Megtévesztett szem. Az emberi szem fejjel lefelé látja a tárgyakat Milyen kép képződik a szem retináján?

Megszoktuk, hogy a világot olyannak látjuk, amilyen, de valójában minden kép fejjel lefelé jelenik meg a retinán. Nézzük meg, miért lát az emberi szem mindent megváltozott állapotban, és milyen szerepet játszanak ebben a folyamatban a többi elemző.

Hogyan működnek a szemek valójában?

Lényegében az emberi szem egy egyedülálló kamera. A rekeszizom helyett egy írisz található, amely összehúzza és összehúzza a pupillát, vagy megnyújtja és kitágítja, hogy elegendő fény jusson a szembe. Ekkor a lencse lencseként működik: a fénysugarak fókuszálnak és elérik a retinát. De mivel a lencse jellemzőiben bikonvex lencsére hasonlít, a rajta áthaladó sugarak megtörnek és megfordulnak. Ezért egy kisebb, fordított kép jelenik meg a retinán. A szem azonban csak a képet érzékeli, az agy pedig feldolgozza azt. A képet visszafordítja, külön-külön szemenként, majd egyesíti őket egy háromdimenziós képpé, korrigálja a színt és kiemeli az egyes tárgyakat. Csak e folyamat után jelenik meg valódi kép a minket körülvevő világról.

Úgy tartják, hogy az újszülött a 3. élethetéig fejjel lefelé látja a világot. Fokozatosan a gyermek agya megtanulja érzékelni a világot olyannak, amilyen. Ráadásul az ilyen edzések során nemcsak a vizuális funkciók fontosak, hanem az izmok és az egyensúlyi szervek munkája is. Ennek eredményeként valódi kép alakul ki a képekről, jelenségekről és tárgyakról. Ezért megszerzettnek tekintjük azt a megszokásos képességünket, hogy pontosan így és nem másképp tükrözzük a valóságot.

Megtanulhatja az ember fejjel lefelé látni a világot?

A tudósok úgy döntöttek, hogy megvizsgálják, vajon egy ember élhet-e egy fejjel lefelé fordított világban. A kísérletben két önkéntes vett részt, akiket képfordító szemüveggel láttak el. Az egyik mozdulatlanul ült egy széken, nem mozgatta sem a karját, sem a lábát, a másik pedig szabadon mozgott, és segítséget nyújtott az elsőnek. A vizsgálat eredményei szerint az aktív ember meg tudott szokni az új valóságtól, a második viszont nem. Csak az ember rendelkezik ilyen képességgel - ugyanaz a kísérlet egy majommal hozta az állatot félig eszméletlen állapotba, és csak egy héttel később kezdett fokozatosan reagálni az erős ingerekre, és mozdulatlan maradt.

A vizuális rendszer kiegészítő berendezései és funkciói

A vizuális szenzoros rendszer egy komplex segédberendezéssel van felszerelve, amely magában foglalja a szemgolyót és a mozgását biztosító három izompárt. A szemgolyó elemei végzik a retinába belépő fényjel elsődleges átalakítását:
a szem optikai rendszere a képeket a retinára fókuszálja;
a pupilla szabályozza a retinára eső fény mennyiségét;
- a szemgolyó izmai biztosítják folyamatos mozgását.

Kép kialakulása a retinán

A tárgyak felületéről visszaverődő természetes fény diffúz, azaz. A tárgy egyes pontjaiból érkező fénysugarak különböző irányokba érkeznek. Ezért a szem optikai rendszerének hiányában a tárgy egy pontjából érkező sugarak ( A) a retina különböző részeire esne ( a1, a2, a3). Egy ilyen szem képes lenne megkülönböztetni a megvilágítás általános szintjét, de a tárgyak körvonalait nem (1. ábra A).

Ahhoz, hogy a környező világban lássuk a tárgyakat, szükséges, hogy a tárgy egyes pontjaiból érkező fénysugarak csak a retina egy pontját érjék, pl. a képet fókuszálni kell. Ezt úgy érhetjük el, hogy a retina elé gömb alakú törőfelületet helyezünk. Egy pontból kiinduló fénysugarak ( A), az ilyen felületen történő fénytörés után egy ponton összegyűlik a1(fókusz). Így tiszta fordított kép jelenik meg a retinán (1. B ábra).

A fénytörés a két különböző törésmutatójú közeg határfelületén történik. A szemgolyó két gömb alakú lencsét tartalmaz: a szaruhártya és a lencse. Ennek megfelelően 4 fénytörő felület létezik: levegő/szaruhártya, szaruhártya/szem elülső kamrájának vizes folyadéka, vizes folyadék/lencse, lencse/üvegtest.

Szállás

Az akkomodáció a szem optikai berendezése törőképességének a kérdéses tárgytól való bizonyos távolságra való beállítása. A fénytörés törvényei szerint, ha egy fénysugár egy törő felületre esik, akkor a beesési szögtől függő szöggel elhajlik. Amikor egy tárgy közeledik, a belőle kiinduló sugarak beesési szöge megváltozik, így a megtört sugarak egy másik pontban konvergálnak, ami a retina mögött helyezkedik el, ami a kép „elmosódásához” vezet (2. ábra). B). Az újbóli fókuszáláshoz növelni kell a szem optikai berendezésének törőképességét (2. B ábra). Ezt a lencse görbületének növelésével érik el, ami a ciliáris izom tónusának növekedésével következik be.

A retina megvilágításának szabályozása

A retinára eső fény mennyisége arányos a pupilla területével. Felnőtteknél a pupilla átmérője 1,5 és 8 mm között változik, ami körülbelül 30-szoros változást biztosít a retinára eső fény intenzitásában. A pupillareakciókat az írisz két simaizomrendszere biztosítja: ha a körkörös izmok összehúzódnak, a pupilla szűkül, a radiális izmok összehúzódása esetén a pupilla kitágul.

A pupilla lumenének csökkenésével a kép élessége nő. Ennek az az oka, hogy a pupilla szűkülete megakadályozza, hogy a fény elérje a lencse peremterületeit, és ezáltal kiküszöböli a szférikus aberráció által okozott képtorzulást.

Szemmozgások

Az emberi szemet hat szemizom mozgatja, amelyeket három agyideg – oculomotoros, trochleáris és abducens – beidegz. Ezek az izmok a szemgolyó kétféle mozgását biztosítják - gyors szakkádikus mozgásokat (saccades) és sima nyomkövető mozgásokat.

Ugró szemmozgások (szakkádok) álló tárgyak megtekintésekor keletkeznek (3. ábra). A szemgolyó gyors fordulatai (10-80 ms) váltakoznak egy ponton (200-600 ms) a mozdulatlan tekintet rögzítésével. A szemgolyó elfordulási szöge egy saccade alatt több ívperctől 10°-ig terjed, és amikor a tekintetet egyik tárgyról a másikra mozgatja, elérheti a 90°-ot. Nagy eltolási szögek esetén a saccade-okat fejforgatás kíséri; a szemgolyó elmozdulása általában megelőzi a fej mozgását.

Sima szemmozgások kíséri a látómezőben mozgó tárgyakat. Az ilyen mozgások szögsebessége megfelel a tárgy szögsebességének. Ha ez utóbbi meghaladja a 80°/s-ot, akkor a követés kombinálttá válik: a sima mozgásokat saccades és fejfordulás egészíti ki.

Nystagmus - a sima és szaggatott mozgások időszakos váltakozása. Amikor egy vonaton utazó kinéz az ablakon, szeme simán követi az ablakon kívül mozgó tájat, majd tekintete hirtelen egy új rögzítési pontra vándorol.

