project R.E.T.I.N.A.

R.E.T.I.N.A.

Reality Evolving Technological Inner Neural Adaptation

Project R.E.T.I.N.A. is een verwijzing naar ons netvlies, waarmee we de wereld om ons heen waarnemen. We ontwikkelen een systeem van digitale filters, dat ons letterlijk in staat stelt door de ogen van een ander naar de werkelijkheid te kijken. We onderzoeken alle invalshoeken die invloed hebben op ons kijken en beleven. I.s.m. de hersenen worden de beelden aangevuld met herinneringen en verwachtingen die je wereldbeeld kleuren. Dit maakt dat we soms naar hetzelfde kijken, maar iets anders zien of ervaren. Project R.E.T.I.N.A. maakt het mogelijk om letterlijk door de ogen van een ander te kijken.

Hoe kijken wij naar onszelf, elkaar en onze omgeving en hoe is de interactie daartussen?
Welke processen hebben effect op ons waarnemen en kunnen we beïnvloeden?
Wat als we daarmee het perspectief van de ander kunnen aannemen èn de grenzen van ons eigen waarnemen kunnen verleggen?

Project R.E.T.I.N.A wordt ondersteund door:

 

 

Mechanisme van het kijken

Het fysiek zien, zit bijzonder ingenieus in elkaar. We zien pas iets als licht het oog bereikt. De verschillende delen van het oog vervullen bij het omzetten van licht in beelden elk een specifieke taak. Als we zien, dan komt het licht als eerste in aanraking met het hoornvlies. En gaat vervolgens langs de voorste oogkamer en door de pupil. De pupil kan, afhankelijk van de lichtverhoudingen, groter of kleiner worden. Daarna gaat het licht door de lens en het glasachtig lichaam. Licht door een doorschijnend medium wordt vertraagd. Deze verlangzaming van het licht zorgt ervoor dat  het licht de tijd heeft om te kunnen breken en dat lens beeld kan vormen. 

Het netvlies (retina) ligt aan de achterzijde van het oog en zet licht om in elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd. De gele vlek (macula lutea) is een gebiedje van een paar millimeter doorsnee in het midden van het netvlies en heeft de meeste lichtgevoelige zenuwcellen (receptoren) bestaande uit kegeltjes en staafjes. Staafjes hebben een lage drempelwaarde voor licht. Ze bepalen het nachtzicht ( scotopisch zicht) en het dagzicht (fotopisch zicht). Met staafjes nemen we geen kleur waar, maar alleen grijstinten en zijn belangrijk voor contrast waarneming.

De kegeltjes hebben een hoge drempelwaarde voor licht en worden dan ook overdag gebruikt en zien we in kleur. Zij bevatten de fotopigmenten en filteren het rode, groene en blauwe licht. De energie van het licht wordt geabsorbeerd en omgezet in elektrische ontlading. Deze elektrische ontlading wordt gebruikt om een signaal door te geven aan onze hersenen. Het netvlies is dus de verbinding tussen de ogen en de hersenen. 

Wanneer het licht op het netvlies geprojecteerd wordt, staat de wereld op zijn kop. De zicht-informatie wordt via zenuwbanen naar de hersenen getransporteerd, waar deze informatie wordt omgedraaid, samengesteld en verwerkt. 

Licht is de basis voor perceptie van kleur – de Additieve kleurmenging RGB en retina  

Licht is de elektromagnetische straling die het oog stimuleert. Licht is niet constant, maar varieert over een breed scala aan tinten, van koel blauw tot warm geel en rood. Elke kleur is variabel door omgevingsfactoren. Daarom hebben we allemaal tinten zoals karmijn rood, bloedrood enz. Deze stimulatie is afhankelijk van zowel de energie (frequentie uitgedrukt als golflengte) als de hoeveelheid licht (aantal fotonen). Het oog is aangepast om het vervormende effect dat deze kleurveranderingen in het licht hebben op de kleurweergave van objecten te minimaliseren.

Hoe gaat dit in zijn werk en welk deel uit het oog registreert die kleuren precies?
Rood, Groen en Blauw (RGB), is de kleurmenging waarmee we alle kleuren kunnen zien. We worden omringt door miljoenen kleuren en ons oog kan daar slechts 160 kleuren mengsels en 10 miljoen kleuren van elkaar onderscheiden. 

