Математическая модель раскрывает удивительные уровни освещенности в утробе матери, меняя понимание зрения плода
Новое исследование Университета Вайкато определяет, сколько света попадает из внешнего мира к младенцам в утробе матери, что имеет далеко идущие последствия для понимания развития человека.
В исследовании , опубликованном сегодня в журнале Scientific Reports , используется математическое моделирование для точного расчета того, сколько непосредственно направленного света пройдет через кожу, жир, мышцы и матку беременной женщины, чтобы осветить ее среду .
Руководитель исследования профессор Винсент Рид говорит, что исследование, которое является частью его проекта по изучению того, как плод взаимодействует с визуальным миром, дает важное представление о том, как на самом деле он находится в утробе матери.
«Доминирующей мыслью было то, что в утробе матери темно. Лишь совсем недавно это мнение было подвергнуто сомнению», — говорит он.
«Если вы посмотрите книги по анатомии, биологии или психологии, то увидите, что в утробе матери темно, и это хорошо, потому что глаза очень чувствительны, когда только развиваются.
«Благодаря проделанной нами работе мы обнаружили, что там определенно не темно».
Исследовательская группа Вайкато, в состав которой входят аспирант Зак Айзек и доцент кафедры математики доктор Джейкоб Хирикхейзен, а также профессор Рид, определила, что свет красного спектра, направленный непосредственно на кожу, будет освещать матку до уровня, сопоставимого с пасмурной ночью или полной луной в ясную погоду.
Новая точная модель, представленная в статье, использует оптические параметры каждого слоя ткани для моделирования поведения света (например, насколько сильно он отразится, рассеется и поглотится) при прохождении через матку.
Это подтверждает, что свет можно использовать для экспериментальных исследований человеческого плода в третьем триместре беременности. По словам профессора Рида, это открытие закладывает основу для совершенно новой области науки.
«Здесь есть целая область, которая ждет своего исследования и которая крайне важна для нашего понимания того, как мы развиваемся как люди», — говорит он.
Предыдущие модели передачи света в матку не были специфичны для тканей человека , а вместо этого основывались на передаче света через грудку мертвой курицы.
«Понимание того, сколько света проникает в матку, позволит нам задуматься о последствиях», — говорит профессор Рид.
«Например, что это говорит нам о том, каков мир плода? Достаточно ли светло, чтобы плод мог видеть, и что он может видеть?»
Работа представляет собой полезное руководство для специалистов и исследователей в области зрения плода, ультразвуковой диагностики и психологии развития.
Профессор Рид утверждает, что это дает представление о том, какие формы можно создавать с помощью света, чтобы направлять его плоду для будущих экспериментов.
«Многие исследователи, включая меня, десятилетиями работали с младенцами, чтобы понять, как работает человеческое восприятие и социальное развитие .
«Наше растущее понимание среды матки означает, что мы узнаем, что большую часть этой экспериментальной работы с младенцами можно перенести на изучение третьего триместра».
Исследования профессора Рида сосредоточены на том, как у людей развиваются восприятие и познание до рождения и в первые несколько лет жизни.
Он был пионером в использовании 2D- и 4D-ультразвука для экспериментального изучения развития человека в утробе матери — методов, которые затем распространились на другие области, включая исследования эпилепсии и эпигенетическую робототехнику.
Другие исследования, проводимые в рамках проекта профессора Рида, изучают то, что видит плод в утробе матери и как он реагирует на свет.
Результаты исследований профессора Рида будут опубликованы в течение года. Они позволят нам лучше понять развитие человеческого зрения и восприятия.