Fényjel átalakítása fotoreceptorokban

A retina fotoreceptorainak típusai és tulajdonságaik

A retinán kétféle fotoreceptor található (rudak és kúpok), amelyek szerkezetükben és élettani tulajdonságaikban különböznek egymástól.

Asztal 1. A rudak és kúpok élettani tulajdonságai

	Botok	Kúpok
Fényérzékeny pigment	Rhodopszin	Iodopsin
Maximális pigment felszívódás	Két maximuma van - az egyik a spektrum látható részén (500 nm), a másik az ultraibolya sugárzásban (350 nm)	3 típusú jodopszin létezik, amelyek abszorpciós maximummal rendelkeznek: 440 nm (kék), 520 nm (zöld) és 580 nm (piros)
Sejtosztályok		Minden kúp csak egy pigmentet tartalmaz. Ennek megfelelően a kúpoknak 3 osztálya van, amelyek érzékenyek a különböző hullámhosszúságú fényre
Retina eloszlása	A retina központi részén a rudak sűrűsége körülbelül 150 000 per mm2, a periféria felé 50 000 per mm2-re csökken. A foveában és a vakfoltban nincsenek rudak.	A kúpok sűrűsége a központi foveában eléri a 150 000/mm2-t, a vakfoltban hiányoznak, és a retina teljes fennmaradó felületén a kúpok sűrűsége nem haladja meg a 10 000 per mm2-t.
Fényérzékenység	A rudak körülbelül 500-szor magasabbak, mint a kúpok
Funkció	Fekete-fehér (scototopikus látás) biztosítása	Szín biztosítása (fototop látás)

Dualitás elmélet

A két fényérzékenységben eltérő fotoreceptor rendszer (kúpok és rudak) jelenléte lehetővé teszi a változó külső megvilágítási szintekhez való alkalmazkodást. Gyenge fényviszonyok között a fény érzékelését rudak biztosítják, míg a színek megkülönböztethetetlenek ( scototopikus látás e). Erős fényben a látást elsősorban kúpok biztosítják, ami lehetővé teszi a színek jól megkülönböztetését ( fototopikus látás ).

A fényjel átalakításának mechanizmusa a fotoreceptorban

A retina fotoreceptoraiban az elektromágneses sugárzás (fény) energiája a sejt membránpotenciáljának ingadozásának energiájává alakul. Az átalakulási folyamat több szakaszban zajlik (4. ábra).

Az első szakaszban egy fényérzékeny pigment molekulájába belépő látható fény fotonját a konjugált kettős kötések p-elektronjai abszorbeálják 11- cis-retinális, míg a retina átmegy transz-forma. Sztereomerizáció 11- cis-retina konformációs változásokat okoz a rodopszin molekula fehérje részében.

A 2. szakaszban aktiválódik a transzducin fehérje, amely inaktív állapotában szorosan kötött GDP-t tartalmaz. A fotoaktivált rodopszinnal való kölcsönhatás után a transzducin a GDP molekulát GTP-re cseréli.

A 3. szakaszban a GTP-tartalmú transzducin komplexet képez az inaktív cGMP foszfodiészterázzal, ami az utóbbi aktiválásához vezet.

A 4. szakaszban az aktivált cGMP foszfodiészteráz intracellulárisan hidrolizál GMP-ből GMP-vé.

Az 5. szakaszban a cGMP koncentráció csökkenése a kationcsatornák bezárásához és a fotoreceptor membrán hiperpolarizációjához vezet.

A jelátvitel során végig foszfodiészteráz mechanizmus megerősödik. A fotoreceptor válasz során egyetlen molekula gerjesztett rodopszin képes több száz transzducin molekulát aktiválni. Hogy. A jelátvitel első szakaszában 100-1000-szeres erősítés következik be. Minden aktivált transzducin molekula csak egy foszfodiészteráz molekulát aktivál, de az utóbbi több ezer molekula GMP-vel történő hidrolízisét katalizálja. Hogy. ebben a szakaszban a jel további 1000-10 000-szeresére erősödik. Ezért, amikor egy jelet egy fotonról a cGMP-re továbbítanak, több mint 100 000-szeres erősítés léphet fel.

Információfeldolgozás a retinában

A retina neurális hálózatának elemei és funkcióik

A retina neurális hálózata 4 típusú idegsejtet tartalmaz (5. ábra):

- ganglionsejtek,
bipoláris sejtek,
- amakrin sejtek,
- vízszintes cellák.

Ganglionsejtek – neuronok, amelyek axonjai a látóideg részeként elhagyják a szemet, és a központi idegrendszer felé haladnak. A ganglionsejtek feladata, hogy a retinából a központi idegrendszerbe vezessenek a gerjesztést.

Bipoláris sejtek összeköti a receptor és a ganglionsejteket. A bipoláris sejttestből két elágazó folyamat nyúlik ki: az egyik folyamat több fotoreceptor sejttel, a másik több ganglionsejttel alkot szinaptikus kapcsolatot. A bipoláris sejtek feladata a gerjesztés a fotoreceptoroktól a ganglionsejtekig.

Vízszintes sejtek csatlakoztassa a közeli fotoreceptorokat. A vízszintes sejttestből számos folyamat nyúlik ki, amelyek szinaptikus érintkezést képeznek a fotoreceptorokkal. A vízszintes sejtek fő feladata a fotoreceptorok oldalirányú kölcsönhatásainak végrehajtása.

Amakrin sejtek a vízszintesekhez hasonlóan helyezkednek el, de nem fotoreceptor sejtekkel, hanem ganglionsejtekkel érintkeznek.

A gerjesztés terjedése a retinában

Ha egy fotoreceptort megvilágítanak, akkor receptorpotenciál alakul ki benne, ami hiperpolarizációt jelent. A fotoreceptor sejtben fellépő receptorpotenciál egy transzmitter segítségével szinaptikus kontaktusokon keresztül jut át ​​a bipoláris és vízszintes sejtek felé.

Bipoláris sejtben depolarizáció és hiperpolarizáció is kialakulhat (további részleteket lásd alább), amely szinaptikus érintkezés útján terjed a ganglionsejtekre. Ez utóbbiak spontán aktívak, i.e. folyamatosan akciós potenciálokat generál egy adott frekvencián. A ganglionsejtek hiperpolarizációja az idegimpulzusok gyakoriságának csökkenéséhez, a depolarizáció pedig annak növekedéséhez vezet.

A retina neuronjainak elektromos válaszai

A bipoláris sejt receptív mezője fotoreceptor sejtek halmaza, amellyel szinaptikus kapcsolatokat alakít ki. A ganglionsejt receptív mezején fotoreceptor sejtek összességét értjük, amelyekhez egy adott ganglionsejt bipoláris sejteken keresztül kapcsolódik.

A bipoláris és ganglionsejtek receptív mezői kerek alakúak. A receptív mező központi és perifériás részre osztható (6. ábra). A receptív mező központi és perifériás része közötti határ dinamikus, és a fényszint változásával eltolódhat.

A retina idegsejtjeinek reakciói, amikor befogadó mezőjük központi és perifériás részének fotoreceptorai megvilágítják őket, általában ellentétesek. Ugyanakkor a ganglion- és bipoláris sejteknek több osztálya is létezik (ON -, OFF - sejtek), amelyek különböző elektromos reakciókat mutatnak a fény hatására (6. ábra).

