¿Cuál es la codificación neural de las células bastón y cono?

En el artículo de Rushton sobre el principio de la univarianza, afirma:

Por lo tanto, aunque la entrada de la barra tiene dos variables, la longitud de onda y la energía, la salida difiere solo en un aspecto, a saber, el "brillo".

Sin embargo, según tengo entendido, un fotón solo puede variar según una dimensión, a saber, la longitud de onda (energía vibratoria), porque la longitud de onda y la energía de un fotón son interdependientes .

Esto sugiere entonces que la entrada a una celda cónica, para que se perciba el brillo (es decir, la intensidad de la luz), debe ser un haz de fotones, de modo que la entrada puede variar en longitud de onda y amplitud (¿equivale esto al número de cuantos? siendo absorbida por el fotopigmento por unidad de tiempo?).

Mi pregunta, entonces, es ¿ cómo puede un evento discreto (el cambio de forma de un fotopigmento) codificar un valor continuo (es decir, la intensidad)?

Respuestas (1)

De hecho, el brillo es una cuestión de recuento de fotones .

En cualquier barra dada, hay numerosas moléculas de fotopigmento. Hay alrededor de mil millones de moléculas de rodopsina en cualquier bastón dado, por lo que aunque un cambio en la conformación de cualquier molécula de rodopsina individual es un evento discreto, puede considerar la fracción de 11-cis- frente a todo- trans retinal (la lectura inicial de brillo de un fotorreceptor ) para ser efectivamente continuo, más aún porque hay una probabilidad <1 de que un fotón de luz sea absorbido por cualquier molécula de rodopsina, por lo que la medida discreta en sí misma es una aproximación del brillo / recuento de fotones 'real'.

Aunque no es perfectamente análogo, porque aquí estamos hablando de proporciones en lugar de una codificación bit a bit real, considere que las computadoras también pueden representar valores bastante continuos, pero siempre son aproximaciones discretas a esos valores continuos. Un monitor de computadora de 24 bits, por ejemplo, en realidad solo puede mostrar 256 intensidades diferentes para cada flujo de color R, G y B (8 bits cada uno).

El principio que se discute en el artículo que describe es que una vez que una barra (o cono) absorbe un fotón, pierde cualquier información sobre cuál era la longitud de onda, solo que era suficiente energía para activar la rodopsina en ese fotorreceptor. Hay varias otras preguntas y respuestas aquí en Biology.SE que analizan cómo se puede extraer la información de longitud de onda (es decir, color) mediante la activación diferencial de diferentes tipos de conos, por ejemplo:

¿Por qué los conos pueden detectar el color pero los bastones no?

¿Cómo nuestros ojos detectan la luz en diferentes frecuencias?