과일파리, 변화하는 빛 속에서도 선명한 시야 유지 비결 발견

Seoul요하네스 구텐베르크 마인츠 대학의 과학자들이 변화하는 빛 속에서도 선명한 시야를 유지하는 과정을 연구하며 진전을 이뤘습니다. 이들은 빛의 변화에도 불구하고 정확한 시각 인지를 가능하게 하는 신경 네트워크와 과정을 발견했습니다. 이 연구는 초파리의 시각 기제를 이해하는 데 중요한 역할을 하며, 다른 동물들의 시각 의존적 이동에도 유용할 수 있습니다.

이 연구는 초파리, 특히 Drosophila melanogaster를 대상으로 진행되었으며, 이들은 각각 800개의 작은 부분인 시구(ommatidia)로 이루어진 눈을 가지고 있습니다. 초파리가 잘 보려면 다양한 빛의 수준에 적응해야 하지만, 그들의 광수용체만으로는 이 작업을 수행할 수 없습니다. 마리온 실리스 교수와 연구팀은 초파리가 광수용체 뒤에 "이득 제어 과정"을 사용한다는 것을 발견했습니다. 이 과정은 빠르게 밝은 곳에서 어두운 곳으로 이동할 때 초파리가 선명하게 볼 수 있도록 돕습니다.

그들의 연구는 여러 가지 중요한 결과를 밝혀냈습니다:

안정적인 명암 반응에 관여하는 세포 유형을 알아내기 위해, 광수용체의 두 번째 시냅스 뒤에 있는 세포들을 분석합니다. Dm12 세포는 특정 반경 내에서 밝기 신호를 통합하는 역할을 합니다. 이를 통해 배경 밝기에 대한 최적의 반경을 예측하는 컴퓨터 모델이 제안되었습니다.

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이 발견은 곤충의 시각을 이해하는 데 도움을 주며, 인간을 포함한 포유류의 시각 작동 방식을 이해하는 단서를 제공합니다. 포유류는 유사한 뇌 구조를 가지고 있기 때문에, 이는 각기 다른 종의 시각이 어떻게 작동하는지에 대한 기본 개념을 설명할 수 있습니다.

이 연구 결과는 자율주행차의 카메라 기반 내비게이션 시스템 개선에 도움을 줄 수 있습니다. 현재 이러한 시스템은 주로 레이더나 라이다를 사용하여 다양한 조명 상황을 처리하고 있습니다. 생명체가 변화하는 빛에 어떻게 시각을 조절하는지 배운다면, 더 나은 인공 시각 시스템을 만들 수 있을 것이며, 이는 자율주행차 기술의 발전에 기여할 수 있습니다.

이 연구는 생물학과 기술이 어떻게 협력할 수 있는지를 탐구하며, 자연으로부터 배우는 것이 우리의 기술을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 예를 들어 초파리 같은 생물들이 복잡한 시각적 과제를 처리하는 방법을 이해하면, 우리의 연결된 세계에서 더 나은 시각 처리 도구를 만들 수 있습니다.