2. táblázat. A ganglion- és bipoláris sejtek osztályai és elektromos válaszaik

Sejtosztályok	Az idegsejtek reakciója a fotoreceptorok által megvilágítva
	a Lengyel Köztársaság középső részén	az RP perifériás részén
Bipoláris sejtek TOVÁBB típus	Depolarizáció	Hiperpolarizáció
Bipoláris sejtek KI típus	Hiperpolarizáció	Depolarizáció
Ganglionsejtek TOVÁBB típus
Ganglionsejtek KI típus	Hiperpolarizáció és AP frekvencia csökkentése	Depolarizáció és az AP frekvencia növekedése
Ganglionsejtek TOVÁBB- KI típus	Álló fényingerre rövid BE, míg gyengülő fényre rövid KI választ adnak.

Vizuális információ feldolgozása a központi idegrendszerben

A látórendszer érzékszervi pályái

A retina ganglionsejtek myelinizált axonjai a két látóideg részeként az agyba kerülnek (7. ábra). A jobb és a bal látóideg egyesül a koponya alján, és létrehozza a látóideg kiazmát. Itt az egyes szemek retinájának mediális feléből érkező idegrostok az ellenoldali oldalra, a retina laterális feléből pedig ipszilaterálisan folytatódnak.

A keresztezés után a ganglionsejtek axonjai az optikai traktusban a laterális geniculate body-ba (LCC) következnek, ahol szinaptikus kapcsolatot alakítanak ki a központi idegrendszer neuronjaival. Az LCT idegsejtjeinek axonjai részeként az ún. a vizuális sugárzás eléri az elsődleges látókéreg neuronjait (Brodmann 17. terület). Továbbá az intrakortikális kapcsolatok mentén a gerjesztés átterjed a másodlagos látókéregre (18b-19 mezők) és a kéreg asszociatív zónáira.

A látórendszer érzékszervi útjai aszerint szerveződnek retinotop elv – a szomszédos ganglionsejtek gerjesztése eléri az LCT és a kéreg szomszédos pontjait. A retina felszíne mintegy az LCT és a kéreg felületére vetül.

A ganglionsejtek axonjainak többsége az LCT-ben végződik, míg a rostok egy része a colliculus superiorba, a hipotalamuszba, az agytörzs pretectalis régiójába és a látóideg magjába következik.

A retina és a colliculus superior közötti kapcsolat a szemmozgások szabályozását szolgálja.

A retina hipotalamuszhoz való vetülete az endogén cirkadián ritmusok és a fényszint napi ingadozásainak összekapcsolására szolgál.

A retina és a törzs pretectalis régiója közötti kapcsolat rendkívül fontos a pupilla lumenének és akkomodációjának szabályozásában.

A ganglionsejtektől szinaptikus bemeneteket is kapó látótraktus magjainak neuronjai az agytörzs vesztibuláris magjaihoz kapcsolódnak. Ez a vetítés lehetővé teszi a test térbeli helyzetének vizuális jelek alapján történő becslését, valamint komplex szemmotoros reakciók (nystagmus) végrehajtását is szolgálja.

Vizuális információ feldolgozása LCT-ben

Az LCT neuronok kerek receptív mezőkkel rendelkeznek. Ezen sejtek elektromos válaszai hasonlóak a ganglionsejtekéhez.

Az LCT-ben vannak olyan neuronok, amelyek akkor gerjesztődnek, ha a receptív mezőjükben világos/sötét határ van (kontraszt neuronok), vagy ha ez a határ elmozdul a receptív mezőn belül (mozgásérzékelők).

Vizuális információ feldolgozása az elsődleges látókéregben

A fényingerekre adott választól függően a kérgi neuronok több osztályba sorolhatók.

Egyszerű receptív mezővel rendelkező neuronok. Az ilyen neuronok legerősebb gerjesztése akkor következik be, amikor befogadó mezőjét egy bizonyos orientációjú fénycsík megvilágítja. Az ilyen neuron által generált idegimpulzusok frekvenciája csökken, ha a fénycsík orientációja megváltozik (8. ábra A).

Komplex receptív mezővel rendelkező neuronok. A neuronok gerjesztésének maximális mértéke akkor érhető el, ha a fényinger a receptív mező BE zónáján belül egy bizonyos irányba mozog. Ha a fényingert más irányba mozgatjuk, vagy a fényingert az ON zónán kívül hagyjuk, gyengébb a gerjesztés (8. B ábra).

Rendkívül összetett receptív mezővel rendelkező neuronok. Egy ilyen neuron maximális gerjesztése összetett konfigurációjú fényinger hatására érhető el. Például ismertek olyan neuronok, amelyeknek a legerősebb gerjesztése a fény és a sötét két határvonal átlépésekor alakul ki a receptív mező BE zónáján belül (23.8 B ábra).

Annak ellenére, hogy hatalmas mennyiségű kísérleti adat áll rendelkezésre a sejtek különféle vizuális ingerekre adott válaszreakcióinak mintázatairól, a mai napig nincs teljes elmélet, amely megmagyarázná a vizuális információfeldolgozás mechanizmusait az agyban. Nem tudjuk megmagyarázni, hogy a retina, az LCT és a kortikális neuronok változatos elektromos válaszai hogyan teszik lehetővé a mintázatfelismerést és a vizuális észlelés egyéb jelenségeit.

A segédkészülékek funkcióinak szabályozása

A szállás szabályozása. A lencse görbülete a ciliáris izom segítségével változik. Amikor a ciliáris izom összehúzódik, a lencse elülső felületének görbülete megnő, és a törőerő megnő. A csillóizom simaizomrostjait posztganglionális neuronok beidegzik, ezek testei a ganglion ciliárisban helyezkednek el.

A lencse görbületi fokának megváltoztatására megfelelő inger a retinán lévő kép elmosódása, amelyet az elsődleges kéreg idegsejtjei regisztrálnak. A kéreg leszálló kapcsolatai miatt megváltozik a neuronok gerjesztésének mértéke a pretektális régióban, ami viszont az oculomotoros mag preganglionális neuronjainak (Edinger-Westphal mag) és a ciliáris posztganglionális neuronjainak aktiválódását vagy gátlását okozza. ganglion.

A pupilla lumenének szabályozása. A pupilla összehúzódása a szaruhártya körkörös simaizomrostjainak összehúzódásával következik be, amelyeket a ganglion ciliáris paraszimpatikus posztganglionális neuronjai beidegznek. Ez utóbbiakat a retinára eső nagy intenzitású fény gerjeszti, amelyet az elsődleges látókéreg neuronjai érzékelnek.

A pupilla tágulása a szaruhártya radiális izomzatának összehúzódásával valósul meg, amelyeket a VSH szimpatikus neuronjai beidegznek. Ez utóbbi aktivitása a ciliospinalis centrum és a pretectalis régió irányítása alatt áll. A pupillatágulás ingere a retina megvilágítási szintjének csökkenése.

A szemmozgások szabályozása. A ganglionsejtek rostjai egy része a colliculus superior (középagy) idegsejtjeihez kötődik, amelyek az oculomotoros, trochlearis és abducens idegek magjaihoz kapcsolódnak, amelyek idegsejtjei beidegzik a szemizmok harántcsíkolt izomrostjait. A felső colliculusok idegsejtjei szinaptikus bemeneteket kapnak a vestibularis receptoroktól és a nyakizmok proprioceptoraitól, ami lehetővé teszi a test számára, hogy a szemmozgásokat összehangolja a test mozgásával a térben.