Het waarnemen van kleuren is dus het vermogen om licht in verschillende golflengtes te filteren. Door de RGB-receptoren met de verschillende lichtgevoelige pigmenten in onze ogen splitsen zij het licht uit in rood, groen en blauwe golflengtes. De soort kleurinformatie die wij ontvangen, wordt bepaald door twee belangrijke factoren: golflengtebereik (spectrale verdeling) van de lichtbron en de door de oppervlakken van voorwerpen gereflecteerde informatie (reflectiegraad).
Licht is an sich niet rood, blauw of groen, maar we zien het wel als zodanig. Bij de additieve kleurmenging RGB wordt de lichtenergie uit verschillende spectrale bereiken bij elkaar opgeteld. Door de optelsom van de drie spectrale kleuren ontstaat het volledige zichtbare spectrum in de vorm van wit licht. Dit is niet perse wit, maar we zien het als wit.

Effect van kleur in dagelijks leven

Een leven zonder kleur is haast niet voor te stellen. Kleuren reguleren je systeem en geven positieve impulsen aan de stimulering van al je lichaamsfuncties. Ze zorgen voor een betere doorbloeding, ze verhogen je energieniveau of brengen je juist tot rust. Kleur is dan ook een belangrijk onderdeel van informatie die we met onze ogen verzamelen. We gebruiken het zo automatisch dat we niet beseffen hoe belangrijk het is in onze dagelijkse activiteiten als een niet-talige code. Rood voor stoppen, groen voor doorlopen, we weten wanneer fruit of groente rijp is; de rijpe banaan is geel niet groen. 

 

 Het oog en de hersenen

De ogen kijken en voeden de hersenen met informatie. Wat de ogen zien wordt door de hersenen samengesteld afzonderlijk van het biochemische kijkproces. Zien betekent niet de “realiteit” één op één naar de hersenen over te brengen of te spiegelen. Zien is een effectief proces, waarbij het oog licht filtert, structuur aanbrengt en sorteert. Af en toe gaat daarbij informatie verloren, wordt deze veranderd of wordt er zelfs nieuwe informatie bij verzonnen. Dit mozaïek van prikkels op het netvlies is de aanleiding tot het waarnemen van voorwerpen. De hersenen proberen onmiddellijke zintuiglijke gegevens te organiseren naar voorwerpen.  Met enkele lijnen kunnen we een gezicht zien, compleet met gelaatsuitdrukking. Die paar lijnen is alles wat het oog nodig heeft. De rest doen de hersenen. De neuronen in de hersenen zijn verantwoordelijk voor de vertaling van wat er wordt waargenomen. Het beeld wat we krijgen is niet een letterlijke weergaven in het brein. Het wordt mede vormgegeven door de psychologie, de fysiologie en ook door de fysica. Niet zozeer je ogen, maar de manier waarop de hersenen en je hele visuele systeem waarnemen en interpreteren bepalen wat je ziet. De hersenactiviteit maakt van wat we zien een representatie. 

Een illusie is het bewijs dat je niet altijd ziet wat je denkt te zien. Zelfs als je droomt met je ogen dicht gaat het vormen van beelden in je hersen door. Op zo’n moment registreren je ogen niets, maar indrukken van je ervaringen worden in beeld verwerkt. Zien is dan ook voornamelijk een hersenactiviteit. 

Invloeden op het kijken

Het waarnemen gebeurd voornamelijk met de hersenen. Dit is niet alleen gebaseerd op het biochemische kijkproces, maar ook op ervaringen gecombineerd met de andere zintuiglijke prikkels: tast, smaak, reuk, gehoor, temperatuur en pijn. Hoe we kijken en wat we zien in de kleurperceptie wordt dus bepaald door zoveel factoren waaronder: bestaan (levensonderhoud strategie, jager-verzamelaar), genetica (bijvoorbeeld DNA, anatomie en hersenen), verftechnologie, gekleurde artefacten, geografische lokalisering, demografische kenmerken, UV-B incidentie, klimaat, culturele factoren als taal, populatiegrootte, gender, afstanden tot bijvoorbeeld meren (vochtigheid), kleurenblindheid en familie oorsprong. Individueel kunnen dus onze chroma waarde (kleurnuances) onderling verschillen onder invloed van bovenstaande factoren. 

Hoe de hersenactiviteit erin slaagt om een beeld op te roepen in het bewustzijn, is niet alleen een biologische of natuurkundige vraag, maar zeker ook een logische taalkundige vraag.

