» » » » » Sistemul vizual uman (Ochiul)

Sistemul vizual uman (Ochiul)

postat în: Lumina, Medicina | 0

Sistemul vizual reprezintă partea sistemului nervos central care oferă organismelor capacitatea de a procesa detaliile vizuale, precum și de a permite formarea mai multor funcții de răspuns non-imagine foto. Detectează și interpretează informațiile din lumina vizibilă pentru a construi o reprezentare a mediului înconjurător. Sistemul vizual efectuează o serie de sarcini complexe, inclusiv recepția luminii și formarea reprezentărilor monoculare; acumularea unei percepții binoculare nucleare de la o pereche de proeminențe bidimensionale; identificarea și clasificarea obiectelor vizuale; evaluarea distanțelor către și între obiecte; și mișcările de ghidare a corpului în raport cu obiectele văzute. Procesul psihologic al informațiilor vizuale este cunoscut sub numele de percepție vizuală, a cărei lipsă se numește orbire. Funcțiile vizuale care nu formează imagini, independente de percepția vizuală, includ reflexul luminos pupilar și circulația imagistică circadiană.

Ochiul uman

Modelul ochiului uman
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Eye-diagram_no_circles_border.svg

(Modelul ochiului uman 1: segmentul posterior al globului ocular 2: ora serrata 3: mușchiul ciliar 4: zonule ciliare 5: canalul Schlemm 6: pupilele 7: camera anterioară 8: corneea 9: irisul 10: cortexul lentilei 11: nucleul lentilei 12: procesul ciliar 13: conjunctiva 14: mușchiul oblic inferior 15: mușchiul rectus inferior 16: mușchiul rectus medial 17: arterele și venele retinei 18: discul optic 19: dura mater 20: artera retinală centrală 21: venele retinale centrale 22: nervul 23: vena vorticoasă 24: teaca bulbară 25: macula 26: fovea 27: sclera 28: coroidul 29: mușchiul rectus superior 30: retina. )

Ochiul uman funcționează prin focalizarea luminii pe un strat de celule fotoreceptoare numite retină, care formează căptușeala interioară a spatelui ochiului. Focalizarea se realizează printr-o serie de medii transparente. Lumina care intră în ochi trece mai întâi prin cornee, care asigură o mare parte din puterea optică a ochiului. Lumina continuă apoi prin fluidul din spatele corneei – camera anterioară, apoi trece prin pupilă. Lumina trece apoi prin lentilă, care focalizează lumina în continuare și permite reglarea focalizării. Lumina trece apoi prin corpul principal al fluidului în ochi – umoarea vitroasă și ajunge la retină. Celulele din linia retinei se află în partea din spate a ochiului, cu excepția locului unde iese nervul optic; aceasta are ca rezultat un punct orb.

Există două tipuri de celule fotoreceptoare, tije și conuri, care sunt sensibile la diferite aspecte ale luminii. Celulele tije sunt sensibile la intensitatea luminii pe o gamă largă de frecvențe, deci sunt responsabile pentru vizibilitatea alb-negru. Celulele tije nu sunt prezente pe fovea, zona retinei responsabile de vederea centrală și nu sunt la fel de receptive ca celulele conuri la schimbările spațiale și temporale în lumină. Există, totuși, de douăzeci de ori mai multe celule tije decât celulele conuri din retină deoarece celulele tije sunt prezente într-o zonă mai largă. Datorită distribuției lor mai largi, tijele sunt responsabile de vederea periferică.

Dimpotrivă, celulele conuri sunt mai puțin sensibile la intensitatea globală a luminii, dar vin în trei tipuri care sunt sensibile la intervale de frecvență diferite și astfel sunt folosite în percepția culorii și a vederii fotopice. Celulele conuri sunt foarte concentrate în foveea și au o acuitate vizuală ridicată, ceea ce înseamnă că acestea sunt mai bune la rezoluția spațială decât celulele tije. Deoarece celulele conuri nu sunt la fel de sensibile la lumina slabă ca celulele tije, cea mai mare parte a vederii nocturne este limitată la celulele tije. De asemenea, deoarece celulele conuri sunt în foveea, viziunea centrală (inclusiv viziunea necesară pentru a face cele mai multe lecturi, lucrări cu detalii fine, cum ar fi coaserea sau examinarea atentă a obiectelor) se face prin celule conuri.