A vizuális észlelés jelenségei

Mintafelismerés

A vizuális rendszer figyelemre méltó képességgel rendelkezik, hogy felismerjen egy objektumot a képek széles körében. Felismerhetünk egy képet (ismerős arcot, betűt stb.), ha egyes részei hiányoznak, ha szükségtelen elemeket tartalmaz, ha térben eltérően tájolódik, eltérő szögmérettel rendelkezik, más-más oldallal felénk fordul. stb. P. (9. ábra). E jelenség neurofiziológiai mechanizmusait jelenleg intenzíven vizsgálják.

A forma és méret állandósága

A környező tárgyakat általában változatlan formában és méretben érzékeljük. Bár valójában alakjuk és méretük a retinán nem állandó. Például egy kerékpáros a látómezőben mindig ugyanolyan méretűnek tűnik, függetlenül attól, hogy milyen távolságra van tőle. A kerékpár kerekeit kereknek érzékelik, bár a valóságban a retinális képük keskeny ellipszisek lehetnek. Ez a jelenség bemutatja a tapasztalat szerepét a körülöttünk lévő világ látásában. Ennek a jelenségnek a neurofiziológiai mechanizmusai jelenleg nem ismertek.

A térbeli mélység érzékelése

A környező világ képe a retinán lapos. A világot azonban mennyiségben látjuk. Számos olyan mechanizmus létezik, amely a retinán kialakult lapos képek alapján biztosítja a 3 dimenziós tér kialakítását.

Mivel a szemek egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el, a bal és a jobb szem retináján kialakuló képek kissé eltérnek egymástól. Minél közelebb van a tárgy a megfigyelőhöz, annál különbözőbbek lesznek ezek a képek.

Az átfedő képek a térbeli relatív elhelyezkedésük értékelését is segítik. Egy közeli tárgy képe átfedheti egy távoli tárgy képét, de fordítva nem.

Amikor a megfigyelő feje mozog, a megfigyelt objektumok képe a retinán is elmozdul (a parallaxis jelensége). Ugyanazon fejeltolódás esetén a közeli tárgyak képei jobban eltolódnak, mint a távoli tárgyak képei

A tér csendjének érzékelése

Ha az egyik szem becsukása után megnyomjuk az ujjunkat a második szemgolyón, látni fogjuk, hogy a világ oldalra tolódik körülöttünk. Normál körülmények között a környező világ mozdulatlan, bár a retinán lévő kép folyamatosan „ugrik” a szemgolyók mozgása, a fej elfordulása, a test térbeli helyzetének változása miatt. A környező tér nyugalmának érzékelését az biztosítja, hogy a vizuális képek feldolgozása során figyelembe veszik a szemmozgások, a fejmozgások és a test térbeli helyzetére vonatkozó információkat. A vizuális szenzoros rendszer képes „levonni” saját szemét és testmozgását a retinán lévő kép mozgásából.

A színlátás elméletei

Háromkomponensű elmélet

A trikromatikus adalékkeverés elve alapján. Ezen elmélet szerint a három kúptípus (pirosra, zöldre és kékre érzékeny) független receptorrendszerként működik. A háromféle kúpból érkező jelek intenzitásának összehasonlításával a vizuális szenzoros rendszer „virtuális additív torzítást” hoz létre, és kiszámítja a valódi színt. Az elmélet szerzői Jung, Maxwell, Helmholtz.

Ellenfél színelmélete

Feltételezi, hogy bármely szín egyértelműen leírható, ha két skálán jelzi pozícióját - „kék-sárga”, „vörös-zöld”. A skálák pólusain elhelyezkedő színeket ellenfélszíneknek nevezzük. Ezt az elméletet támasztja alá az a tény, hogy a retinában, az LCT-ben és a kéregben vannak olyan neuronok, amelyek aktiválódnak, ha receptív mezőjüket vörös fénnyel világítjuk meg, és gátolja, ha a fény zöld. Más neuronok izgatottak, ha sárgának vannak kitéve, és gátolva vannak, ha kéknek vannak kitéve. Feltételezzük, hogy a „vörös-zöld” és a „sárga-kék” rendszerek neuronjainak gerjesztési fokának összehasonlításával a vizuális szenzoros rendszer ki tudja számítani a fény színjellemzőit. Az elmélet szerzői Mach, Goering.

Így a színlátás mindkét elméletére vannak kísérleti bizonyítékok. Jelenleg mérlegelve. Hogy a háromkomponensű elmélet megfelelően leírja a színérzékelés mechanizmusait a retina fotoreceptorainak szintjén, és az ellentétes színek elméletét - a színérzékelés mechanizmusait a neurális hálózatok szintjén.

A szem szerkezete nagyon összetett. Az érzékszervekhez tartozik, és felelős a fény érzékeléséért. A fotoreceptorok csak egy bizonyos hullámhossz-tartományban képesek érzékelni a fénysugarakat. A szemre gyakorolt ​​fő irritáló hatás a 400-800 nm hullámhosszú fény. Ezt követően afferens impulzusok keletkeznek, amelyek továbbhaladnak az agy központjaiba. Így jönnek létre a vizuális képek. A szem különböző funkciókat lát el, például meghatározhatja a tárgyak alakját, méretét, a szem és a tárgy távolságát, a mozgás irányát, a megvilágítást, a színt és számos egyéb paramétert.

Fénytörő közeg

A szemgolyó szerkezetében két rendszer található. Az első olyan optikai adathordozókat tartalmaz, amelyek fénytörési képességgel rendelkeznek. A második rendszer a retina receptor apparátust tartalmazza.

A szemgolyó fénytörő közege egyesíti a szaruhártyát, a szem elülső kamrájának folyékony tartalmát, a lencsét és az üvegtestet. A közeg típusától függően a törésmutató eltérő. Különösen a szaruhártya esetében ez az érték 1,37, a sztélében és az elülső kamra folyadékában - 1,33, a lencsében - 1,38 és a sűrű magjában - 1,4. A normál látás fő feltétele a fényt megtörő közegek átlátszósága.

A gyújtótávolság határozza meg az optikai rendszer fénytörési fokát, dioptriában kifejezve. Az összefüggés ebben az esetben fordítottan arányos. A dioptria az 1 méteres gyújtótávolságú lencse teljesítményére utal. Ha az optikai teljesítményt dioptriában mérjük, akkor a szem átlátszó közegénél a szaruhártya esetében 43, a lencsénél pedig a tárgy távolságától függően változik. Ha a páciens a távolba néz, akkor ez 19 (és a teljes optikai rendszerre vonatkozóan - 58), az objektum maximális megközelítésével pedig 33 (a teljes optikai rendszerre - 70).

A szem statikus és dinamikus fénytörése

A fénytörés a szemgolyó optikai igazítása, amikor távoli tárgyakra fókuszálunk.

Ha a szem normális, akkor egy végtelenül távoli tárgyból érkező párhuzamos sugarak nyalábja megtörik oly módon, hogy fókuszuk egybeesik a retina központi foveajával. Az ilyen szemgolyót emmetropikusnak nevezik. Azonban nem mindig egy személy büszkélkedhet ilyen szemekkel.
Például a myopia a szemgolyó hosszának növekedésével (22,5-23 mm-t meghaladó) vagy a szem törőerejének növekedésével jár együtt a lencse görbületének megváltozása miatt. Ilyenkor párhuzamos fénysugár nem a makula területére esik, hanem elé vetül. Ennek eredményeként a már széttartó sugarak a retina síkjára esnek. Ebben az esetben a kép homályosnak tűnik. A szemet rövidlátónak nevezik. Ahhoz, hogy a kép tiszta legyen, a fókuszt a retina síkjára kell mozgatni. Ez akkor érhető el, ha a fénysugár divergő, nem pedig párhuzamos sugarakat tartalmaz. Ez magyarázhatja azt a tényt, hogy a rövidlátó beteg jól lát közelről.