Het woord blauw is de laatste kleur die benoemd werd in oude talen, zoals het Grieks, Chinees, Japans en Hebreeuws. Taalhistoricus Lazarus Geiger ontdekte dat elke cultuur als eerste woorden had voor zwart en wit of licht en donker. Het volgende woord voor een kleur in elke taal was rood, gevolgd door geel en groen en uiteindelijk blauw. Talen van verschillende culturen hebben andere kleurbenamingen. Een taal van een kleine bevolking uit Nieuw-Guinea, Dani, heeft zelfs geen namen voor kleuren, maar duiden alles als ‘donker’ of als ‘licht’. De Inuit onderscheiden een palet aan termen om de vele tinten wit van sneeuw te onderscheiden. 

We vroegen ons al eerder af hoe het komt dat de Himba-stam meer groene tinten zien dan wij? En hoe zit dat in hun genetica? Deze vraag legde we voor aan Carla Remesal van Merode en Marleen Gosens, docenten op de Avans Hogeschool Breda. Met hun hebben we  op regelmatige basis contactmomenten gehad en hebben ons meegenomen in de wonderlijke wereld van de DNA. 

De Himba-stam heeft moeite met de kleur blauw bleek uit het kleurenonderzoek van Jules Davidoff. Het onderzoek bestond uit verschillende blokjes met dezelfde kleur groen, 1 blokje blauw en 1 blokje met een klein tintje lichter groen, In de taal van de stam bestaat er geen woord voor blauw. Ze hadden geen enkele moeite om de afwijkende kleurvlak aan te duiden maar het blauw konden ze niet onderscheiden. 

Voor het woord groen hebben ze daarom een heleboel woorden en zit blauw niet in hun woordenschat. Waarom is er geen woord voor blauw in hun linguïstiek? Het kan duiden op het feit dat de kleur simpelweg niet gezien wordt. Volgens recent onderzoek uit 2021 wordt er een verband gezien tussen de aanwezigheid van het  woord blauw in taalgebruik en de hoeveelheid zonlicht. Het woord voor blauw komt eerder voor bij een grotere populatie, die zich op hogere breedtegraden bevindt (waar de incidentie van UV-B-straling lager is), en in de buurt van grote wateren (met name meren). 

“Door de verschillende hoeveelheden blauw uit te snijden, in verschillende maar op elkaar lijkende groene mengsels, ziet het groen er anders uit; en bijna alle andere contrasten kunnen door het dier worden opgeofferd als alleen die tussen groenen, zo talrijk in de natuur, kunnen worden versterkt.”  — Walls

Als we in onze zeer vroege ontwikkeling blootgesteld gesteld worden aan extreme variatie in direct zonlicht beïnvloedt dat ook het kleurenzicht. De invloed van zonlicht kan schade geven aan het netvlies (lensbrunescentie) wat effect heeft op hoe je kleuren ziet, waardoor blauw en groen minder goed van elkaar te onderscheiden zijn. 

Het kleurenpallet is anders hier dan bijvoorbeeld rond de evenaar. Dit is door de evolutie door de jaren heen aangepast aan onze omgevingsomstandigheden. Waar men meer in de bossen zich bevindt, zal een andere kleurenpalet ontwikkelen dan degene die leven in een woestijngebied.

Deze evolutionaire en culturele variaties van onze kleurperceptie zijn ontstaan door de verschillen in leefomstandigheden. De taalontwikkeling, civilisatie en UV-stralingen zijn van grote invloed op ons kleurenpallet.

 

Lensen en filters

In het oog wordt het licht gebroken door de lens. De voorste oogkamer, die de voornaamste lenswerking van het oog verzorgt, projecteert samen met de ooglens voor de scherpstelling, een scherp, kopstaand beeld op het netvlies. De lichtsterkte ervan wordt, net als bij een camera, geregeld door een diafragma. Bij de mens heeft het regenboogvlies de functie van diafragma. Kringspiertjes trekken dit, afhankelijk van de lichtsterkte, in meerdere of mindere mate dicht.

Er zijn vele uitdrukkingen die we kennen waar je zicht wordt veranderd of verbeterd als je de wereld inkijkt. Bijvoorbeeld door de roze brillen, rode vizieren, lasbrillen, zonnebrillen, gele brillen, contactlenzen worden ingezet om zicht prestaties te verbeteren. Nieuwe ontwikkelingen binnen gekleurde intraoculaire lenzen kunnen de ogen beschermingen geven tegen bijvoorbeeld schade door blauw licht, schittering van licht te verminderen of chromatisch contrast te verbeteren. Dit zijn allemaal voorbeelden om het gezichtsvermogen te optimaliseren. Ook worden ze veelvuldig gebruikt binnen de fotografie en apps, zoals instagram, om je beeld beter en mooier te maken. We hebben ons verdiept in deze brede waaier van lenzen of te wel filters in de Virtual Reality.

