Ánh sáng , bóng tối vá màu sắc không thực sự tổn tại trong thế giới
chung quanh chúng ta .Những gì mà chúng ta cảm nhận được và gọi là ánh
sáng thật ra chính là kết quả hoạt động của một phan bức xạ điện từ nào đó trên các tế bào cảm giác ở võng mạc của mắt . Việc chúng ta cảm nhận được sự thay đổi liên tục của ánh sáng trong tự nhiên , việc san sinh ra các hình dạng và sự phong phú vé màu sắc rốt cục là phụ thuộc vào kiểu bức
xạ , đặc biệt là phụ thuộc vào tin số và cường độ . Ánh sáng là những phan
năng lượng vừa mang đặc tính sóng , vừa là do sự kết hợp của nhiều phan
tử nhỏ . Khi những phân tử này - gọi là quanta , quang tử lượng vào võng
mạc của mat ,chúng sẽ được các tế bào giác quan chuyên biệt bắt lấy, đó là những tế bào hình que và hình nón . Chúng ta biết rằng một quang tử
lượng biểu thị cho lượng ánh sáng nhỏ nhất có thể đủ để phát khởi một
phan ứng trong tế bào hình que đơn lẻ , kích thích các tế bào cảmgiác làm
phát sinh thông tin đi đến não . Khi không có sự nối liển trực tiếp từ mất đến não , những thông tin cẩn phải chuyển qua một số bước trung gian, liên
kết các tín hiệu từ một tế bào cẩm giác và dịch thông tin ra một ngôn ngữ mà não có thể hiểu được . Trung gian đâu tiên ở ngay chính võngmạc, được biểu thị bởi một mạng lưới đây thần kinh ching chit mà cấu trúc của nó được Y Cajal -người đoạt giải Nobel Y hoc năm 1906 tìm ra . Trong cấu trúc phức tạp này , thông tin từ một lượng rất lớn các tế bào cảm giác sẽ hội
113
tụ ở một lượng nhỏ hơn rất nhiều các sợi thần kinh thị giác và diéu này dẫn đến sự đổi kiểu của tín hiệu .
Picasso đã nói :" Đối với tôi , vẽ là tổ hợp những sự phá hủy, tôi vẽ
một họa tiết , sau đó lại xóa bỏ nó . Việc vẽ đi qua một chuỗicác biến hình
nhưng trong khi giải quyết một vấn để , không có gì mất đi cả . Ấn tượng
cuối cùng vẫn còn đó mặc dù đã sửa đổi tất cả”. Tuy nhiên , ở một người , rõ ràng là tại khâu cuối cùng sẽ xảy ra sự đánh giá lại các yếu tố nguồn
của họa tiết. Ở một mức độ nào đó , đây là sự mô tả lại những gì đã xảy ra
trong hệ thống thị giác . Một hình ảnh của thế giới bên ngoài được ghi nhận
thee cách tương tự như nó được ghi nhận trên cuộn phim của máy quay.
Những hình ảnh rơi xuống trên bức tranh ghép mảnh được qui định rất chặt
chẽ gồm các tế bào cảm quang sẽ bị phân hủy vì những dạng tế bào khác nhau sẽ chịu trách nhiệm những phan và chất lượng khác nhau của hình
ảnh. Sau đó , dữ liệu ban đầu sẽ được mang di cùng với nhau trong lưới tế bào thần kinh mà ở đó xảy ra một quá trình xử lý thông tin , ảnh hưởng
không chỉ đến phép cộng mà còn cả phép tr . Việc mô tả thông tin như vậy giúp đánh giá lại những hình ảnh từ võng mạc . Phải chăng diéu này có
ý nghĩa rằng chúng ta không thể đáp lại những gì mắt nói với chúng ta ?
Không , không có nghĩa rằng có sự phù hợp hoàn loàn giữa kích thích bên
ngoài với sự hình thành cảm giác mà là vài nét nổi bật của bức tranh mang ý nghĩa tâm lý và sinh lý sẽ được nhấn mạnh . Có sự tăng thêm nét tương phân đến nỗi các hình dạng nổi bật lên , rõ hơn, mầu sắc được phóng đại và cử động được làm nổi bật lên .