A myopia kontaktkorrekciójához bikonkáv lencséket használnak, amelyek a fókuszt a makula területére tudják mozgatni. Ez kompenzálhatja a lencse anyagának megnövekedett törőképességét. A myopia gyakran örökletes. Ugyanakkor az előfordulási csúcs az iskolás korban jelentkezik, és a higiéniai szabályok megsértésével jár. Súlyos esetekben a myopia másodlagos elváltozásokat okozhat a retinában, ami a látás jelentős csökkenésével és akár vaksággal is járhat. Ebben a tekintetben nagyon fontos a megelőző és terápiás intézkedések időben történő végrehajtása, beleértve a helyes étkezést, a testmozgást és a higiéniai ajánlások betartását.

A távollátás a szem hosszának csökkenésével vagy az optikai adathordozók törésmutatójának csökkenésével jár. Ebben az esetben egy távoli tárgyból származó párhuzamos sugarak nyalábja a retina síkja mögé esik. A makulában a konvergáló sugarak egy része kivetül, vagyis a kép elmosódottá válik. A szemet távollátónak, azaz hipermetropikusnak nevezik. A normál szemtől eltérően ebben az esetben a tiszta látás legközelebbi pontja bizonyos távolságra van. A hypermetropia korrekciójához duplán domború lencséket használhat, amelyek növelhetik a szem törőképességét. Fontos megérteni, hogy a valódi veleszületett vagy szerzett távollátás különbözik a presbyopiatól (szenilis távollátás).

Asztigmatizmus esetén a fénysugarak egy ponton történő koncentrálásának képessége romlik, vagyis a fókuszt egy folt képviseli. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a lencse görbülete a különböző meridiánok mentén változik. Nagyobb függőleges törőképesség esetén az asztigmatizmust általában közvetlennek, a vízszintes komponens növekedésével fordítottnak nevezik. Még normál szemgolyó esetén is kissé asztigmatikus, mivel nincs tökéletesen lapos szaruhártya. Ha egy koncentrikus körökkel rendelkező korongot tekintünk, akkor ezek enyhe ellaposodása következik be. Ha az asztigmatizmus látáskárosodáshoz vezet, akkor azt hengeres lencsékkel korrigálják, amelyeket a megfelelő meridiánokban helyeznek el.

A szem elhelyezése tiszta képet biztosít még a tárgyak különböző távolságaiban is. Ez a funkció a lencse rugalmas tulajdonságainak köszönhetően válik lehetővé, amely szabadon változtatja a görbületet, és ennek következtében a törőképességét. Ebben a tekintetben, még ha a tárgy mozog is, a róla visszaverődő sugarak a retina síkjára fókuszálnak. Amikor az ember végtelenül távoli tárgyakat vizsgál, a ciliáris izom ellazult állapotban van, a Zinn szalagja, amely az elülső és a hátsó lencsekapszulához kapcsolódik, megfeszül. Amikor a Zinn ínszalag rostjai megnyúlnak, a lencse megnyúlik, azaz görbülete csökken. Távolba nézve a lencse legkisebb görbülete miatt a törőereje is a legkisebb. Ahogy a tárgy a szemhez közeledik, a ciliáris izom összehúzódik. Ennek eredményeként a Zinn ínszalagja ellazul, vagyis a lencse nem nyúlik tovább. A Zinn ínszalag rostjainak teljes ellazulása esetén a lencse körülbelül 0,3 mm-rel süllyed a gravitáció hatására. Elasztikus tulajdonságai miatt a lencse feszültség hiányában domborúbbá válik, törőereje megnő.

A ciliáris izom rostjainak összehúzódása felelős az oculomotoros ideg paraszimpatikus rostjainak gerjesztéséért, amelyek reagálnak az afferens impulzusok beáramlására a középagy területére.

Ha az akkomodáció nem működik, vagyis az ember a távolba néz, akkor a lencse elülső görbületi sugara 10 mm, a ciliáris izom maximális összehúzódásával a lencse elülső görbületi sugara 5,3 mm-re változik. A hátsó sugár változása kevésbé jelentős: 6 mm-ről 5,5 mm-re csökken.

A szállás abban a pillanatban kezd működni, amikor az objektum megközelítőleg 65 méteres távolságra közelít. Ebben az esetben a ciliáris izom ellazult állapotból feszült állapotba kerül. A tárgyaktól ilyen távolságban azonban a szálak feszültsége nem nagy. Az izom jelentősebb összehúzódása akkor következik be, amikor a tárgy megközelíti az 5-10 métert. Ezt követően az akkomodáció mértéke fokozatosan növekszik, amíg az objektum elhagyja a tiszta látási zónát. Azt a legrövidebb távolságot, amelynél egy tárgy még tisztán látható, a legközelebbi tiszta látás pontjának nevezzük. Normális esetben a tiszta látás távoli pontja végtelenül távol van. Érdekes, hogy a madarak és emlősök akkomodációs mechanizmusa hasonló az emberéhez.

Az életkor előrehaladtával a lencse rugalmassága csökken, az akkomodáció amplitúdója csökken. Ebben az esetben a tiszta látás legtávolabbi pontja általában ugyanazon a helyen marad, a legközelebbi pedig fokozatosan távolodik.

Fontos megjegyezni, hogy közeli gyakorlásnál a szállás körülbelül egyharmada marad tartalékban, így a szem nem fárad el.

Szenilis távollátás esetén a tiszta látás legközelebbi pontja megszűnik a lencse rugalmasságának csökkenése miatt. Presbyopia esetén a kristálylencse törőereje a legnagyobb alkalmazkodási erő mellett is csökken. Tíz éves korban a legközelebbi pont a szemtől 7 cm-re található, 20 évesen 8,3 cm-rel, 30 évesen - akár 11 cm-rel, hatvan évesen már 80-100-ra mozog. cm.
Kép felépítése a retinán

A szem egy nagyon összetett optikai rendszer. Tulajdonságainak tanulmányozására egy egyszerűsített modellt használnak, amelyet redukált szemnek neveznek. Ennek a modellnek a vizuális tengelye egybeesik egy szabályos szemgolyó tengelyével, és áthalad a fénytörő közeg középpontjain, és a központi fovea-ban végződik.

A szem redukált modelljében csak az üvegtest anyagát sorolják a fénytörő közegek közé, amelyekben nincsenek fő pontok a töréssíkok metszéspontjában. A valódi szemgolyóban két csomópont helyezkedik el egymástól 0,3 mm távolságra, ezeket egy pont helyettesíti. A csomóponton áthaladó sugárnak szükségszerűen át kell haladnia a konjugált pontján, és azt párhuzamos irányban kell hagynia. Vagyis a redukált modellben két pontot cserélünk egyre, amely a szaruhártya felületétől 7,5 mm távolságra, vagyis a lencse hátsó harmadában van elhelyezve. A csomópont 15 mm-re van a retinától. Képalkotás esetén a retina minden pontját világítónak tekintjük. Mindegyikből egyenes vonal húzódik a csomóponton keresztül.