LICHT IS DAN OOK KLEUR, EN SCHADUW
DE AFWEZIGHEID DAARVAN.

J.M.W. Turner

Experiment en proof of concepts

Vanuit de opgedane kennis binnen het waarnemingsproces weten we zonder licht geen kleur. Eerst zijn we dan ook gaan experimenteren met lichtbreking in de VR. En vervolgens met RGB-pigmenten die ook werken op basis van lichtbreking. 

Zoals DNA de kleinste molecuul is van het menselijk genoom, is de diamant bij uitstek de molecuul met de hoogste brekingsindex, namelijk 2.419. En dus het materiaal wat een lichtbundel breekt in de spectrum kleuren. We hebben deze eenvoudige kristal molecuul van de diamant volgens natuurkundige wetmatigheden opgebouwd in 3D software. 

In de maakbare digitale werkelijkheid hebben we de brekingsindex kunnen opschalen naar 2.442. Deze hebben we dan ook gepatenteerd op dinsdag 16 november 2021.In de kristalstructuur van de diamant zijn de facetten samengesteld in de vorm van een octaëder. Een lichtbundel wordt hierin gevangen en legt een grotere afstand af dan we kunnen waarnemen. Telkens als de lichtbundel door de facetten gaat, wordt het licht verdeeld en omgeleid. Dit noemen we virtuele facetten. Door een kleine verandering van positie ervaar je de onvoorspelbare aard van het licht- en kleurenspektakel. 

Dit is de basis van de drie proof of concepts  ‘One and 2.442 Diamonds’ waarin verschillende perspectieven van KASBOEKdiamant het uitgangspunt is.

Filter in de Virtual Reality

Virtual reality wordt gebruikt om immersieve omgevingen te simuleren. We hebben de VR niet als game engine gebruikt maar meer als digitale filter. We hebben de 3D diamant kristalstructuur in een Virtual Reality omgeving geplaatst, waardoor er een schaalvergroting plaats kon vinden. Wat gebeurt er als je je midden in de kristalstructuur kan bevinden? Wat gebeurt er met de omgeving en hoe worden kleuren, facetten en lichtbreking ervaren? De bezoeker wordt ondergedompeld in een 360 lens / filter met de grootst mogelijke brekingsindex. De vorm is gebaseerd op de driedimensionale hyperrealistisch kristalstructuur en interacteert met jou en de omgeving op een volledig responsieve manier. Door van positie te veranderen, beweeg je van facet naar facet en ervaar je de kleurverandering en lichtbreking op grote schaal. De technisch moeilijk realiseerbare caustics, de lichtstralen die worden gereflecteerd of gebroken door een gekromd oppervlak of object, maakte de VR ervaring intens in natuurlijkheid en kleurrijkheid. Het bracht een duidelijke perspectiefverandering met zich mee omdat de mensen zich als de materie beschouwden of het ‘object’ werden.

De KASBOEKdiamant is de lens die we steeds kunnen voorzien van een andere filter. Door specificaties van een filter te wijzigen en te onderzoeken wat dit voor invloed heeft op ons zicht en ervaring. 

In 1931 werden door het CIE (fr. Committée Internationale de l’Eclairage) standaard kleurafstemfuncties vastgelegd voor de monochromatische primairen 700 nm (rood), 546.1 nm (groen) en 435.8 nm (blauw). Deze kleurenruimte wordt gebruikt bij het voorspellen van denkbeeldige kleuren of bijvoorbeeld bij de codering of definiëring van de waarneembaarheid van kleurverschillen.

Deze driedimensionale kleurruimte drukt het kleurenspectrum uit als drie waarden: L* voor perceptuele lichtheid, en a* en b* voor de vier unieke kleuren van het menselijk zicht: rood, groen, blauw en geel. Een perceptueel uniforme ruimte, waar een gegeven numerieke verandering overeenkomt met een vergelijkbare waargenomen verandering in kleur. Deze is nuttig voor het detecteren van kleine kleurverschillen (chroma waarde).