114
Hiện nay , chúng ta đã biết rõ cơ chế gây ra phản ứng của ánh sáng trong các tế bào cảm giác của mắt nhờ những công trình nghiên cứu của
George Wald và các công sự , trong số đó , cần dé cập trước hết là bà Ruth Habbard và bây giờ bà chính là vợ ông . Các sắc tế mắt là chất cảm quan trong tế bào cảm giác , chủ yếu gồm hai mảnh :một mảnh nhỏ hơn chứa
vitamine A hay còn gọi là chromophore , khớp vừa vặn ở mặt phẳng
nghiêng với mẫu proteine lớn hơn có hình uốn cong gọi là opsin . Khi một
quang tử lượng bị bắt lấy bởi sắc tố mắt chromophore sẽ thay đổi hình dạng
của nó , có nghĩa là có một sự đồng phân hóa từ dạng II.cis sang dang trans hoàn toàn , mẫu uốn cong sẽ được giải phóng đồng thời dẫn đến sự tách rời liên tục các sắc tố mắt xảy ra tiếp theo . Chính ánh sáng đã gây ra sự
chuyển đổi phân tử này, rồi sau đó , sự déng phân hóa sẽ gây ra các sự
kiện tiếp theo sau đó trong hệ thống thị giác . Giáo sư Wald gọi tất cả
những biến đổi hóa học , sinh lý , tâm lý xảy ra sau đó là những hậu quả
“tối” của các phản ứng ánh sáng đơn lẻ này . Wald đã kết luận rằng phản
ứng này có thể được áp dụng cho toàn bộ giới động vật , điểu này đã nhấn
mạnh ý nghĩa to lớn các khám phá của ông .
Khả năng phân biệt màu sắc của chúng ta đòi hỏi các tế bào thị giác khác nhau chịu trách nhiệm một cách chuyện biệt những phan khác nhau.
Học thuyết liên quan đến cơ sở sinh lý của việc quan sát màu sắc bắt nguồn từ Isacc Newton dựa trên cơ sở các thực nghiệm về nhận thức . Ngày nay , chúng ta có thể tiếp cận với vấnđể này trực tiếp hơn với sự giúp đỡ của
điện tử , cho phép dịch ngôn ngữ của tế bào thần kinh , nhờ vào các công
trình tiên phong của Adrian , người được giải Nobel Y học năm 1932 . Cách
11S
đây 40 năm , Yngve Zotterman đã đưa ra bản ký tự ABC quy định các biểu
tượng trong ngôn ngữ của tế bào thân kinh . Ragnar Granit đã phát hiện ra
các yếu tố trong võng mạc, có độ nhạy quang phổ nhau được xác định bằng phương pháp sinh lý điện. Công trình nghiên cứu đầu tiên với Svactichin ra
đời năm 1939, tiếp theo sau đó là một loạt các nghiên cứu gây chú ý , đưa đến kết luận rằng có ba loại tế bào thị giác hình nón khác nhau , đại diện
cho ba độ nhạy quang phổ khác nhau. Kết luận quan trọng này của Granit được khẳng định lại bởi Wald và cộng sự cũng như ở nhóm nghiên cứu ở Mỹ và ở Anh khi sử dụng các phương pháp khác . Khám phá này cho rằng các kiểu tín hiệu mà tế bào thin kinh này chuyển đến não gây ra sự cảm
nhận vé màu sắc phụ thuộc vào thành phần của ba dạng tế bào hình nón .
