قوت زیاد پایین (که به آن‌ها Laser Microdoses حرف های می‌شود)، تنها سلول‌های M را مقصد گرفتند. یک سامانه‌ی جستوجو‌کننده‌ی حرکات چشم در لحظه، مطمعن حاصل می‌کرد که پرتوهای لیزر به دقت بر مکان مورد نظر در شبکیه تابانده شوند، حتی وقتی که چشم به‌صورت ناخودآگاه حرکت می‌کرد.

اُلو چیست؟ رنگی خارج از فضای آشنای فهمیدن بشر

نتیجه‌ی این تحریک متمرکز، مشاهده‌ی رنگی می بود که با هیچ‌یک از رنگ‌های شناخته‌شده در طبیعت مطابقت نداشت. این رنگ، که شرکت‌کنندگان آن را «آبی‌سبز با اشباعی بی‌نظیر» توصیف کردند، در فضای سه‌بعدی رنگ با مختصات «۰.۱، ۰» تعریف می‌شود:

صفر در محور L، یعنی بدون تحریک سلول‌های قرمز

یک در محور M، یعنی تحریک کامل سلول‌های سبز

صفر در محور S، یعنی بدون تحریک سلول‌های آبی

به همین علت، نام «اُلو» Olo برای آن برگزیده شد: سخن «O» نخست، نمایانگر صفر، سخن «L» نمایانگر یک، و سخن «O» پایانی باز هم نماد صفر بودن دو مؤلفه‌ی دیگر.

شرکت‌کنندگان از آن‌چه دیده بودند حیرت‌زده شدند. برای توصیف این رنگ از قیاسی منفعت گیری کردند: نور لیزر سبز را فکر کنید، سپس درجه‌ی اشباع رنگ را چنان افزایش دهید که آن لیزر، در قیاس، رنگ‌پریده به‌نظر برسد. این سطح از شدت و غلظت رنگ، برای ذهن انسان غریبه می بود.

چرا پیش‌تر این رنگ دیده نشده می بود؟

علت آن در ساختار بنیادی بینایی ما نهفته است. سلول‌های مخروطی M در شبکیه، طیف گسترده‌ای از طول‌موج‌های نور را دریافت می‌کنند که با محدوده‌ی کارکرد سلول‌های دیگر (L و S) هم‌پوشانی دارد. به همین علت، در طبیعت هرگاه نور سبز دیده می‌شود، مخروط‌های قرمز و آبی هم تا حدی فعال خواهد شد. هیچ‌گاه نمی‌توان فقط M را تحریک کرد… مگر با سیستمی دقیق و کنترل‌شده همانند اُز.

فناوری اُز در شرایط جاری تا این مدت محدودیت‌هایی دارد. به‌علت کوچک‌بودن و تراکم زیاد سلول‌ها در مرکز شبکیه (فووه‌آ Fovea)، شرکت‌کنندگان نمی توانند مستقیماً به نقطه‌ی اُز نگاه کنند. بلکه باید به‌صورت مایل، با دید پیرامونی، ناحیه‌ی تحریک را ببینند.

این چنین، نقشه‌برداری از همه شبکیه زیاد پیچیده است. فعلاً تنها قسمت کوچکی از آن با دقت ملزوم تهیه شده است و هرگونه تحول زاویه‌ی دید، دقت لیزرها را به‌خطر می‌اندازد. برای رسیدن به توانایی‌ای روان و عمومی از اُلو، باید راه حلهایی برای ردیابی دقیق‌تر حرکات چشم و گسترش نقشه‌ی شبکیه ابداع شود.

با این‌حال، همین توانایی‌ی اولیه به‌گفتن «اثبات امکان» Proof of Concept گامی انقلابی در فهمیدن بینایی انسان محسوب می‌شود.

پژوهشگران اعتقاد دارند این روش می‌تواند در آینده برای همانند‌سازی حالت بیماری‌های چشمی، درمان یا جبران کوررنگی، و حتی تشکیل نوعی چهاررنگ‌بینی Tetrachromacy مورد منفعت گیری قرار گیرد. چهاررنگ‌بینان افرادی نادرند که به‌صورت طبیعی یک نوع سلول مخروطی اضافی دارند و می‌توانند رنگ‌هایی را ببینند که دیگران نمی توانند. فناوری اُز احتمالا بتواند این توانایی‌ی نادر را برای افراد عادی همانند‌سازی کند.

این چنین می‌توان اُز را در مدل‌سازی گسترش یافتهی بیماری‌های چشمی همانند دژنراسیون ماکولا Macular Degeneration یا رتینوپاتی دیابتی Diabetic Retinopathy به‌کار گرفت.

آیا اُلو داخل زندگی روزمره‌ی ما خواهد شد؟

هرچند دیدن اُلو توانایی‌ای بی‌نظیر است، اما فعلاً نمی‌توان انتظار داشت که نمایشگرهای تلویزیون یا تلفن‌های همراه بتوانند این رنگ را بازتولید کنند. چون این روش به تجهیزات لیزری تخصصی و اپتیکی زیاد گران‌قیمت و پیچیده نیاز دارد که قابل نصب روی ابزارهای خانگی نیست.

با این‌حال، خودِ این کشف، فهمیدن ما از رنگ، چشم، و ذهن انسان را به‌طوری بنیادین تحول می‌دهد. اُلو، احتمالا تنها رنگی باشد که نه از طبیعت الهام گرفته، و نه از ترکیب پیگمان‌ها ساخته شده، بلکه مستقیماً در آزمایشگاهی متولد شده که هدفش تنها یک چیز بوده: گشودن مرزهای ادراک.