Mușchii ciliari din jurul lentilei permit ajustarea focarului ochiului. Acest proces este cunoscut drept acomodare. Punctul apropiat și punctul îndepărtat definesc distanțele cele mai apropiate și cele mai îndepărtate de ochi la care un obiect poate fi focalizat. Pentru o persoană cu vedere normală, punctul îndepărtat este situat la infinit. Poziția punctului apropiat depinde de cât de mult poate crește mușchiul curburii lentilei și cât de inflexibil a devenit lentila cu vârsta. Optometriștii, oftalmologii și opticienii consideră de obicei că un punct adecvat corespunzător mai aproape de distanța de citire normală este de aproximativ 25 cm.

Defectele de vedere pot fi explicate prin folosirea principiilor opticii. Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, lentila devine mai puțin flexibilă și punctul apropiat se depărtează de ochi, o stare cunoscută sub numele de presbiopie. În mod similar, persoanele care suferă de hipermetropie nu pot diminua lungimea focală a lentilei lor suficient pentru a permite ca obiectele din apropiere să fie înregistrate pe retină. În schimb, persoanele care nu pot să crească suficient distanța focală a lentilei pentru a permite ca obiectele aflate la distanță să fie înregistrate pe retină suferă de miopie și au un punct mult mai apropiat decât infinitul. O afecțiune cunoscută sub numele de astigmatism rezultă atunci când corneea nu este sferică, ci în schimb este mai curbată într-o singură direcție. Acest lucru determină extinderea orizontală a obiectelor focalizate pe diferite părți ale retinei, în loc de extinderea verticală a obiectelor, ducând la imagini distorsionate.

Toate aceste condiții pot fi corectate utilizând lentile corective. Pentru presbiopie și hipermetropie, o lentilă convergentă asigură curbura suplimentară necesară pentru apropierea punctului apropiat de ochi, iar pentru miopie un obiectiv divergent oferă curbura necesară pentru a trimite punctul îndepărtat la infinit. Astigmatismul este corectat cu o lentilă de suprafață cilindrică care curbează mai puternic într-o direcție decât în ​​alta, compensând neuniformitatea corneei.

Puterea optică a lentilelor corective este măsurată în dioptrii, o valoare egală cu reciprocitatea lungimii focale măsurată în metri; cu o lungime focală pozitivă corespunzătoare unei lentile convergente și o lungime focală negativă corespunzătoare unei lentile divergente. Pentru lentilele care corectează și astigmatismul, se dau trei numere: unul pentru puterea sferică, unul pentru puterea cilindrică și unul pentru unghiul de orientare a astigmatismului.

Retina

Ochiul uman
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Schematic_diagram_of_the_human_eye_en.svg

(Ochiul uman (secțiunea orizontală). Imaginea proiectată pe retină este inversată datorită opticii ochiului.)

Retina constă dintr-un număr mare de celule fotoreceptoare care conțin anumite molecule de proteine ​​numite opsine. La om, două tipuri de opsine sunt implicate în viziunea conștientă: opsine tijă și opsins con. (Un al treilea tip, melanopsina în unele dintre celulele ganglionului retinei, parte din mecanismul ceasului corpului, probabil nu este implicată în vederea conștientă, deoarece celulele ganglionului retinei nu se proiectează la nucleul genicular lateral, ci la nucleul olivar pretectal.) O opsină absoarbe un foton (o particulă de lumină) și transmite un semnal către celulă printr-o cale de transducție a semnalului, rezultând hiperpolarizarea fotoreceptorului.

Există trei tipuri de conuri care diferă în funcție de lungimile de undă pe care le absorb; acestea sunt de obicei numite scurte sau albastre, mijlocii sau verzi, și lungi sau roșii. Conurile sunt folosite în principal pentru a distinge culoarea și alte caracteristici ale lumii vizuale la nivele normale de lumină.

În retină, fotoreceptorii sinapsează direct pe celulele bipolare, care, la rândul lor, sinapsează pe celulele ganglionare ale stratului exterior, care apoi conduc potențialele de acțiune la creier. O cantitate semnificativă de procesare vizuală rezultă din tiparele de comunicare dintre neuroni în retină. Aproximativ 130 de milioane de fotoreceptori absorb lumina, însă aproximativ 1,2 milioane de axoni ai celulelor ganglionare transmit informații din retină către creier. Prelucrarea în retină include formarea de câmpuri receptive în centrul atenției a celulelor bipolare și ganglionare în retină, precum și convergența și divergența de la fotoreceptor la celula bipolară. În plus, alți neuroni din retină, în special celulele orizontale și amacrine, transmit informații lateral (de la un neuron într-un strat la un neuron adiacent din același strat), ducând la câmpuri receptive mai complexe care pot fi indiferente față de culoare și sensibile la mișcare sau sensibile la culoare și indiferente la mișcare.