Những phân tích của Keffer Hartline về sự sn sinh các xung động
trong tế bào cảm giác và trong mã mà chúng truyền đi nhầm đáp ứng Ang
sáng có cường độ và độ dài chiếu sáng khác nhau , đã cung cấp cho chúng ta những kiến thức cơ bản để làm thế nào đánh giá được kích thích của ánh
sáng .Những nghiên cứu sau này của ông đã đưa đến khám phá về các quy
luật chủ yếu mà theo đó dữ liệu thô từ những tế bào cảm giác đã được
đánh giá lại . Người ta đã có thể thực hiện một phân tích định lượng các kết
quả rất rõ ràng bằng một kỹ thuật tinh loc và chọn lựa vật thích hợp một
cách cẩn thận một mắt ở cua móng ngựa , một loài nhện biển lớn . Nhờ tiếp
cận vấn để này , ông đã khám phá ra sự ức chế biên , được nối với nhau bởi
những liên kết than kinh đơn giản ở mat của cua móng ngựa . Năm 1930,
Gra nit đã chứng minh sự tổn tại và tim quan trọng của các ức chế trong
võng mạc của động vật có xương sống phức tạp.Sau khi đã chỉ ra mối liên
116
hệ qua lại giữa những tế bào thị giác kế cận , ông đã ứng dụng công trình
nghiên cứu : để có thể mô tả định lượng thì mạng lưới than kinh xử lý dữ
liệu từ tế bào cảm giác như thế nào ? Các khám phá của ông đã đóng góp
cho những hiểu biết của chúng ta về cơ chế sinh lý , từ đó nâng cao sự so sánh đối chiếu , làm tăng thêm các ấn tượng về hình dạng và cử động của
mất .
Những khám phá của các giáo sư Granit Hartline và Wart đã giúp
chúng ta hiểu sâu sắc hơn bản chất của các quá trình tinh vi xảy ra trong
mắt , xây dựng cơ sở hợp lý cho khả năng cảm nhận ánh sáng , phân biệt độ
sáng , mau sắc , hình dang và cử động của mất chúng ta . Ho đã chứng
minh tim quan trọng lớn lao của việc hiểu biết vé các quá trình của giác
quan nói chung .
Khoảng 100 năm trước , nhà sinh lý học nổi tiếng của dai học
Uppsala , Frithiof , Holmgren đã khám phá ra phản ứng điện của mắt đối với ánh sáng . Ông ta đã tin rằng trong tương lai có thể thực hiện được các
phân tích sinh lý điện ở võng mạc và cơ chế quan sát mau sắc . Diéu này
cho thấy tim quan trọng của ức chế hoạt động bên trong võng mạc và cho
thấy các nguyên tắc phân biệt quang phổ của các yếu tố võng mạc . Những
khám phá của giáo sư Granit đã xác định con đường nghiên cứu sinh lý thị
giác hiện đại. Hơn nữa , những công trình nghiên cứu mang tính thúc đẩy
của ông đã góp phân cho sự phát triển thành công trong lĩnh vực này .
Phòng thí nghiệm của giáo sư Hartline được mô tả như “một sự hỗn
loạn thiếu tổ chức không đáng kể nhưng lại cực kỳ có lợi" . Công trình của ông cũng được mô tả là "' trang nhã trong cách thiết kế , thành thạo về thao
117
tác và trình bày rất rõ rang "' được xuất bản với một số lượng giới hạn , mỗi xuất bản là một cơ sở nền tảng cho sinh lý học về giác quan . Chúng đã
giúp chúng ta có những kiến thức cơ bản về những xung động được mã hóa
trong thụ quan thị giác và về các nguyên tắc cơ bản nhất của việc xử lý đữ liệu trong mang lưới than kinh có chức nang cắm giác . Trong trường hợp
thị giác , chúng ta hiểu thêm vé cơ chế dam bảo khả năng cảm nhận độ
sáng , hình dạng và cử động .
Với những hiểu biết sinh học rất sâu sfc và kỹ nang sinh hóa thuần thục , giáo su Wald đã chiết tách thành công các sắc tố thị giác .Ngoài ra ,
ông cũng có thể mô tả được sự hấp thụ quang phổ của các dạng tế bào hình nón khác nhau có khả năng cảm nhận màu sắc . Khám phá quan trọng nhất
của ông về phản ứng ban đầu của mắt đối với ánh sáng đã biểu hiện một
bước tiến rất ấn tượng trong nghiên cứu thị giác do nó có vai trò quan trọng
trong các thụ quan ánh sáng của tất cả các động vật sống .
118
XI. GIẢI NOBEL Y HỌC - SINH LÝ HỌC NĂM 1970
I.NHỮNG NGƯỜI ĐOAT GIẢI :