Met deze kennis hebben we onze VR ervaring uitgebreid. We hebben een kleurruimte (colour space) in de KASBOEKdiamand gecreëerd volgens het spectrum van het menselijke zicht, de CIELUV kleurenruimte. In drie situaties hebben we verschillende personen laten deelnemen in de VR ruimte. In real-time veranderden we de chroma waarde (kleurnuances). Op deze manier werd het een dynamische proof of concepts waaruit we wilden testen wat de kleurrijkheid met je doet op het gebied van emoties in een immersieve ervaring. Door de afwezigheid van objecten, kun je alleen op kleur en kleurverandering reageren. Ervaringen waarin emotie leidend is.

De onderdompeling in kleur neemt je mee van de ene kleur en geeft verschillende emoties. Deze zijn persoonlijk en worden door herinneringen aangevuld hoe je de VR ervaring beleefd.

Resultaten geven aan dat kleurrijkheid het belangrijkste perceptuele kenmerk is. Een nieuwe reeks afbeeldingen hebben we hieruit gemaakt door in de chroma waarde te variëren, terwijl de lichtheid en de tinthoek constant werden gehouden.

RGB-pigmenten

De nieuwe reeks afbeeldingen die we vanuit het voorgaande onderzoek hebben gemaakt, hebben we naar de fysieke werkelijkheid gebracht door te experimenteren met de eerder genoemde RGB-pigmenten. Qua werking van deze pigmenten weten we dat deze de overeenkomst met hoe we de wereld waarnemen, aangezien ze gebaseerd zijn op de RGB-functionaliteit.  

De reeks afbeeldingen van de virtuele diamant hebben we gezeefdrukt in de RGB kleuren en wit.  De refractie van deze pigmenten heeft effect op de kleurintensiteit. De lichtbreking of refractie is wat er gebeurd wanneer een lichtbundel van richting verandert en overgaat van bijvoorbeeld materie lucht in materie water. Doel was een optimale kleurweergave van de 3D diamant in de fysieke werkelijkheid. We suggereren dat wanneer mensen naar de afbeeldingen kijken dat ze worden verrast door het effect van het licht op de pigmenten. Met Merckgroup en Cees Baeten Zeefdruk hebben we op verschillende manieren, verschillende verhoudingen en legio tests gedaan om de waargenomen natuurlijkheid en de waargenomen kleurrijkheid van de afbeeldingen te optimaliseren. De werken KASBOEKdiamond Spectrum Day en KASBOEKdiamond Spectrum Night zijn hieruit voortgekomen. Met deze werken hebben we getest op: vanuit welke positie de waargenomen ‘natuurlijkheid’, ‘kleurrijkheid’ en ‘kwaliteit’ van afbeeldingen het beste is te ervaren en wat heeft daar invloed op. Op de KunstRAI Amsterdam 2022 in Amsterdam werd duidelijk dat de positie van het werk ten opzichte van een lichtbron van groot belang is om het werk in optima forma te laten ervaren. En terwijl het een virtuele diamant is, werd deze wel als werkelijk ten opzichte van natuurlijkheid en kleurrijkheid ervaren. Misschien juist dus vanwege de RGB-pigmenten. Om nog dichter bij het CIELUV spectrum te komen gaan we de vierde kleur geel verder uitdiepen. En kunnen we nog een stap verder gaan en een koppeling maken met de vertaling van DNA-code naar computercode?

DNA
Recent kwam in het nieuws dat het menselijk genoom helemaal is ontcijferd. Het genoom is daar waar alle genetische informatie van een bepaald organisme in gevat zit. Het menselijk DNA is 3 miljard letters maal twee, want we hebben de letters altijd dubbel. Samen vormen ze de DNA streng. Waarom het menselijk genoom nu echt helemaal is uitgelezen, is omdat er, tot nu toe, de stukken repetitief DNA niet werden meegenomen in het verhaal. Er stond heel veel DNA tussen dat geen bouwplannen leken te bevatten. Het werd heel lang junk DNA genoemd. Het leek tot voor kort dat ze een nutteloos overblijfsel waren in de DNA-bibliotheek. Maar er worden steeds meer, bijvoorbeeld regulatorische, functies aan toegeschreven of structurele functies om bijvoorbeeld bepaalde eiwitten te laten binden. DNA bevat de bouwplannen voor de eiwitten. Dat verklaart wanneer een eiwit verkeerd gebouwd is, dat je dan een bepaalde eigenschap of een aandoening hebt waar je overigens niets van kan merken.

