چشم مرغ؛ مشکل گشای بیماری​ها

این ماده جدید همانند کلوئیدها عمل می‌کند و انعطاف‌پذیری بالایی در برابر انتقال نور در سطح مایعات از خود بروز می‌دهد. کلوئیدها، مواد آلی یا غیر‌آلی هستند که از ذرات بسیار ریزی تشکیل شده‌اند و حالتی بین محلول و مخلوط هستند و نور را پخش می‌کنند، اما در عین این‌که کوچک‌تر از ذرات مخلوط دارند، به هیچ وجه ته‌نشین نمی‌شوند.

هنگامی که اشعه نوری هرچند باریک از میان کلوئید گازی یا مایع عبور می‌کند، میزانی از نور با کمک ذرات پراکنده ‌و موجب می‌شود باریکه نور از کنار آنها قابل رؤیت باشد. این پدیده، اثر تیندال نام دارد. ذرات پراکنده شده در یک کلوئید آنقدر کوچک هستند که نمی‌توان آنها را با میکروسکوپ نوری مشاهده کرد، اما هنگامی که نور بر اثر تیندال پراکنده می‌شود، می‌توان آنها را به‌ وسیله میکروسکوپ و به صورت نقطه‌هایی از نور مشاهده کرد.

بنا بر تحقیقات انجام شده در یک دهه گذشته، موادی با نام هایپریونیفورم خواص منحصر به فردی دارند که باعث انتقال و همین‌طور کنترل امواج نور می‌شود.

هایپر یونیفورم در طول موج‌های بلند و کوتاه عملکردی همانند کریستال‌ها از خود بروز می‌دهد. در طول موج‌های بلند و در فیبرهای کریستالی، نور بیشتر در هسته فیبر و در طول موج‌های کوتاه، در غلاف آن منتشر می‌شود. نتایج تحقیقات کریستال‌ها از آنجایی سودمند است که محبوس کردن نور در فیبر نوری معمولی و داخل هسته تو خالی امکانپذیر نیست. این ویژگی منحصر‌به‌فرد کریستال در ارتباطات فیبر نوری، فیبر لیزری و سنسورهای گازی بسیار حساس دارای کاربردهای فراوانی است.

سالواتور تورکواتو، استاد شیمی دانشگاه پرینستون در این ارتباط ‌ می‌گوید: هایپریونیفورم خواص ناشناخته بسیاری دارد. تورکواتو و فرانک استیلینجر، محققان شیمی دپارتمان دانشگاه پرینستون جزو اولین نفراتی بودند که از خواص هایپریونیفورم در سال 1381 و در مجله علمی ‌ فیزیکال ریویو‌ سخن گفتند. تورکواتو در ادامه می‌گوید: اما نکته مهمی که در این رابطه وجود دارد، این است که ما تصمیم گرفتیم اسم و حالت جدیدی به این ماده اختصاص دهیم.

وی می‌افزاید: محققان و دانشمندان در بررسی‌های اخیر خود سلول‌های حساس به نور در چشم پرندگان را مورد مطالعه قرار دادند. در مقایسه با انسان، پرندگان چشمان بزرگ‌تری دارند، به طوری که وزن دو چشم آنها از وزن مغزشان بیشتر است. قرار گرفتن چشم‌ها در دو سمت سر پرندگان شرایطی‌ ایجاد می‌کند که پرنده‌ها دید دو چشمی متمرکز اندک ولی دید تک‌چشمی گسترده‌ای داشته باشند. ماکیان به طور معمول دوربین و نزدیک‌بین نیستند، اما در محدوده پایین دید تا حد زیادی نزدیک‌بین هستند. این حالت این امکان را به پرنده می‌دهد که در حالی که در جستجوی غذاست، در حالت آماده‌باش باشد تا با نزدیک شدن کوچک‌ترین خطری فرار کند. دو نوع سلول دریافت‌کننده نور در طیور وجود دارد، یکی سلول‌های استوانه‌ای که مسئول دید در نور ضعیف هستند، و دیگری سلول‌های مخروطی که مسئول دید در روشنایی هستند‌ و‌ امکان دید رنگ‌ها را فراهم می‌کنند.

تورکواتو سپس با یانگ جیائو که دکتری مهندسی و هوافضای خود را در سال 1388 از دانشگاه پرینستون اخذ کرده، همکاری نزدیکی را آغاز کرد. تورکواتو و جیائو در یک مدل کامپیوتری، عملکردی از چشم مخروطی مرغ‌ها را شبیه‌سازی کردند تا به نتایج بهتری دست یابند.

در این تحقیقات مشخص شد نقطه‌ای به اسم محوطه ممنوع در اطراف تمام مخروط‌ها وجود دارد که سایر مخروط‌ها نمی‌توانند به آن وارد شوند. این وجه تمایز باعث تفاوت در نوع مخروط‌ها می‌شود: بی‌نظمی‌های یکنواخت در فواصل طولانی. تورکواتو در ادامه می‌گوید: مخروط‌ها دارای اندازه‌های مختلفی هستند و بسادگی نمی‌توان از یک کریستال به کریستال دیگری رفت.

بی‌نظمی در هایپریونیفورم‌ها می‌تواند راه‌حل بسیار موثری باشد. محققان در ادامه تحقیقات خود، ماده دیگری با نام مولتی ـ هایپریونیفورم را کشف کردند که جزو عوامل سازنده و تنظیم‌کننده هایپریونیفورم‌ها محسوب می‌شود. زمانی که مخروط‌های یکسان قابلیت اتصال به دیگری را نداشته باشند، مولتی هایپریونیفورم‌ها به نقاط محوطه‌ممنوعه متصل می‌شوند تا این ارتباط ادامه یابد.

تورکواتو در ادامه تحقیقات می‌گوید: شما به تنهایی می‌توانید به هر یکی از مخروط‌ها فکر کنید و هریک از مخروط‌ها به تنهایی یک هایپریونیفرم است. به این معنا که اگر رنگ قرمز را از سطح بینایی و سلول‌های عصبی حذف کنیم، باز هم هنوز یک هایپریونیفورم داریم. اگر در ادامه باز هم رنگ آبی را حذف کنیم، شما باز هم یک هایپریونیفورم دارید. این سیستم براستی سیستم منحصر به فردی است که تاکنون همانند آن دیده نشده و گاهی اوقات توصیف برخی ‌عملکردهای این سیستم بسیار دشوار است.

رمی درفوس، یکی از محققان دانشگاه مرکز ملی تحقیقات علمی و شیمیایی فرانسه معتقد است تحقیقات دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا می‌تواند کشف بزرگی در سیستم بیولوژیکی محسوب شود. وی در ادامه می‌گوید‌: من معتقدم از این پس هر چه بیشتر باید به اطراف خود بنگریم. جوزف کوربو، یکی دیگر از محققانی که در این بررسی‌ها شرکت داشته معتقد است بی‌نظمی‌های موجود در چشم پرندگان و همین‌طور تفاوت در ترتیب و نوع گیرنده پرندگان می‌تواند رازی از وقایع جالب توجه و ناشناخته باشد. وی در خاتمه می‌افزاید: ما بدرستی اطلاعات صحیح و دقیقی در رابطه با چگونگی عملکرد مکانیسم سلولی و ملکولی چشم پرندگان نداریم. به همین دلیل تحقیقات تکمیلی تا روشن شدن تمام ناشناخته‌ها ادامه خواهد داشت.

spacemart / مترجم: ندا فراهانی