Hyperacuity
ہمارے حواس کی تیز رفتار کی تعریف بہترین تفصیل سے کی جاتی ہے جس میں ہم امتیاز کر سکتے ہیں۔ بصری ایکویٹی کو چھوٹے سے چھوٹے حروف سے ماپا جاتا ہے جنہیں چارٹ پر ممتاز کیا جا سکتا ہے اور یہ ریٹنا پر حسی عناصر کے موزیک کے جسمانی فاصلے سے کنٹرول ہوتا ہے۔ پھر بھی مقامی امتیازات کو باریک پیمانے پر اب بھی بنایا جا سکتا ہے: سرحدوں کی غلط صف بندی کا پتہ بصری شدت سے 10 گنا بہتر درستگی کے ساتھ لگایا جا سکتا ہے، جیسا کہ پہلے ہی 1899 میں ایوالڈ ہیرنگ نے دکھایا تھا۔ یہ ہائپر ایکویٹی، جو ریٹنا 'پکسلز' کے ذریعہ مقرر کردہ سائز کی حدود سے کہیں زیادہ ہے، دماغ میں جدید ترین انفارمیشن پروسیسنگ پر منحصر ہے۔ ہائپر ایکویٹی روایتی ایکویٹی سے کس طرح مختلف ہے؟ تیز رفتار اور تیز رفتار کے درمیان فرق کی بہترین مثال بصارت سے آتی ہے، مثال کے طور پر جب رات کے آسمان پر ستاروں کا مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ پہلا مرحلہ ریٹنا پر بیرونی دنیا کی آپٹیکل امیجنگ ہے۔ ریسیپٹر سینس سیلز، سلاخوں اور شنکوں کے موزیک پر روشنی اثر انداز ہوتی ہے، جو ڈیجیٹل کیمروں کے فلم پلین میں پتہ لگانے والے پکسلز کی طرح بغیر کسی خلا یا اوورلیپ کے ریٹنا کی سطح کو ڈھانپتی ہے۔ ہر رسیپٹر اس تک پہنچنے والی تمام روشنی کو قبول کرتا ہے لیکن ایک یونٹ کے طور پر کام کرتا ہے، جو بصری جگہ میں ایک ہی مقام کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ تقسیم اس فیصلے کی ایک حد طے کرتی ہے کہ آیا کوئی تصویر کسی ایک ستارے سے آئی ہے یا دوہرے ستارے (ریزولوشن) سے۔ الگ الگ واضح ستاروں کے ظہور کے لیے، دونوں کی تصاویر اتنی چوڑی ہونی چاہئیں کہ ان کے درمیان کم از کم ایک درمیانی پکسل نسبتا غیر متحرک رہ جائے۔ یہ ریزولوشن کی حد اور بصری شدت کی بنیاد کی وضاحت کرتا ہے۔ ایک بالکل مختلف طریقہ کار ہائپر ایکویٹی میں کام کرتا ہے، جس کی بہترین مثال اور جس کے لیے یہ لفظ ابتدائی طور پر وضع کیا گیا تھا، وہ ورنیئر ایکویٹی ہے: دو کناروں یا لکیروں کی صف بندی کا اندازہ ایکویٹی سے پانچ یا دس گنا بہتر درستگی کے ساتھ کیا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹر گرافکس میں "سب پکسل ریزولوشن" کا جملہ بعض اوقات اینٹی ایلائزنگ اور جیومیٹریکل سپر ریزولوشن کی بحث میں استعمال ہوتا ہے۔ اگرچہ حقیقت میں جو چیز شامل ہے وہ حل نہیں ہے (کیا یہ ایک ہے یا دو؟ - ایک معیاری فرق) لیکن لوکلائزیشن (بالکل کہاں؟ - ایک مقداری فیصلہ) یہ عمل پر قبضہ کرتا ہے۔ جب کوئی تصویر کئی پکسلز میں پھیلتی ہے، ہر ایک درجہ بند شدت کے ردعمل کے ساتھ لیکن صرف ایک مقامی قدر کے ساتھ، تصویر کے مرکز کی پوزیشن پکسل کی چوڑائی سے بالکل زیادہ واقع ہوسکتی ہے، بالکل ہسٹوگرام کے اوسط کی طرح گنتی کی جا سکتی ہے۔ بن کی چوڑائی کا ایک حصہ۔ دائیں طرف کی شکل میں، ریٹنا موزیک نے اس پر سپر امپوز کیا ہے، سب سے اوپر، ریزولوشن کی حد پر دو ستاروں کی تصاویر جب درمیانی خلا فیصلے کی یقین دہانی کراتا ہے کہ دو ستارے ہیں اور ایک بھی لمبا نہیں ہے۔ ذیل میں دو الگ الگ مختصر لائنوں کی تصاویر دکھائی گئی ہیں۔ ان کے مقام کے فرق کو پڑھنے کی درستگی موزیک عناصر کے طول و عرض سے بالاتر ہے۔ ہائپر ایکویٹی میکانزم کا تجزیہ ہائپر ایکویٹی حاصل کرنے کے لیے عصبی آلات کی تفصیلات اب بھی دریافت ہونے کا انتظار کر رہی ہیں۔ یہ کہ ہائپر ایکویٹی اپریٹس میں انفرادی رسیپٹر خلیوں کی ایک رینج سے سگنل شامل ہوتے ہیں، عام طور پر محرک کی جگہ کے ایک سے زیادہ مقامات پر، ان کاموں میں کارکردگی سے متعلق مضمرات ہوتے ہیں۔ کم تضاد، پڑوسی محرکات کی قربت (ہجوم)، اور پیٹرن کے اجزاء کی عارضی ہم آہنگی ان عوامل کی مثالیں ہیں جو کارکردگی میں کمی کا سبب بنتی ہیں۔ کچھ تصوراتی دلچسپی میں عمر کی تبدیلیاں اور ادراکی سیکھنے کی حساسیت شامل ہیں جو بنیادی عصبی چینلنگ کو سمجھنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ ممالیہ بصری ہائپر ایکویٹی کی وضاحت کے لیے دو بنیادی الگورتھم تجویز کیے گئے ہیں: مقامی، آبادی کی فائرنگ کی شرحوں پر مبنی، اور عارضی، چھوٹی آنکھوں کی نقل و حرکت کے جواب میں عارضی تاخیر پر مبنی۔ اگرچہ ان میں سے کسی نے بھی ابھی تک تجرباتی حمایت حاصل نہیں کی ہے، لیکن عصبی فائرنگ کی مجرد نوعیت کی وجہ سے سابقہ کے امکانات پر تنقیدی طور پر سوال اٹھائے گئے ہیں۔ انسانی آنکھ کے آپٹکس انتہائی آسان ہیں، مرکزی امیجنگ جزو واحد عنصر لینس ہے جو پٹھوں کے کنٹرول سے اپنی طاقت کو تبدیل کر سکتا ہے۔ بہت سی انحرافات کی اصلاح کے لیے صرف محدود سہولت موجود ہے جنہیں عام طور پر اچھے معیار کے آلات کے نظری نظام میں درست کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے سادہ لینس میں لامحالہ گول انحراف کی ایک قابل ذکر مقدار ہونی چاہیے، جو اسپریڈ فنکشن میں ثانوی لوبز پیدا کرتی ہے۔ تاہم، تجربے کے ذریعے یہ پایا گیا ہے کہ پپل آف محور میں داخل ہونے والی روشنی ایک تصویر (اسٹائلز-کرافورڈ اثر) بنانے میں کم موثر ہے، جس کا اثر ان ناپسندیدہ سائیڈ لوبوں کو کافی حد تک کم کرنے کا ہوتا ہے۔ نیز، انحراف کی حدود کے اثرات، احتیاط کے ساتھ، انحراف کی جزوی تلافی کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ریٹینل ریسیپٹرز جسمانی طور پر ایک عصبی پرت کے پیچھے واقع ہوتے ہیں جو پوسٹ ریٹینل پروسیسنگ عناصر کو لے کر جاتے ہیں۔ روشنی اس پرت سے بغیر فہرست کے نہیں گزر سکتی۔ در حقیقت، ماڈیولیشن ٹرانسفر فنکشن (ایم ٹی ایف) کی پیمائش سے پتہ چلتا ہے کہ اس عصبی پرت کے ذریعے پھیلاؤ کی وجہ سے ایم ٹی ایف کی انحطاط اسی ترتیب کی ہوتی ہے جو آپٹکس کی وجہ سے ہوتی ہے۔ ان مختلف اجزاء کے باہمی تعامل سے یہ پایا گیا ہے کہ مجموعی طور پر نظری معیار، اگرچہ فوٹو گرافی کے آپٹکس کے مقابلے میں ناقص ہے، پنکھ کے قطر اور روشنی کی سطح کی کافی حد کے ذریعے برداشت کے قریب مستقل رہ سکتا ہے۔ جب رنگین معلومات کے ساتھ پیش کیا جاتا ہے تو نظری خامیاں خاص طور پر بہت بڑی ہوتی ہیں۔ آپٹکس میں انتہائی سرخ سے انتہائی نیلے/بنفشی رنگ تک، بنیادی طور پر سبز سے نیلے/بنفشی رنگ کے علاقے میں تقریبا 2 ڈائیوپٹرز کی بقایا غیر درست کرومیٹک انحراف ہوتی ہے۔ ماہر امراض چشم نے کئی دہائیوں سے سپیکٹرم کے ذریعے توجہ کی اس بڑی تبدیلی کو اصلاحی چشمے فراہم کرنے کے عمل میں استعمال کیا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اس طرح کی اصلاحات اتنی ہی آسان ہو سکتی ہیں جتنی خود آنکھ کے لینس کی۔ اس کے علاوہ، اس بڑی رنگین انحراف کو آنکھ کی ساخت میں ہی فائدہ اٹھانے کے لیے بھی استعمال کیا گیا ہے۔ تین بنیادی رنگوں (سرخ، سبز اور نیلے) کو جوڑنے کے بجائے، فطرت نے اس مجموعی کرومیٹک شفٹ کو ایک کورٹیکل بصری فنکشن فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا ہے جو تین بنیادی رنگوں کے بجائے رنگ کے تین سیٹوں پر مبنی ہے۔ یہ سرخ/سبز، پیلے/نیلے اور سیاہ/سفید ہیں، یہ سیاہ/سفید چمک کا مترادف ہے۔ پھر، سرخ اور سبز پرائمری کے درمیان صرف ایک بہت ہی اعلی ریزولوشن کا استعمال کرتے ہوئے، فطرت چالاکی سے ان دو رنگوں کا اوسط استعمال کرتی ہے (یعنی۔ پیلا)، بیک گراؤنڈ کلر واش کی صلاحیت پیدا کرنے کے لیے بہت کم ریزولوشن والے نیلے رنگ کے ساتھ۔ بدلے میں (کم ریزولوشن پر ہائپر ایکویٹی کی صلاحیت کا استعمال کرتے ہوئے) یہ 3D گہرائی کے ادراک کے ذریعہ کے طور پر بھی کام کر سکتا ہے۔ انسانی آنکھ میں فوٹو ڈیٹیکٹرز کا تقریبا ہیکساگونل میٹرکس ہوتا ہے۔ اب اس بات کے کافی ثبوت موجود ہیں کہ اس طرح کی میٹرکس ترتیب معلومات کی منتقلی کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی فراہم کرتی ہے۔ بہت سے دوسرے کارکنوں نے ہیکساگونل میٹرکس استعمال کرنے پر غور کیا ہے، لیکن پھر ایسا لگتا ہے کہ وہ 60 ڈگری تفریق واقفیت پر ریاضیاتی نقطہ نظر اور محور کو قبول کرتے ہیں۔ اس کے بعد اسے پیچیدہ اعداد کا استعمال کرنا چاہیے۔ اوورنگٹن اور اس کی ٹیم نے، اس کے بجائے، ایک ہیکساگونل میٹرکس کا تخمینہ لگانے کا ایک طریقہ تلاش کیا (اور پایا)، جبکہ ایک ہی وقت میں پروسیسنگ کے لیے ایک روایتی کارٹیشین ترتیب کو برقرار رکھا۔ اگرچہ انسانی بصری نظام کے ابتدائی عصبی نیٹ ورکس میں بہت سے اور متنوع مقامی تعاملات واضح ہیں، لیکن اعلی مخلص انفارمیشن سینسنگ میں صرف چند ہی بہت اہمیت کے حامل ہیں۔ باقی بنیادی طور پر مقامی موافقت جیسے عمل سے وابستہ ہیں۔ اس لیے یہ پایا گیا ہے کہ سب سے اہم تعاملات بہت مقامی حد تک ہوتے ہیں، لیکن یہ ان تعاملات کے استعمال کی باریکیوں ہیں جو سب سے زیادہ اہم لگتی ہیں۔ ہیکساگونل میٹرکس کے لیے ایک ایڈریسڈ پکسل کے ارد گرد چھ ریسیپٹرز کا ایک واحد رنگ سب سے آسان سمیٹریکل ترتیب ہے۔ پرائمیٹ ریسیپٹو فیلڈ اسٹڈیز سے عام نتیجہ یہ ہے کہ اس طرح کا کوئی بھی مقامی گروپ یکساں ان پٹ روشنی کے لیے کوئی پیداوار نہیں دیتا ہے۔ لہذا یہ بنیادی طور پر مربع صفوں کے لیے کلاسیکی لیپلاسیئن رسیپٹو فیلڈز میں سے ایک سے ملتا جلتا ہے-جس میں ہر طرف-1 اور ہر کونے پر-0.5 کا وزن ہوتا ہے۔ فرق صرف 8:7.07 کا پہلو تناسب ہے (یا تقریبا 8:7 سے 1 ٪ کے اندر)۔ اس کے علاقے میں جاری عمل کے بہت مفید مزید ثبوت کولب کے الیکٹران مائکروسکوپی مطالعات سے ملتے ہیں۔ یہ واضح طور پر اعصابی ڈھانچے کو ظاہر کرتے ہیں جو فرق کے اشاروں کو مزید منتقل کرنے کا باعث بنتے ہیں۔ اگر کوئی ایک پوائنٹ اسپریڈ فنکشن کو یکجا کرتا ہے جس میں گوسی شکل ہوتی ہے اور جس میں ایس ڈی ہوتا ہے۔ سنگل رنگ لیپلاسیئن ٹائپ آپریٹر کے ساتھ 1.3 'پکسلز' کا نتیجہ ایک ایسا فنکشن ہے جس کی خصوصیات ڈی او جی فنکشن سے بہت ملتی جلتی ہیں جیسا کہ مار نے بحث کی ہے۔ عام طور پر یہ فرض کیا جاتا ہے، کمپیوٹر امیج پروسیسنگ اور بصری سائنس دونوں میں، کہ ایک مقامی حوصلہ افزا/روک تھام کا عمل مؤثر طریقے سے ایک دوسرا مختلف عمل ہے۔ تاہم، ایسا لگتا ہے کہ انسانی بصارت کے لیے مضبوط نفسیاتی ثبوت موجود ہیں کہ یہ پہلا فرق ہے جو انسانی بصری کارکردگی کو کنٹرول کرتا ہے۔ یہ ضروری ہے کہ لیپلاسیئن جیسے نیوران کے تمام آؤٹ پٹ کے مثبت اور منفی حصوں کو پرانتستا میں آگے بھیجنے کے لیے الگ کیا جائے، کیونکہ منفی اشاروں کو منتقل کرنا ناممکن ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اس قسم کے ہر نیوران کو چھ ڈائپولز کا ایک مجموعہ سمجھا جانا چاہیے، اس طرح کہ ہر ارد گرد کی روک تھام صرف مرکزی محرک کے اپنے حصے کو منسوخ کر سکتی ہے۔ مثبت اور منفی اجزاء کی اس طرح کی علیحدگی ریٹنا فزیولوجی کے ساتھ مکمل طور پر مطابقت رکھتی ہے اور ہر رسیپٹر کے لیے مڈجٹ بائی پولر چینلز کی معروف جوڑی کے لیے ایک ممکنہ کام ہے۔ انسانی بصارت میں واقفیت کے احساس کے لیے بنیادی ثبوت یہ ہے کہ ایسا لگتا ہے کہ یہ (سٹریٹ پرانتستا کے علاقے 17 میں) نیوران کے کناروں کے ذریعے کافی وسیع فاصلے پر سمتوں پر انجام دیا جاتا ہے۔ جیسا کہ ناپا جاتا ہے نیوران میں خاص طور پر ایلیپٹیکل ریسیپٹو فیلڈز ہوتے ہیں۔ تاہم، سمتوں کے درمیان اصل وقفہ اور الپٹیکل فیلڈز کی صحیح شکل اور پہلو تناسب دونوں پر سوال اٹھایا جا سکتا ہے، لیکن ایک ہی وقت میں مذکورہ رسیپٹو فیلڈز کو ریٹنا میں مڈجٹ رسیپٹو فیلڈز کے ساتھ مرکب کیا جانا چاہیے۔ ایک بار پھر، 'سنگل نیوران' کی کارکردگی کی تحقیقات کی پیمائش کے لیے، ناپی گئی رسیپٹو فیلڈ میں آپٹیکل اور نیورل پروسیسنگ کے تمام مراحل کے اثرات شامل ہیں جو پہلے ہو چکے ہیں۔ ہیکساگونل میٹرکس پر کام کرنے والی واقفیت کی مخصوص اکائیوں کے لیے، یہ سب سے زیادہ سمجھ میں آتا ہے کہ ان کے بنیادی اور ثانوی محور ہر 30 ڈگری کی سمت میں واقع ہوتے ہیں۔ سمتوں کی یہ 30 ڈگری کی علیحدگی ایسی اکائیوں کے کونیی فاصلے سے متفق ہے جو جان کینی کے ذریعہ ریاضیاتی نقطہ نظر سے مطلوب ہے۔ مخصوص تفصیلات کی عدم موجودگی میں، ایسا لگتا تھا کہ ایک طرف کمپیوٹیشنل کارکردگی اور سادگی اور دوسری طرف مناسب واقفیت کے درمیان تقریبا بہترین سمجھوتہ 5 x 1 پکسلز کی حد کا ہونا چاہئے۔ یہ ایک بار پھر کینی کی طرف سے آزادانہ طور پر تجویز کردہ اور دوسرے محققین کی طرف سے پریمیٹ وژن اسٹڈیز میں بھی مشاہدہ کیا گیا ہے۔ رسیپٹو فیلڈ یونٹس میں اورینٹیشن ٹیوننگ افعال ہوتے ہیں جو سائیکو فزیکل ٹیسٹوں کے ذریعے بصارت کے لیے قائم کردہ اورینٹیشن ٹیوننگ افعال سے تسلی بخش مشابہت رکھتے ہیں۔ پرانتستا پر پہنچنے والے جزوی فرق کے افعال کو دو طریقوں سے دوبارہ جوڑنے کا امکان ہے۔ دوسرے فرق کے نقشے کے تجزیے پر غور کرنا ممکن ہے-صفر کراسنگ کی تلاش کرکے، جو 1980 کی دہائی کے وسط تک سب سے زیادہ مقبول تھا۔ متبادل طور پر کوئی بھی پہلے فرق کے نقشے میں مقامی چوٹیوں کو محسوس کر سکتا ہے، جو اس کے بعد سے تیزی سے مقبول ہوا ہے۔ یہ مؤخر الذکر پھر 3 x 1 تجزیہ اور کواڈریٹک وکر فٹنگ کے ذریعے کنارے کی تصویر کی چوٹی کی پوزیشن تلاش کرنے پر منحصر ہے۔ دونوں صورتوں میں یہ دکھایا گیا ہے کہ ناقص نظری تصویر کی وجہ سے کنارے کے بہت وسیع پھیلاؤ کی وجہ سے کنارے کی پوزیشن 0.1 پکسل سے بہتر کسی چیز پر واقع ہوسکتی ہے، جبکہ یہ بھی دکھایا گیا ہے کہ، یکساں طور پر سادہ ریاضی سے، مقامی کنارے کی واقفیت 1 ڈگری سے بہتر حاصل کی جا سکتی ہے۔ مزید برآں، پہلے اور دوسرے فرق کے ڈیٹا کا باہمی تعامل حرکت، سٹیریو، رنگ، ساخت اور منظر کی دیگر خصوصیات کا تجزیہ کرنے کے بہت طاقتور ذرائع فراہم کرتا ہے۔ مختلف معنوں کے طریقوں میں ہائپرکیوٹی حل کرنے کی طاقت یا ایکویٹی کے درمیان فرق، لفظی طور پر تیز، جو انفرادی رسیپٹرز کے فاصلے پر منحصر ہے جس کے ذریعے بیرونی دنیا کا نمونہ لیا جاتا ہے، اور حسی جگہ میں انفرادی مقامات کی شناخت کرنے کی صلاحیت طریقوں میں عالمگیر ہے۔ ایسی بہت سی دوسری مثالیں ہیں جہاں حیاتیات کی کارکردگی متعلقہ رسیپٹر سیل آبادی کے فاصلے کو کافی حد تک پیچھے چھوڑ دیتی ہے۔ عام انسان کے ریٹنا میں صرف تین قسم کے رنگین رسیپٹر ہوتے ہیں، پھر بھی رنگین بصارت میں، باریکی سے وزن کرکے اور ان کے متعلقہ آؤٹ پٹ کا موازنہ کرکے، کوئی بھی ہزار رنگوں کا پتہ لگا سکتا ہے۔ بریل ریڈنگ میں انگلیوں میں ٹچ ریسیپٹرز کے درمیان ہائپر ایکویٹی شامل ہوتی ہے۔ ہم کوکلیہ میں بالوں کے خلیوں کے مقابلے میں بہت زیادہ مختلف سروں کو سن سکتے ہیں ؛ پچ امتیازی سلوک، جس کے بغیر وائلن کو دھن میں نہیں بجایا جا سکتا، ایک ہائپرکیوٹی ہے۔ جانوروں کی بہت سی انواع میں ہائپرکوئٹی کی نشاندہی کی گئی ہے، مثال کے طور پر برقی مچھلی کے ذریعے شکار کا پتہ لگانے، چمگادڑ میں ایکولوکیشن، اور چوہوں کی اپنی مٹھی کی مکینیکل خرابیوں کی بنیاد پر اشیاء کو مقامی بنانے کی صلاحیت میں۔ کلینیکل ایپلی کیشنز کلینیکل وژن ٹیسٹوں میں، ہائپرکیوٹی کا ایک خاص مقام ہوتا ہے کیونکہ اس کی پروسیسنگ آنکھ کے آپٹکس، ریٹنا کے افعال، بنیادی بصری پرانتستا کی سرگرمی اور ادراکی آلات کے انٹرفیس پر ہوتی ہے۔ خاص طور پر، عام سٹیریوپسس کا تعین ایک ہائپر ایکویٹی کام ہے۔ ہائپرکوئٹی پیریمیٹری کا استعمال کلینیکل ٹرائلز میں کیا جاتا ہے جو ریٹنا ڈیجینریٹو تبدیلیوں کے علاج کا جائزہ لیتے ہیں۔ حوالہ جات بریل آئی ویژن اپتھلمولوجی