لایه‌ی سلول‌های گانگلیونی شبکیه، دارای سلول‌های حساس به حرکت در جهت بالا هستند. در نور کم، این سلول‌ها در گرفتن انواع سیگنال ضعیف مربوط به حرکت کمک می‌کنند.
برای این که فقط با نور ستارگان و نور ماه ببینیم، شبکیه چشم هر دو خاصیت سخت افزاری و نرم افزاری سلول‌های حساس به نور را تغییر می‌دهد تا شکل طبیعی دید در شب را ایجاد کند. قبلا به نظر می‌رسید، مدار‌های شبکیه کاملا غیر قابل تغییر و برنامه ریزی شده برای کار‌های مخصوصی تنظیم شده اند؛ ولی طبق نظر دانشمندان Duke این مدار‌ها متناسب با شرایط مختلف نور، قابل تغییر هستند. این دانشمندان نحوه تنظیم شبکیه در نور کم و شکل طبیعی دید در شب را شناسایی کردند.
Greg Field استادیار نوروبیولوژی و زیست پزشکی در دانشگاه Duke می‌گوید:
برای دیدن زیر نور ستارگان، بیولوژی باید به محدودیت دیدن ابتدایی‌ترین جز از جهان؛ یعنی فوتون، غلبه کند. تعداد فوتون‌ها در شب بسیار قابل توجه است.
یافته‌ها که ابتدا به صورت آنلاین در Neuron منتشر شده است، حاکی از این است که سازمان دهی مجدد در سلول‌های شبکیه که نسبت به حرکت حساس هستند، اتفاق می‌افتد.
حتی در بهترین حالت روشنایی نیز، شناسایی حضور و جهت حرکت جسم، راه زنده ماندن بسیاری از حیوانات است. ولی شناسایی حرکت فقط با داشتن یک منبع به خوبی کار نمی‌کند. درنتیجه شبکیه در مهره داران چهار نوع سلول حساس به حرکت دارد. هرکدام از این سلول‌ها به یکی از جهات بالا، پایین، چپ یا راست اختصاص یافته است.
Field معتقد است وقتی شی‌ای در یکی از این جهات حرکت می‌کند، جمعیت نورون‌ها می‌تواند شدیدا برانگیخته شود. اما اگر حرکت مابین جهات بالا و چپ اتفاق بیفتد، جمعیت نورون‌ها در هر دو قسمت با شدت کمتر برانگیخته می‌شوند. مغز این سیگنال را به عنوان حرکت به سمت بالا و چپ تفسیر می‌کند.
Field می‌گوید:
برای حرکت‌های پیشرفته، مغز جمعیت بیشتری از نورون‌ها را به کار می‌برد؛ چون این عمل به همکاری خیلی بیشتر از یک نورون نیاز دارد.
در انسان، این نورون‌های مربوط به حرکت، ۴ درصد نورون‌هایی که سیگنال‌ها را از شبکیه به مغز ارسال می‌کنند، شامل می‌شود. در جانوران جونده این رقم به ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌رسد؛ چون تشخیص حرکت برای جانورانی که سایر حیوانات تمایل به خوردنشان دارند، بسیار حیاتی و ضروری است.
در یک مطالعه بر روی شبکیه موش که در یک اتاق تاریک به کمک میکروسکوپ مجهز به دید در شب انجام شد، Xiaoyang Yao دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه Field به این نتیجه رسید که سلول‌های حساس به حرکت در جهت بالا، در نور کم رفتار‌شان را تغییر می‌دهند. این نورون‌ها نسبت به تشخیص هر نوع حرکت، نه فقط حرکت در جهت بالا، فعال می‌شوند.
برای بررسی شکل طبیعی دید در شب یک نمونه کوچکی از شبکیه موش بر روی الکترودی قرار داده شد که می‌توانست فعال شدن تک به تک صد‌ها نورون را در یک لحظه نشان دهد. سپس به آن انواع حرکات نشان داده شد. وظیفه‌ی Xiaoyang توجه به عملکرد این سلول‌ها هنگام روز و شب بود. او متوجه تفاوت بین آن‌ها شد و در تلاش برای یافتن علت آن بود.
وقتی مقدار کمی نور وجود دارد، پیام حرکتی ضعیفی از نورون‌های فعال در جهت بالا به همراه پیام ضعیفی از سایر نورون‌های حرکتی، به مغز ارسال می‌شوند و در حس کردن حرکت کمک می‌کنند. این مشابه روشی است که مغز پیام مربوط دو جهت حرکتی را تفسیر می‌کند.
از دست دادن درک حرکت، مشکل شایعی است که در بیمارانی که قدرت بینایی‌شان را از دست داده اند، دیده می‌شود. Field می‌گوید:
این یافته‌ها در مورد قابلیت تطابق نورون‌های شبکیه، می‌تواند به ساخت شبکیه مصنوعی قابل کشت در آینده کمک کند.
حتما بخوانید: شبکیه مصنوعی: هدیه بینایی به میلیون‌ها نفر
بسیاری از حیوانات شب را برای شکار انتخاب می‌کنند. احتمالا علت این است که دید در شب برای شکار دشوار‌تر است. طبیعت خود نوعی مسابقه است. جغد‌ها و گربه‌ها چشمانی به شدت توسعه یافته برای دید در شب دارند. شکار آنچه را برای زنده ماندن نیاز دارند برایشان تغییر داده است.
به دلایلی که هنوز کاملا روشن نیست، فقط سلول‌هایی که در جهت بالا قرار گرفته اند در نور کم، فعال می‌شوند. به عقیده‌ی Field جهت بالا، مهمترین جهت برای حیوانات شکارچی است که می‌توانند به شکار خود نزدیک شوند؛ در حالی که شکار هنوز اطلاعی در این مورد ندارد.
چیزی که بسیار مهم است این است که چشم و مغز محاسباتشان در مورد حرکت را در نور کم تغییر می‌دهند. Field می‌گوید:
چیزی که به آن رسیده ایم این است که جمعیت زیادی از نورون‌های شبکیه می‌توانند نقش‌شان را برای جبران شرایط جدید تغییر دهند.
Jeffrey Diamond محقق ارشد در موسسه بین المللی اختلالات نوروبیولوژی و سکته، که پردازش در شبکیه را نیز مطالعه می‌کند و در مطالعات Field شرکت نداشته است، می‌گوید:
شبکیه شامل مدار‌هایی است که به موازات هم عمل می‌کنند. این مدار‌ها کار‌های مختلفی را در زمان‌های مختلف روز انجام می‌دهند.
Field به این نتیجه رسیده است که این یک تطابق یافته شده در شکل طبیعی دید در شب، در نتیجه تغییراتی در مدار‌ها و سیگنال‌های شیمیایی موجود بین سلول‌ها اتفاق می‌افتد. او در تلاش برای یافتن پاسخ این سوال که چه تعداد از این تطابق‌ها وجود دارد، می‌باشد.
Diamond ادعا می‌کند، ۵۰ نوع از سلول‌های آماکرینی یا همان قفسه‌های دارو در شبکیه وجود دارد. بسیاری از آن‌ها نوروترنسمیتر‌های متعددی را ترشح می‌کنند که مدار‌های موجود در شبکیه را تحت تاثیر قرار می‌دهند. اطلاعات ما فقط در مورد ۲۰ درصد از این سلول‌ها می‌باشد.
