Stereonäkö on eläinten tai ihmisten kyky nähdä maailma kolmiulotteisena.
Oulun yliopiston tutkimuksen mukaan banaanikärpäset näkevät maailman selkeämmin kuin aiemmin on luultu.
Aiemman käsityksen mukaan banaanikärpästen silmien sisäinen toimintamekanismi ei ole käsittänyt liikettä, sillä ulkopuolelta katsottuna hyönteisen verkkosilmät eivät näytä liikkuvan. Tämän vuoksi on päätelty, että kärpäset näkevät vain matalaresoluutioisen, “pikselöityneen” kuvan maailmasta ja kykenevät hahmottamaan syvyyseroja vain vähän tai ei ollenkaan.
Oulun yliopiston NANOMO-yksikön tutkijat ovat ottaneet osaa Sheffieldin yliopiston tutkijoiden johtamaan kansainväliseen tutkimukseen, jossa havaittiin, että silmän valoaistinsolut eli valon muutoksiin reagoivat solut nykivät järjestelmällisesti, mikä tuottaa tarkan ja yksityiskohtaisen kuvan katsotusta kohteesta. Tutkimuksessa hyödynnettiin mm. in-vivo-synkrotronikuvantamista, jonka kehittämisessä oululaistutkijoilla on runsaasti kokemusta.
Tutkimusryhmälle selvisi, että banaanikärpäsillä on korkearesoluutioinen stereonäkö, koska niiden valoaistinsolut keräävät enemmän informaatiota ympäristöstä kuin aiemmin luultiin. Valoaistinsolut reagoivat valon muutoksiin ultranopeilla peilisymmetrisillä liikkeillä, joita kutsutaan valoaistinsolun mikrosakkadeiksi. Kärpäsen liikkuessa eteenpäin valoaistinsolut keräävät kuvahavaintoja maailmasta sekä kärpäsen liikkumasuunnan mukaisesti että sen vastaisesti.
Valoaistinsolujen kokoama kuvatieto ei tällöin ole karkeasti “pikselöitynyttä” vaan erittäin yksityiskohtaista ja jatkuvaa kuvatietovirtaa. Valoaistinsoluista tieto välittyy aivoihin, jotka puolestaan prosessoivat sen kärpäsen näköhavainnoksi.
– Monella eläimellä on kaksi silmää, joiden ansiosta ne näkevät maailman kolmiulotteisena. Koska silmät ovat toisistaan erillään, ne näkevät samasta näkymästä kaksi erillistä kuvaa hieman eri kulmista. On tiedossa, että näköaistin on hyödynnettävä tätä kuvien pientä eriparisuutta eli dispariteettia määrittääkseen visuaalisten kohteiden sijainnin ja etäisyyden meistä sekä niiden kolmiulotteisen rakenteen. Emme kuitenkaan tiedä tarkasti, miten silmät ja aivot muuttavat tämän kaksiulotteisen informaation kolmiulotteiseksi käsitykseksi ympäristöstä, Sheffieldin yliopiston professori Mikko Juusola toteaa.
– Tuoreet tutkimustulokset syvyys- ja stereonäön toiminnasta ovat niin merkittäviä, että oppikirjat on kirjoitettava uusiksi. Oulun yliopiston tutkijoiden osuus tutkimuksessa oli ideoida ja osallistua synkrotronikuvantamiseen, jossa tarkasteltiin hiukkaskiihdyttimellä banaanikärpästen eri silmien valoaistielinten välistä dynamiikkaa, kertoo professori Marko Huttula NANOMOsta.
Löydösten keräämiseksi tutkijoiden oli kehitettävä useita uusia tutkimusmenetelmiä, joita ei ole koskaan aikaisemmin hyödynnetty näön tutkimuksessa. Esimerkiksi mitatakseen valoaistinsolujen mikrosakkadidynamiikkaa paikallisesti ja kokonaisuutena kummassakin silmässä he kokeilivat ensimmäisinä maailmassa nopeita mikrotason infrapuna- ja nanotason röntgenkuvantamismenetelmiä elävissä kärpäsissä.
Löydökset voivat olla merkittäviä ihmisen näköaistin kannalta: banaanikärpäsen hermosto on kehittynyt havaitsemaan kolmiulotteisen maailman tehokkaasti, ja on hyvin todennäköistä, että ihmisten ja banaanikärpästen stereonäkö toimii samankaltaisilla periaatteilla. Tutkijat esittävät lisäksi, että peilisymmetrisen visuaalisen tiedon keräämisen periaatteita ja matemaattista teoriaa voitaisiin tulosten perusteella hyödyntää keinotekoisten anturien kehittämisessä sekä soveltaa suoraan konenäköön ja robotiikkaan.