A retinán kialakuló kép redukált, inverz és valós. A retinán lévő méret meghatározásához rögzítenie kell egy hosszú szót, amely apró betűkkel van nyomtatva. Ugyanakkor meghatározzák, hogy a beteg hány betűt tud megkülönböztetni a szemgolyó teljes mozdulatlanságával. Ezt követően vonalzóval mérje meg a betűk hosszát milliméterben. Ezután geometriai számítások segítségével meghatározhatja a kép hosszát a retinán. Ez a méret képet ad a makula átmérőjéről, amely a központi tiszta látásért felelős.

A retinán lévő kép fordított, de a tárgyakat egyenesen látjuk. Ennek oka az agy napi edzése, különösen a vizuális elemző. Az űrben elfoglalt helyzet meghatározásához a retina ingerein kívül a személy a szem izomrendszerének proprioceptorainak gerjesztését, valamint más analizátorok leolvasását használja.

Elmondhatjuk, hogy a test térbeli helyzetére vonatkozó elképzelések kialakulása feltételes reflexeken alapul.

Vizuális információ továbbítása

A legújabb tudományos tanulmányok kimutatták, hogy az evolúciós fejlődés folyamatában a fotoreceptorokból információt továbbító elemek száma az afferens neuronok párhuzamos láncainak számával együtt nő. Ez látható az auditív analizátoron, de nagyobb mértékben a vizuális analizátoron.

A látóidegben körülbelül egymillió idegrost található. Mindegyik rost 5-6 részre oszlik a diencephalonban, és szinapszisokkal végződik a külső geniculate test területén. Ebben az esetben a genikuláris testtől az agyféltekék felé vezető úton minden rost a vizuális analizátorhoz tartozó 5000 neuronnal érintkezik. A vizuális analizátor minden egyes neuronja további 4000 neurontól kap információt. Ennek eredményeként a vizuális kontaktusok jelentősen bővülnek az agyféltekék felé.

A retinában lévő fotoreceptorok egyszer tudnak információt továbbítani abban a pillanatban, amikor egy új tárgy megjelenik. Ha a kép nem változik, akkor az adaptáció eredményeként a receptorok megszűnnek izgatottak lenni, ez annak köszönhető, hogy a statikus képekről szóló információ nem kerül át az agyba. A retinában is vannak olyan receptorok, amelyek csak a tárgyak képét továbbítják, míg mások a fényjel mozgására, megjelenésére és eltűnésére reagálnak.

Az ébrenlét során a fotoreceptorok afferens jelei folyamatosan továbbítják a látóidegeket. Különböző fényviszonyok között ezek az impulzusok gerjeszthetők vagy gátolhatók. A látóidegben háromféle rost található. Az első típusba olyan szálak tartoznak, amelyek csak a világítás bekapcsolásakor reagálnak. A második típusú szál az afferens impulzusok gátlásához vezet, és reagál a megvilágítás megszűnésére. Ha újra bekapcsolja a világítást, az ilyen típusú szálak impulzusainak kisülése gátolt lesz. A harmadik típus tartalmazza a legtöbb szálat. A világítás be- és kikapcsolására egyaránt reagálnak.

Az elektrofiziológiai vizsgálatok eredményeinek matematikai elemzésekor megállapították, hogy a kép megnagyobbodása a retinától a vizuális analizátorig vezető út mentén történik.

A vizuális észlelés elemei a vonalak. A vizuális rendszer első dolga az objektumok körvonalainak kiemelése. A tárgyak körvonalainak kiemeléséhez elegendőek a veleszületett mechanizmusok.

A retina tartalmazza a receptív mezőkkel kapcsolatos összes vizuális inger időbeli és térbeli összegzését. Számuk normál megvilágítás mellett elérheti a 800 ezret, ami megközelítőleg megfelel a látóidegben lévő rostok számának.

Az anyagcsere szabályozására a retina receptorai retikuláris formációval rendelkeznek. Ha elektromos árammal stimulálja tűelektródák segítségével, a fényvillanásra válaszul a fotoreceptorokban keletkező afferens impulzusok frekvenciája megváltozik. A retikuláris formáció a retinán áthatoló vékony efferens gamma rostokon, valamint a proprioceptor apparátuson keresztül hat a fotoreceptorokra. Általában a retina stimulációjának megkezdése után bizonyos idővel az afferens impulzusok hirtelen megnövekednek. Ez a hatás az irritáció megszűnése után is sokáig fennmaradhat. Elmondhatjuk, hogy a retina ingerlékenységét jelentősen növelik a retikuláris formációhoz tartozó adrenerg szimpatikus neuronok. Hosszú látens időszak és hosszú utóhatás jellemzi őket.

A retina befogadó mezőit két típus képviseli. Az első olyan elemeket tartalmaz, amelyek a kép legegyszerűbb konfigurációit kódolják, figyelembe véve az egyes struktúrákat. A második típus a konfiguráció egészének kódolásáért felelős, munkájuknak köszönhetően a vizuális képek nagyításra kerülnek. Más szavakkal, a statikus kódolás a retina szintjén kezdődik. A retina elhagyása után az impulzusok belépnek a külső geniculate testek zónájába, ahol a vizuális kép fő kódolása nagy blokkok segítségével történik. Ebben a zónában is továbbítják a képkonfiguráció egyes töredékeit, a mozgás sebességét és irányát.

Az élet során a biológiai jelentőségű vizuális képek feltételes reflexes memorizálása történik. Ennek eredményeként a retina receptorai képesek egyéni vizuális jeleket továbbítani, de a dekódolási módszerek még nem ismertek.

Körülbelül 30 ezer idegrost jön ki a mélyedésből, amelyek segítségével 0,1 másodperc alatt 900 ezer bitnyi információ kerül továbbításra. Ezalatt az agyféltekék vizuális zónájában legfeljebb 4 bitnyi információ dolgozható fel. Vagyis a vizuális információ mennyiségét nem a retina korlátozza, hanem a dekódolás a magasabb látóközpontokban.

A szem a környező világ vizuális észleléséért felelős szerv. Ez a szemgolyóból áll, amely a látóidegen keresztül kapcsolódik bizonyos agyterületekhez, és segédeszközökből. Ilyen eszközök közé tartoznak a könnymirigyek, az izomszövetek és a szemhéjak.

A szemgolyót speciális védőmembrán borítja, amely megvédi a különféle károsodásoktól, a sclera. Ennek a bevonatnak a külső része átlátszó alakú, és szaruhártyának nevezik. A cornuform régió az emberi test egyik legérzékenyebb része. Ezen a területen még a kis behatás is a szemek szemhéjakkal történő becsukásához vezet.

A szaruhártya alatt található az írisz, amelynek színe változó lehet. E két réteg között van egy speciális folyadék. Az írisz szerkezetében van egy speciális lyuk a pupilla számára. Átmérője a beérkező fény mennyiségétől függően hajlamos tágulni és összehúzódni. A pupilla alatt egy optikai lencse, egy kristálylencse található, amely egyfajta kocsonyára emlékeztet. A sclerához való rögzítését speciális izmok segítségével végzik. A szemgolyó optikai lencséje mögött van egy terület, az úgynevezett üvegtest. A szemgolyó belsejében van egy réteg, az úgynevezett fundus. Ezt a területet hálós membrán borítja. Ez a réteg vékony rostokat tartalmaz, amelyek a látóideg vége.

Miután a fénysugarak áthaladnak a lencsén, behatolnak az üvegtestbe, és belépnek a szem nagyon vékony belső rétegébe - a retinába.