DNA sequensen
Met de methode van sequensen is het opknippen van de DNA streng in stukjes van 500 à 1000 basis-paren. Dit is een methode om het DNA enigszins overzichtelijk uit te kunnen lezen. Waar de stukjes dan overlappen wordt de puzzel dan weer verder gelegd. Op deze manier krijg je het volledige DNA streng zichtbaar. Deze manier wordt wel eens vergeleken het leggen van een puzzel van de blauwe lucht van 1000 stukjes. Om duidelijk te maken dat het een heel tijdrovend en nauwkeurig proces is. Mocht je de puzzel over het verkeerde segment plakken dan kan er een verkeerde interpretatie komen. Daarom proberen ze zo lang mogelijke stukken uit te lezen (long read sequencing), zodat er zo min mogelijk foutjes in kunnen sluipen. Nu de puzzel compleet is, komt het analyseren er van. Ondanks dat de DNA nu leesbaar is, is het interpreteren ervan van een nog grotere orde.

Laboratoriumonderzoek aan Avans

Met docenten Carla Remesal en Marleen Gosens van de opleiding Biologisch en Medisch Laboratoriumonderzoek aan Avans in Breda hebben we de vraagstelling in het licht van DNA gezet. Zij hebben ons veel wetenschappelijke inzichten gegeven. DNA is niet perse een gemakkelijke en afgehandelde materie is. Veel vragen hierover zijn niet opgelost, en van het ene antwoord komen we in de volgende vraag. Er wordt dus nog ongelooflijk veel onderzoek naar gedaan en voorlopig zijn we er nog niet op uitgekeken.

Ze hebben ons meegenomen in wereld van nieuwe innovatieve DNA-sequencing-techniek op het gebied van microbiologie. In het lab hebben we live een sequentie kunnen volgen van de E.Coli bacterie. Deze bacterie wordt gebruikt als model voor bacteriën in het algemeen. Het is een modelorganisme omdat het een relatief klein en eenvoudig genoom heeft. Vanwege het gemak om de bacterie te manipuleren, speelt deze bacterie een belangrijke rol in de biotechnologie. In 2019 is de genoom van de bacterie zelfs volledig geherprogrammeerd. 

Een gemiddelde bacterie-gen is ongeveer 1 kb. Ze bevat circa 300 codons, verantwoordelijk voor een even groot aantal aminozuren in het bijbehorende eiwit. Codons zijn de tripletcode van steeds drie basen – adenine (A), cytosine (C), guanine(G) of uracil (U)– die aan de basis staat van de vertaling van dna in aminozuren. Een proces waar, zoals we kennen van de Covidzelftesten, een kleine druppel op een plaatje wordt gepipetteerd. Deze wordt opgenomen door verschillende kleine filters. Als de test gelukt is zijn er een x aantal filters die elektrische impulsen geeft aan het systeem. Hoe meer elektronische impulsen hoe beter de test gelukt is en hoe meer er kan worden afgelezen. Dit is de manier van het kraken van de DNA-code tegenwoordig. Illumina sequencing of nanoporetech wordt heel veel gedaan. Het is ondertussen allemaal een stuk toegankelijker geworden, nauwkeuriger maar zeker ook duurder. Een bijzondere ontwikkeling is dat eigenlijk geweldige uitvindingen inmiddels al ‘gewoon’ worden.

DNA en het kijken

Hoe zit het met ons DNA en het kijken? Zijn er verschillen waar te nemen en hebben deze invloed op het waarnemen? Heeft de omgeving waar je geboren wordt en waar je opgroeit een direct effect op hoe je de wereld waarneemt en ook op de evolutie van het kijken en dus ook op de DNA?
Opvallend is dat we 99,9% van het DNA als mens op elkaar lijken. Het minieme verschil van 0,1% maakt dat jij jij bent en ik ik.

Er zijn verschillende soorten kleur ervaringen. Dat heeft te maken met de kegeltjes in het netvlies. Dichromatisch betekent het hebben van twee (di) soorten kegeltjes. Bijvoorbeeld honden, muizen en de meeste soorten apen hebben dit. De mens trichromatisch.  De mens heeft drie (tri) soorten kegeltjes in het netvlies. Rood, groen en blauw. dit is de trichromatische kleurwaarneming.
Tetrachromatisch: De meeste vogels, bijen, rendieren, veel knaagdieren, sommige reptielen en sommige vissen hebben vier (tetra) soorten lichtreceptoren. In veel gevallen is de extra receptor gevoelig voor UV licht. Dit  kan helpen bij het vinden van voedsel, het ontwijken van natuurlijke vijanden en het selecteren van een partner om zich mee voort te planten.
Een kleur zoals die wordt waargenomen door een tetrachromaat correspondeert dus met een punt in een vierdimensionale ruimte.
Pentachromatisch: Duiven en vlinders zijn pentachromatisch: ze hebben vijf (penta) verschillende lichtreceptoren
Er zijn ook dieren met 12 tot 16 verschillende lichtreceptoren. Sommigen daarvan zijn zelfs in staat om de polarisatierichting van het licht waar te nemen.