Un studiu din 2006 al Universității din Pennsylvania a calculat că lățimea de bandă aproximativă a retinelor umane este de aproximativ 8960 kilobiți pe secundă, în timp ce transferul retinei la porcul de guineea este de aproximativ 875 kilobiți.

În 2007, Zaidi și co-cercetătorii de pe ambele maluri ale Atlanticului, care studiau pacienți fără tijă și conuri, au descoperit că noua celulă fotoreceptivă a ganglionilor la om are, de asemenea, un rol în percepția vizuală conștientă și inconștientă. Sensibilitatea spectrală de vârf a fost de 481 nm. Acest lucru arată că există două căi de vedere în retină – una bazată pe fotoreceptoare clasice (tije și conuri), iar cealaltă, recent descoperită, pe baza celulelor ganglionare fotoreceptoare care acționează ca detectori rudimentari de luminozitate vizuală.

Vedere binoculară

Principiul vederii binoculare
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Binocular_vision.svg

(Principiul vederii binoculare cu horopter. )

În biologie, vederea binoculară este un tip de vedere în care un animal având doi ochi este capabil să perceapă o singură imagine tridimensională a împrejurimilor sale. Cercetătorul neurologic Manfred Fahle a declarat șase avantaje specifice de a avea doi ochi, mai degrabă decât unul:

  1. Oferă creaturii un ochi de rezervă în cazul în care unul este deteriorat.
  2. Oferă un câmp vizual mai larg. De exemplu, oamenii au un câmp vizual orizontal maxim de aproximativ 190 de grade cu doi ochi, din care aproximativ 120 de grade formează câmpul de vedere binocular (văzut de ambii ochi) flancat de două câmpuri uniculare (văzute cu un singur ochi)de  aproximativ 40 de grade.
  3. Acesta poate da stereopsis în care disparitatea binoculară (sau paralaxa) asigurată de pozițiile diferite ale celor doi ochi oferă o percepție precisă de adâncime. Acest lucru permite, de asemenea, unei creaturi să distingă camuflajul unei alte creaturi.
  4. Permite unghiurile liniilor de vedere ale ochilor, relativ una față de cealaltă (vergența) și acele linii relative la un anumit obiect (unghiul de vizare) să fie determinate din imaginile din cei doi ochi. Aceste proprietăți sunt necesare pentru avantajul anterior.
  5. Aceasta permite unei creaturi să vadă mai multe obiecte din spatele unui obstacol. Acest avantaj a fost evidențiat de Leonardo da Vinci, care a remarcat că o coloană verticală mai aproape de ochi decât un obiect la care se uită o creatură ar putea bloca un obiect din ochiul stâng, dar acea parte a obiectului ar putea fi vizibilă ochiului drept.
  6. Oferă o sumare binoculară în care capacitatea slabă de a detecta obiecte este îmbunătățită.

Alte fenomene de viziune binoculară includ discriminarea utroculară (capacitatea de a spune care dintre cei doi ochi a fost stimulat de lumină), dominanța ochiului (obiceiul de a folosi un ochi atunci când se vizează ceva, chiar dacă ambii ochi sunt deschiși), alelotropia (medierea direcției vizuale a obiectelor văzute de fiecare ochi atunci când ambii ochi sunt deschiși), fuziunea binoculară sau singurătatea vederii (văzând un obiect cu ambii ochi, în ciuda faptului că fiecare ochi are imaginea proprie a obiectului) și rivalitatea binoculară (văzând imaginea unui ochi alternativ aleatoriu cu celălalt, atunci când fiecare ochi vede imaginile care sunt atât de diferite încât nu pot fi combinate).

Viziunea binoculară ajută la abilitățile de performanță, cum ar fi capturarea, apucarea și locomoția. De asemenea, permite oamenilor să meargă peste și în jurul obstacolelor cu o viteză mai mare și cu mai multă siguranță. Optometriștii și/sau ortoptiștii sunt profesioniști cu ochii care remediază problemele de vedere binoculară.

Summary
Review Date
Reviewed Item
Sistemul vizual uman (Ochiul)
Author Rating
51star1star1star1star1star

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.