Відрізняти сутінки від полудня нам допомагають спеціальні клітини сітківки, налаштовані на різні рівні освітленості.
Ми легко відчуваємо навіть найменшу різницю в освітленості, і допомагають нам у цьому особливі клітини сітківки. Це не палички і не колбочки (вони все-таки налаштовані на конкретні форми об'єктів), це клітини, що розташовуються в гангліонарному шарі сітківки і реагують на певну кількість світла взагалі, незалежно від того, куди ми дивимося і що бачимо.
Раніше вважалося, що гангліонарні клітини не здатні реагувати на світло, що вони тільки приймають сигнали від паличок і колбочок і передають їх далі по зоровому нервовому шляху. Але потім серед них знайшли групу світлочутливих клітин, які назвали ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, тобто справжні світлочутливі гангліонарні клітини), які можуть самі, за допомогою власного фоточутливого білка, реагувати на світлові хвилі.
Про клітини ipRGC відомо, що вони тісно пов'язані з зонами мозку, які керують сном і біологічним годинником. Логічно було б тому припустити, що ці клітини чутливі до рівня освітленості. Дійсно, у статті в Cell дослідники з Гарварду пишуть, що серед світлочутливих гангліонарних клітин є група під назвою M1 - саме завдяки їм ми відрізняємо сильне світло від слабкого.
Але працюють М1-клітини зовсім не так, як спочатку припускали автори роботи. Знову ж таки, природно було б припустити, що клітини в міру посилення освітленості просто генерують більше сигналів, адже світло - це стимул, подразник, а чим більше стимулу, тим сильніше клітина «дратується». Мозку залишається тільки вирахувати освітленість, виходячи з сумарної сили сигналу від М1-клітин.
Насправді ж виявилося, що різні М1-клітини налаштовані на різну кількість світла: є такі, які особливо активні на великому світлі, а є й такі, які найактивніше працюють у сутінках, а при підвищенні освітленості вони, навпаки, заспокоюються. Тобто мозок, коли обчислює освітленість, оцінює не просто силу сигналу - він також оцінює, хто саме йому цей сигнал надіслав. За співвідношенням різних клітин зоровий відділ мозку може зробити висновок, чи світло навколо, чи не дуже світло, ранній вечір або не дуже ранній тощо.
Такий розподіл обов'язків більш вигідний: генерування імпульсів вимагає від нейронів певних витрат, і якби вони всі працювали однаково, дружно підвищуючи активність при посиленні світла, вони поглинали б величезну кількість енергії. При поділі обов'язків, коли різні групи відповідають за свій діапазон стимулу, того ж самого результату можна досягти з меншими витратами.
Поки що не дуже зрозуміло, чи багато таких М1-клітин є в сітківці і як вони в ній розподілені, чи є у них якісь клітини-помічники, і як мозок саме обробляє сигнали від них, але на всі ці питання, треба думати, дадуть відповідь подальші експерименти.