Oog chromosoom

61 genen zijn  tot nu toe ontdekt zijn specifiek met betrekking op het oog. Waar ze allemaal precies voor staan is nog te onderzoeken. Dit onderzoek wordt op op eiwitten onder andere onderzocht. Eiwitten regelen veel processen in het lichaam. Het DNA wordt in de celkern gekopieerd naar buiten de celkern. Dit proces is heel kwetsbaar. Als dit niet helemaal goed gaat heeft dat effect op hoe je bijvoorbeeld de wereld om je heen ervaart. Honderden van deze eiwitten zijn specifiek betrokken bij het omzetten van licht in beelden in het netvlies (in de fotoreceptoren). Als een van die genen een mutatie (verandering) bevat, kun je bijvoorbeeld kleuren anders zien (Himba Stam groentinten,  kleurenblind, tetrachromie). Tegelijkertijd zijn veel van deze varianten niet schadelijk of hebben voor zover we weten geen impact. Het gen waar de kleurperceptie in vastgelegd is het  OPN1LW-gen in de opsins (fotopigmenten) Dit gen is zeer polymorf blijkt uit een studie van 236 mannen waar wel 85 varianten van gevonden zijn. Overigens zeggen we dat de mens een trichromatische kleurwaarneming heeft, maar omdat dit gen op de X-chromosoom aanwezig is, betekent dit dat er een klein percentage van de vrouwen zelfs een extra type kleur receptor hebben, hun kleurwaarneming tetrachromatisch is (vier soorten lichtreceptoren) dat meer bij dieren voorkomt.

Van code naar synthetische DNA

Een retina DNA-code database opbouwen en een methode ontwikkelen om deze code te vertalen naar computercode waarmee we een systeem kunnen ontwikkelen dat ons in staat stelt om door de ogen van een ander naar de werkelijkheid te kijken.
Opslagmedium van de natuur
Mensen uit verschillende delen van de wereld hebben verschillende hoeveelheden pigmentmoleculen in hun retina, waardoor ze letterlijk kleuren anders waarnemen

Wat gebeurt er als we het perspectief van een ander kunnen aannemen en de grenzen van ons eigen waarneming kunnen verleggen? Wat voor invloed heeft dat op onze eigen ervaring en interpretatie? Dat is waar het in dit project over gaat. Na al dit thematisch onderzoek en uitproberen van verschillende manieren van perspectieven aannemen, werd duidelijk dat dit misschien (nog) niet zomaar te doen is. Zeker ook omdat de menselijke genoom in mei 2021 pas volledig in kaart is gebracht.

Het DNA is niet enkel een chemische geheugenchip voor de productie van eiwitten. DNA functioneert als een bio-computer die in staat is om biologische informatie te verwerken. Russische onderzoekers hebben hogere programmeertalen ontdekt in het DNA. Zij ontdekten dat de tekst van het DNA-boek namelijk veranderd kon worden. Met andere woorden, de software van het menselijke genoom, ons DNA-molecuul, kan geherprogrammeerd worden door menselijke spraak, laserlicht en menselijke emoties. Het DNA-molecuul als golfvorm is afgestemd op het hart en is in staat om haar ‘akoestische emoties’ te ontvangen. Onze emoties programmeren dus ons DNA en beïnvloeden het immuunsysteem van onze cellen.

Interessant is de vergelijking van de DNA en computer opslag. In de biologie is organisch materiaal dat erfelijke informatie draagt, zoals DNA en RNA, een opslagmedium. Een opslagmedium van de natuur. Recentelijk wordt synthetisch DNA onderzocht om gebruikt te worden voor het opslaan van digitale gegevens.​​ Binaire code wordt daarvoor omgezet in de vier nucleobasen adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). In theorie kunnen zo zettabytes, miljarden terabytes, op kleine schaal opgeslagen worden. 

bits, bytes en DNA

Computers werken met nulletjes en eentjes, dat zijn de bits. 1 byte bevat 8 bits. In een bit zijn er 2 mogelijkheden (nul of één) dus in een byte passen 2 tot de macht 8 mogelijkheden (256 mogelijkheden). Het menselijk DNA bestaat uit 3 miljard letters. Elke letter heeft  4 mogelijkheden (A,T,C,G). Ter verduidelijking, dat zijn er meer dan 2 per bit. Dus per letter is 2 bit nodig: 00, 01, 10, 11, om dna code te vertalen naar computercode. Dat ziet er dan bijvoorbeeld zo uit:  A=00, T=01, G=10, C=11. En zo zijn de basisparen A-T & G-C en T-A & C&G om te zetten in computercode. 

Het bijzondere is dat je dan niet alleen de DNA code hebt, je kunt deze DNA molecuul printen waarin je DNAcode geschreven staat. En dat is synthetische DNA. Een klein beetje van een zoutachtige korrel in een reageerbuisje. Omdat de waarneming complex en moeilijk te bewijzen is, brengt ons de volgende stap. Wanneer we i.p.v. DNA te koppelen aan verbeelding, verbeelding koppelen aan DNA. Zou dan een verandering van perspectief zichtbaar verschillen in de DNAsequence?

Dus in plaats van DNA om te zetten in beeldtaal, zetten we beeldtaal om in DNA. Dan zouden we zintuiglijke ervaringen en nuances naar een code in een digitale uitwerking kunnen vertalen. Hiermee is een verandering van perspectief, een verandering in het DNA. En kan dit vervolgens het vertrekpunt worden van discussie, uitwisseling en verwondering.

Van pixels naar binaire code naar DNA code

Een beeld is opgebouwd uit pixels. En dat is om te zetten in een binaire code. Eerst, met welk beeld gaan we werken? De start van het ‘zien’ is dat lichtstralen via de ooglens worden afgebogen, zodat ze allemaal op hetzelfde punt op het netvlies vallen. Het licht valt door het oog door verschillende mediums (Vloeistoffen, lens en netvlies). Elke overgang van het ene materiaal naar het andere heeft een andere brekingsindex. Deze breking van het licht maakt dus dat het licht een klein beetje van richting verandert bij de overgang van het ene medium naar het andere.
Daarna, als het licht eenmaal op de retina valt, wordt het beeld gevormd door de miljoenen fotoreceptoren, de kegeltjes en staafjes. Deze fotoreceptoren geven het beeld dan weer door aan de hersenen via de optische zenuw. De lichtbreking is bepaald dus in eerste instantie dat beeld naar je hersenen kunnen worden gestuurd. Onze inspiratie voor dit werk is de hoogst haalbare lichtbreking en dat hebben we gevonden in de diamantstructuur. We hebben de eenvoudige kristalstructuur van diamant volgens natuurkundige wetmatigheden opgebouwd in 3D software. Diamant is bij uitstek het materiaal in de natuur met hoogste brekingsindex. De facetten samengesteld in de vorm van een octaëder, bevinden zich aan de binnenkant van de kristalstructuur. De lichtbundel wordt hierin gevangen en legt een grotere afstand af dan we kunnen waarnemen. Telkens als de lichtbundel door de facetten gaat, wordt het licht verdeeld en omgeleid. Dit noemen we virtuele facetten. Door een kleine verandering van positie ervaar je de onvoorspelbare aard van het licht- en kleurenspektakel. Vanwege deze techniek hebben we een nog hogere lichtbreking weten te krijgen dan de diamant en deze hebben we dan ook gepatenteerd op dinsdag 16 november 2021. Onze KASBOEKdiamant heeft de brekingsindex van 2.442. 

De KASBOEKdiamant in zijn natuurlijkste vorm.
Om de DNA code van de diamant op te halen, moet het beeld omgezet worden in een binaire code. Eerst hebben we het beeld uit elkaar gehaald tot een rode, groene, blauwe en witte laag. Net als in het oog is en digitaal beeld opgebouwd uit de additieve kleurenmix (rood, groen en blauw) i.p.v. de primaire kleurenmix (rood, geel en blauw).

Aangezien we voor de zeefdrukken de verschillende lagen hebben gemaakt om te kunnen experimenteren met de RGB werking, hebben we ook de RGB lagen van de KASBOEKdiamant natural gefilterd. Zo zetten we het beeld om in binaire code per kleurlaag. Door RGB en Wit te koppelen met ACTG zouden we tot een DNA code kunnen komen. Op de plek van de nul in dit geval, wordt vervangen voor een letter. Alleen kwamen we vervolgens in de knoei met dat er op dezelfde locatie, zowel blauw aanstond als groen. Met het idee dat RGB samen wit wordt, is dit niet een route die we naast ons neer hebben gelegd. 

wordt vervolgd…