Visuaalisen informaation käsittely mikrovillaarisissa fotoreseptoreissa

Kaamoksen keskelläkin näköaisti ja sen hermosolut tuottavat meille eli aivoillemme runsaasti tietoa ympäristöstämme. Oulun yliopiston biolääketieteen fysiikan tutkimusryhmässä nano- ja molekyylisysteemien (NANOMO) fysiikan tutkimusyksikössä on jo pitkään tutkittu näköaistin tiedonkäsittelyä ja kykyä kuljettaa tietoa hermosoluissa. Näköaistin hermosolujen toiminta ja tiedonkäsittely perustuvat kykyyn tuottaa soluja pitkin eteneviä sähkösignaaleja, joihin valon ympäristöstä tuoma tieto koodataan.
Väitöskirjatyössä tutkittiin ja mitattiin hyönteisten näköaistin hermosolujen sähkösignaaleja. Työssä kehitettiin uusia erityisesti näköaistille soveltuvia menetelmiä arvioida hermosolujen sähkösignaalien kuljettaman informaation määrää paremmin ja luotettavammin. Näiden menetelmien antamia arvioita kuljetetun tiedon määrästä vertailtiin myös vanhempien menetelmien antamiin arvoihin.

Havaittiin, että näköaistin hermosolut kykenevät kuljettamaan tietoa suurista valon kirkkauden vaihteluista, kun puolestaan tiettyä kynnysarvoa pienempiä kirkkauden muutoksia ei koodata. Lisäksi todettiin, että kehitetyt uudet menetelmät korjaavat joitakin vanhojen menetelmien tuottamia virheitä ja antavat täten tarkempia arvioita tiedon määrästä.

Yleisesti voidaan todeta, että hyönteisten näköaistin hermosolut ovat evoluutionsa kuluessa sopeutuneet näkemään ja keräämään tietoa ympäristön valaistuksen suurista vaihteluista, mutta eivät pienistä kirkkauden muutoksista.

Väitöskirjatyön uudet löydökset, tulokset ja menetelmät on julkaistu johtavissa ja korkealaatuisissa hermostotutkimuksen kansainvälisissä tiedelehdissä. Tulokset sisältävät paitsi uutta tietoa aistin- ja hermosolujen toiminnasta, myös uusia menetelmiä, joiden avulla hermosolujen ja erityisesti näköaistinsolujen käsittelemää tietoa voidaan tutkia ja sen määrää mitata.