Hogyan épül fel a kép

A szem retináján kialakult tárgy képe a szemgolyó összes alkotóelemének közös munkájának folyamata. A beérkező fénysugarak a szemgolyó optikai közegében megtörnek, és a környező tárgyak képét reprodukálják a retinán. Az összes belső rétegen áthaladva a fény a vizuális rostokat megütve irritálja azokat, és a jelek eljutnak bizonyos agyközpontokba. Ennek a folyamatnak köszönhetően az ember képes a tárgyak vizuális észlelésére.

A kutatókat nagyon sokáig foglalkoztatta az a kérdés, hogy milyen képet kapunk a retinán. A téma egyik első kutatója I. Kepler volt. Kutatása azon az elméleten alapult, hogy a szem retinájára épített kép fordított állapotban van. Ennek az elméletnek a bizonyítására egy speciális mechanizmust épített, amely reprodukálja a retinát érő fénysugarak folyamatát.

Kicsit később ezt a kísérletet megismételte R. Descartes francia kutató. A kísérlet elvégzéséhez bikaszemet használt, amelynek rétegét eltávolították a hátsó falról. Ezt a szemet egy speciális talapzatra helyezte. Ennek eredményeként egy fordított képet tudott megfigyelni a szemgolyó hátsó falán.

Ez alapján egy teljesen logikus kérdés következik: miért látja az ember helyesen a környező tárgyakat, és miért nem fejjel lefelé? Ez annak a ténynek köszönhető, hogy minden vizuális információ belép az agyközpontokba. Ezenkívül az agy bizonyos részei más érzékszervektől kapnak információt. Az elemzés eredményeként az agy korrigálja a képet, és az ember helyes információkat kap a körülötte lévő tárgyakról.

A retina vizuális elemzőnk központi láncszeme

Ezt a pontot W. Blake költő nagyon pontosan megjegyezte:

A szemen keresztül, nem a szemmel
Az elme tudja, hogyan kell nézni a világot.

A tizenkilencedik század elején Amerikában érdekes kísérletet hajtottak végre. A lényege a következő volt. Az alany speciális optikai lencséket viselt, amelyeken a kép közvetlen szerkezetű volt. Ennek eredményeként:

• a kísérletező látása teljesen felfordult;
• az őt körülvevő összes tárgy fejjel lefelé vált.

A kísérlet időtartama oda vezetett, hogy a vizuális mechanizmusok más érzékszervekkel való megzavarása következtében tengeribetegség kezdett kialakulni. A tudós a kísérlet kezdetétől számított három napon át hányingert tapasztalt. A kísérletek negyedik napján az agy ilyen körülmények között történő elsajátításának eredményeként a látás normalizálódott. Miután dokumentálta ezeket az érdekes árnyalatokat, a kísérletvezető eltávolította az optikai eszközt. Mivel az agyközpontok munkája a készülék segítségével kapott kép megszerzésére irányult, annak eltávolítása következtében az alany látása ismét fenekestül felfordult. Ezúttal körülbelül két óráig tartott a felépülése.

A vizuális észlelés a képnek a retinára való vetítésével és a fotoreceptorok stimulálásával kezdődik

További kutatások során kiderült, hogy ilyen alkalmazkodási képességet csak az emberi agy képes kimutatni. Az ilyen eszközök használata majmokon kómás állapotba zuhant. Ezt az állapotot a reflexfunkciók kihalása és az alacsony vérnyomás kísérte. Pontosan ugyanabban a helyzetben az emberi test működésének ilyen zavarai nem figyelhetők meg.

Nagyon érdekes az a tény, hogy az emberi agy nem mindig képes megbirkózni minden bejövő vizuális információval. Amikor bizonyos központok hibásan működnek, vizuális illúziók jelennek meg. Ennek eredményeként a kérdéses tárgy megváltoztathatja alakját és szerkezetét.

Van egy másik érdekes sajátossága a látószerveknek. Az optikai lencse és egy bizonyos alak közötti távolság megváltoztatása következtében a kép távolsága is megváltozik. Felmerül a kérdés, ennek eredményeként a kép megőrzi tisztaságát, amikor az emberi tekintet fókuszt vált, a jelentős távolságban lévő tárgyakról a közelebbiekre.

Ennek a folyamatnak az eredménye a szemgolyó lencséjének közelében található izomszövet segítségével érhető el. Az összehúzódások következtében megváltoztatják a körvonalait, megváltoztatva a látás fókuszát. A folyamat során, amikor a tekintet a távolban elhelyezkedő tárgyakra fókuszál, ezek az izmok nyugalomban vannak, ami szinte nem változtatja meg a lencse kontúrját. Ha a tekintet a közelben lévő tárgyakra fókuszál, az izmok összehúzódni kezdenek, a lencse meggörbül, és az optikai érzékelés ereje növekszik.

A vizuális észlelésnek ezt a tulajdonságát akkomodációnak nevezték. Ez a kifejezés arra utal, hogy a látószervek képesek alkalmazkodni a bármilyen távolságban elhelyezkedő tárgyakra való fókuszáláshoz.

A nagyon közeli tárgyak hosszú távú nézése súlyos feszültséget okozhat a vizuális izmokban. Fokozott munkájuk következtében vizuális fulladás léphet fel. Ennek a kellemetlen pillanatnak a elkerülése érdekében olvasáskor vagy számítógépen végzett munka során a távolságnak legalább negyed méternek kell lennie. Ezt a távolságot a tiszta látás távolságának nevezik.

A szem optikai rendszere a szaruhártya, a lencse és az üvegtestből áll.

Két látószerv előnye

Két látószerv jelenléte jelentősen megnöveli az érzékelési mező méretét. Ezenkívül lehetővé válik a tárgyak és a személyek közötti távolság megkülönböztetése. Ez azért történik, mert mindkét szem retináján különböző képek épülnek fel. Tehát a bal szem által észlelt kép megfelel annak, mintha egy tárgyat bal oldalról néznénk. A második szemre nézve a kép pontosan az ellenkezője felépül. Az objektum közelségétől függően kiértékelheti az észlelési különbséget. A retinán lévő képnek ez a felépítése lehetővé teszi a környező tárgyak térfogatának megkülönböztetését.

Kapcsolatban áll

A szem egy gömb alakú test. Átmérője 25 mm, tömege 8 g, vizuális elemző. Rögzíti, amit lát, és továbbítja a képet a számítógépnek, majd idegimpulzusok útján az agyba.

Optikai vizuális rendszer eszköz – az emberi szem a bejövő fénytől függően képes beállítani magát. Képes látni a távoli és a közeli tárgyakat.

A retina nagyon összetett szerkezetű

A szemgolyó három membránból áll. A külső egy átlátszatlan kötőszövet, amely támogatja a szem alakját. A második membrán vaszkuláris, amely nagy edényhálózatot tartalmaz, amely táplálja a szemgolyót.

Fekete színű, elnyeli a fényt, így megakadályozza annak szétszóródását. A harmadik héj színes, és a szemek színe a színétől függ. Középen egy pupilla található, amely a sugárzás intenzitásától függően szabályozza a sugarak áramlását és az átmérő változásait.

A szem optikai rendszere az üvegtestből áll. A lencse egy kis golyó méretét képes felvenni, és nagyobb méretre nyúlik, megváltoztatva a távolság fókuszát. Képes megváltoztatni a görbületét.

A szemfenéket a retina borítja, melynek vastagsága legfeljebb 0,2 mm. Réteges idegrendszerből áll. A retinának van egy nagy vizuális része - fotoreceptor sejtek és egy vak elülső rész.

A retina vizuális receptorai rudak és kúpok. Ez a rész tíz rétegből áll, és csak mikroszkóp alatt vizsgálható.

Hogyan alakul ki kép a retinán

Kép vetítése a retinára

Amikor a fénysugarak áthaladnak a lencsén, áthaladva az üvegtesten, elérik a retinát, amely a szemfenék síkján helyezkedik el. A retinán a pupillával szemben van egy sárga folt - ez a központi rész, a kép rajta a legtisztább.

A többi periféria. A központi rész lehetővé teszi a tárgyak tisztán megtekintését a legapróbb részletekig. A perifériás látás segítségével az ember képes nem túl tiszta képet látni, de a térben navigálni.

A kép érzékelése a képnek a szem retinájára való kivetítésével történik. A fotoreceptorok izgatottak. Ezt az információt az agyba küldik, és a vizuális központokban dolgozzák fel. Minden szem retinája idegimpulzusokon keresztül továbbítja a kép felét.

Ennek és a vizuális emlékezetnek köszönhetően közös vizuális kép alakul ki. A kép kicsinyített formában, fejjel lefelé jelenik meg a retinán. És a szeme előtt egyenesnek és természetes méretben jelenik meg.

Látáscsökkenés a retina károsodása miatt

A retina károsodása a látás romlásához vezet. Ha a központi része megsérül, az teljes látásvesztéshez vezethet. Előfordulhat, hogy egy személy hosszú ideig nem tud a perifériás látásromlásról.

A károsodást a perifériás látás ellenőrzésével észlelik. Ha a retina ezen részének nagy része megsérül, a következők fordulnak elő:

1. vizuális hiba az egyes töredékek elvesztésének formájában;
2. csökkent orientáció rossz megvilágítás esetén;
3. színérzékelés változása.

Tárgyak képe a retinán, képvezérlés az agy által

Látáskorrekció lézerrel

Ha a fényáram a retina elé fókuszál, és nem a közepére, akkor ezt a látási hibát rövidlátásnak nevezik. A rövidlátó személynek rossz a távollátása és jó a közeli látása. Ha a fénysugarak a retina mögé fókuszálnak, távollátásról beszélünk.

Az ember éppen ellenkezőleg, rosszul lát közelre, és jól megkülönbözteti a távoli tárgyakat. Egy idő után, ha a szem nem látja a tárgy képét, az eltűnik a retináról. A vizuálisan megjegyzett kép 0,1 másodpercig tárolódik az emberi elmében. Ezt a tulajdonságot vizuális tehetetlenségnek nevezzük.

Hogyan szabályozza a képeket az agy

Még a tudós Johannes Kepler is rájött, hogy a vetített kép fordított volt. És egy másik tudós, a francia Rene Descartes végzett egy kísérletet, és megerősítette ezt a következtetést. Eltávolította a bikaszemről a hátsó átlátszatlan réteget.

Bedugta a szemét az üvegen lévő lyukba, és egy fejjel lefelé fordított képet látott a szemfenék falán. Így bebizonyosodott az az állítás, hogy minden, a szem retinájába juttatott kép fordított megjelenésű.

Az pedig, hogy nem fejjel lefelé látunk képeket, az agy érdeme. Az agy az, amely folyamatosan korrigálja a vizuális folyamatot. Ezt tudományosan és kísérletileg is bebizonyították. J. Stretton pszichológus 1896-ban úgy döntött, hogy kísérletet hajt végre.

Szemüveget használt, aminek köszönhetően a szem retináján minden tárgy egyenesnek tűnt, és nem fordított. Aztán ahogy maga Stretton fordított képeket látott maga előtt. Kezdett következetlenséget tapasztalni a jelenségek között: a szemével látott és más érzékszerveket. Tengeribetegség jelei jelentek meg, hányingert érzett, kényelmetlenséget és egyensúlyhiányt érzett a testében. Ez három napig tartott.

A negyedik napon jobban érezte magát. Az ötödik napon remekül érezte magát, akárcsak a kísérlet megkezdése előtt. Vagyis az agy alkalmazkodott a változásokhoz, és egy idő után mindent visszaállított a normális kerékvágásba.

Amint levette a szemüvegét, minden újra felfordult. De ebben az esetben az agy gyorsabban megbirkózott a feladattal, másfél óra múlva minden helyreállt, és a kép normális lett. Ugyanezt a kísérletet egy majommal is elvégezték, de az nem bírta a kísérletet, és kómába esett.

A látás jellemzői

Rudak és kúpok

A látás másik jellemzője az akkomodáció, ez a szem azon képessége, hogy alkalmazkodjon a közeli és távoli látáshoz. A lencsének vannak izmai, amelyek megváltoztathatják a felület görbületét.

Ha távoli tárgyakat nézünk, a felület görbülete kicsi, az izmok pedig ellazulnak. A tárgyak közelről való szemlélésekor az izmok összenyomott állapotba hozzák a lencsét, megnő a görbület, ezért az optikai teljesítmény is nő.

De nagyon közelről az izomfeszülés a legmagasabbra nő, deformálódhat, és a szem gyorsan elfárad. Ezért az olvasás és írás maximális távolsága 25 cm a tárgytól.

A bal és a jobb szem retináján a kapott képek különböznek egymástól, mivel mindegyik szem külön-külön látja a tárgyat a saját oldaláról. Minél közelebb van a kérdéses tárgy, annál világosabbak a különbségek.

A szemek a tárgyakat térfogatban látják, nem síkban. Ezt a funkciót sztereoszkópikus látásnak nevezik. Ha hosszú ideig néz egy rajzot vagy tárgyat, akkor a szemét egy szabad helyre mozgatva egy pillanatra láthatja ennek a tárgynak vagy rajznak a körvonalát.

Tények a látással kapcsolatban

A szem szerkezetével kapcsolatban sok érdekes tény létezik.

Érdekes tények az emberi és állati látásról:

• A világ lakosságának mindössze 2%-ának van zöld szeme.
• A teljes lakosság 1%-ának van különböző színű szeme.
• Az albínók szeme vörös.
• Az emberi látószög 160-210°.
• A macska szeme 185°-ig elfordul.
• A lónak 350°-os látómezeje van.
• A keselyű 5 km magasságból látja a kis rágcsálókat.
• A szitakötő egyedülálló látószervvel rendelkezik, amely 30 ezer egyedi szemből áll. Minden szem külön töredéket lát, és az agy mindent egy nagy képbe kapcsol össze. Ezt a fajta látást facet látásnak nevezik. Egy szitakötő 300 képet lát másodpercenként.
• A struccnak nagyobb a szeme, mint az agya.
• Egy nagy bálna szeme 1 kg súlyú.
• A krokodilok sírnak, amikor húst esznek, megszabadítva magukat a felesleges sótól.
• A skorpiók között vannak olyan fajok, amelyeknek legfeljebb 12 szeme van; egyes pókoknak 8 szeme van.
• A kutyák és a macskák nem tudják megkülönböztetni a vörös színt.
• A méh szintén nem látja a vöröset, de különbséget tesz mások között, és jól érzékeli az ultraibolya sugárzást.
• Téves az a közhiedelem, hogy a tehenek és a bikák reagálnak a vörös színre. A bikaviadalokon a bikák nem a piros színre, hanem a rongy mozgására figyelnek, mivel még rövidlátók.

A szem szerve összetett szerkezetű és funkcionális. Minden alkotóelem egyedi és egyedi, beleértve a retinát is. A kép helyes és tiszta érzékelése, a látásélesség és a világ színekben és színekben való látása az egyes osztályok külön-külön és együttes munkájától függ.

A rövidlátásról és kezelési módszereiről - a videóban: