Szem optikai látórendszerek

A látórendszer két fő részből áll.

A perifériás érzékszervben, a szemben foglal helyet az optikai rendszer és a retina ideghártya : a retina tartalmazza a szenzorokat fotoreceptoroktovábbá a fényingerek feldolgozásához szükséges kezdeti neuronkapcsolatokat. A retinában helyet foglaló fotoreceptorok és idegi összeköttetéseik a központi idegrendszer részét képezik. Szem optikai látórendszerek központi idegrendszer további részei, a látópálya és a kéreg elemzik szem optikai látórendszerek szintetizálják a retinában már előzetesen feldolgozott vizuális jeleket.

A látórendszer teljesítőképessége több szempontból is egyedülálló. A retinában a háromdimenziós tér kétdimenziós képpé alakul, majd a központi idegrendszeri pálya a kétdimenziós képből rekonstruálja a háromdimenziós érzetet. A percepció nemcsak a retinából jövő jelzéseken nyugszik, hanem a nem primer látókéreg az ún.

A humán szem receptor funkciója

A látási illúziók a látás állandó jellemzői. A vizuális illúziókat a képzőművészetek sokkal előbb felismerték és alkalmazták, mint a kutatók. Emellett a központi idegrendszer képes arra is, hogy a figyelmet kizárólag a vizuális objektumok egy meghatározott részére irányítsa, és a többi rész — bár a retina felfogja a jeleket — figyelmen kívül marad, elnyomódik.

Valamennyi szenzoros rendszer közül a látórendszer alakítja át a legnagyobb mértékben a szenzoros sejtek ingerületét esetünkben a retinára vetített képet. Jellemző példája a vizuális percepció aktív tényezőjének a Rubin pszichológus készített. A képre nézve vagy két profilt látunk, amelyeket világos mező választ el, vagy sötét alapon lévő világos vázát.

Lényeges, hogy egyszerre csak egyik változat látható. Ki lehetett mutatni, hogy amikor a kép az egyik benyomásról a másikra vált át, a látókéreg aktivitása változik: ezzel a neurofiziológia kiegészítette a régebbi pszichológiai ismeretet. Váza vagy két arc?

Váltakozó kép és háttér Az es évek szem optikai látórendszerek fogva a látórendszer lett a legmélyrehatóbban vizsgált szenzoros rendszer. A szem optikai látórendszerek szerkezete és működése iránti érdeklődés fő oka az a tény, hogy az elektrofiziológiai és biokémiai módszerek alkalmazhatóvá váltak a retina és a központi látópálya vizsgálatára. Ezenkívül egyes neurofiziológusok, elsősorban Kuffler István S. KufflerD. Hubel és T. Wiesel, továbbá munkatársaik felismerték, hogy a látórendszer paradigmája lehet a központi idegrendszer működésmódjának, és ezzel az idegi működések megismerésének.

A régebbi Gestalt-pszichológiai megközelítést sikerrel ötvözték a fiziológiai vizsgálatokkal. Mindezek következtében a fényingerek feldolgozásának folyamatáról, a látásról mára több ismeret gyűlt össze, mint az összes többi szenzoros működésről. A szem optikai rendszere A látás legelső feltétele, hogy a külvilág tárgyairól megfelelő élességű kép keletkezzék a retina fényérzékelő elemein.

Szem optikai látórendszerek szem optikai apparátusa — hasonlóan a fényképezőgéphez — a külvilág fordított állású, kicsinyített és valós képét vetíti a retinára. A szem fénytörő közegei Fénytörés akkor jön létre, ha a fény egy adott törésmutatójú közegből pl. Ilyen esetekben a fénytörés egyrészt a törésmutatók különbségétől, másrészt a határfelület geometriai adottságától sík vagy görbült felület függ.

A szembe jutó fénysugárnak a retináig négy különböző törésmutatójú közegen kell áthatolnia: kívülről befelé haladva ezek a szaruhártya corneaa csarnokvíz humor aquaeusa lencse és az üvegtest corpus vitreum.

A szem két fő törőközege a cornea és a lencse; a képalkotásban a nagyobb szerep a corneának jut.

IX. Az emberi szem és a látás biofizikája

Mind a cornea, mind a lencse gyűjtőlencseként működik. A törésmutatók és a görbületi sugarak alapján a távolba néző szemen a cornea kb. A fénytörés egysége a dioptria, a méterben kifejezett fókusztávolság reciproka.

A távolba néző szem teljes fénytörése kb. Az optikai rendszer éles fókuszált képet vetít a retinára. Ideális esetben minden fénytörő közeg átlátszó transzparensde az életkor előrehaladtával homályok léphetnek fel a lencsében, amik csökkentik a retinára eső fény mennyiségét. A lencse átlátszóságának csökkenése vagy megszűnése a szürke hályog cataracta. A lencsének saját vérellátása nincs, az oxigént és a tápanyagokat a környezetből diffúzióval veszi fel, és nagyon érzékeny mind az oxigén többletére, mind annak hiányára, valamint a vér glukózszintjének változásaira.

Betegségek és sérülések a cornea és az üvegtest átlátszóságát csökkentik, és a látás elvesztésével járhatnak. Fénytörési refrakciós hibák A normális szem emmetrop, mind távol- mind közelnézéskor a látott tárgyat élesen képezi le a retinán. Amennyiben az optikai rendszer a szem optikai látórendszerek elé vagy mögé vetíti a tárgy képét, a szem ametrop.

Az ametropia egyik formája a myopia rövidlátásekkor a távoli tárgy képe a retina elé kerül: ennek leggyakrabban az az oka, hogy a szem anteroposterior átmérője túlságosan hosszú. Ha az optikai rendszer a látott tárgy képét a retina mögé vetíti, hypermetropia távollátás jön létre: ennek leggyakoribb oka, hogy a szem anteroposterior átmérője túl rövid.

A myopia szórólencsével, a hypermetropia pedig gyűjtőlencsével korrigálható. Az ideális szemben a cornea elülső felszíne tökéletes gömb része, vagyis minden egyes meridián görbületi sugara azonos. A valóságban azonban gyakori, hogy a cornea görbülete nem teljesen szabályos, az egyes meridiánok görbületi szem optikai látórendszerek különböznek: ez az állapot az astigmatismus vagy astigmia.

Jellemző, hogy a tárgy szem optikai látórendszerek részben a retinára, részben pedig a retina elé vagy mögé szem optikai látórendszerek az állapot hengerlencsével korrigálható.

A szem belnyomásának szerepe az optikai rendszer stabilizálásában A szem optikai rendszere csak akkor működhet kifogástalanul, ha a cornea, a lencse és a retina egymástól való távolsága állandó.

Ezt a távolságot a szem belnyomása intraocularis nyomás tartja fent, a nyomást a csarnokvíz folyamatos keletkezése és felszívódása tartja állandóan. A csarnokvíz, amelyet a sugártest corpus ciliare szecernál, a hátsó szemcsarnokból a pupillán keresztül az elülső szemcsarnokba áramlik, ahol a Schlemm-féle csatornán keresztül a vénás rendszerbe megoldás látástechnika fel.

Minthogy a szem külső burkai, az ínhártya sclera és a cornea rugalmatlanok, a folyadék keletkezésének és felszívásának dinamikus egyensúlya következtében a belnyomás állandó, kb. A csarnokvíz átlagosan óránként újul meg. A szekréció és a felszívás egyensúlyának megbomlása a szem belnyomásának fokozódásához, glaucomához vezet. A glaucomás állapot károsíthatja a retinát, vakságot okozhat.

Közelre nézéshez való alkalmazkodás akkomodáció A távolba néző azaz nem akkomodáló szem fénytörő rendszere a 6 méternél távolabbi tárgyakat a retinán képezi le. Az ennél közelebbi tárgyakról érkező fénysugarak elmosódott képet alkotnak a retinán, az egyes pontok kis foltokká torzulnak. Ahhoz, hogy a közelebb lévő tárgy képe a retinán képeződjék le, a szem fénytörését meg kell növelni. Emberben valamennyi fénytörő közeg közül egyedül a lencse fénytörése szabályozható azáltal, hogy a lencse elülső felszínének görbületi sugara megváltozik.

A távolba néző szemben a többegységes simaizomból álló musculus ciliaris ellazult állapotban van, a lencsén tapadó lencsefüggesztő rostok zonula Zinnii rostok feszesek, a lencsét viszonylag laposan tartják. Közelre nézéskor a musculus ciliaris összehúzódik, a zonula rostjai előrefelé húzódnak, elhúzódnak a lencsétől, a lencse pedig saját rugalmasságának hatására — elsősorban az elülső felszínén — domborúbb lesz akkomodációs reakció.

Optika és látórendszerek

A musculus ciliaris beidegzését, szem optikai látórendszerek akkomodációs reakció többi összetevőjét a szemek konvergálása, pupillaszűkület a látáshoz kapcsolódó motoros funkciókkal együtt a fejezet további részében írjuk le.

Fiatalkorban — kb. Ez annyit jelent, hogy kb. Idősebb korban a lencse rugalmassága csökken, a musculus ciliaris összehúzódását követően a görbületi sugár nem változik, a lencse közelre nézésnél is lapos marad.

Ennek következtében a fixált közeli tárgy képe a retina mögött keletkezik. Ez az állapot a presbyopia, amely gyűjtőlencsével korrigálható.

A fotoreceptorok működése és a fényingerek feldolgozása a retinában A retinát belülről az üvegtest corpus vitreumkívülről a pigmenthámsejtek rétege határolja A pigmenthámsejteknek kettős funkciójuk van: 1. A fotoreceptorsejtek a retina legkülső rétegében helyezkednek el, így a fénynek a retina valamennyi rétegén át kell hatolnia; a fotoreceptorokat fedő idegsejtek azonban áttetszőek, fényelnyelésük és -visszaverésük minimális.

Egyetlen helyen, a fovea centralis területén, a csapok közvetlenül érintkeznek az üvegtesttel; ez a jobb felbontást, az éles kép kialakulását segíti elő. Az áttekinthetőség kedvéért a részletek ismertetése előtt röviden összefoglaljuk a retina jelfelfogó és jelanalizáló működését.

A fotoreceptorok sötétben részlegesen depolarizált állapotban vannak, transzmitterleadásuk jelentős. Az elnyelt fotonok hatására a fotoreceptorok minden esetben hiperpolarizációval válaszolnak, ennek következtében transzmitterleadásuk csökken.

A fotoreceptorokhoz kémiai synapsissal csatlakoznak a bipoláris, továbbá a horizontális sejtek interneuronok. Az ingerületátadás ezen a szinten elágazik: a transzmitterleadás csökkenésének hatására egyes sejtek depolarizációval válaszolnak előjelváltásmás sejtekben hiperpolarizáció következik be előjelváltás nincs.

A retina projekcióját az interneuronokhoz kémiai synapsissal csatlakozó ganglionsejtek képezik. A fotoreceptorsejtek, bipoláris sejtek és horizontális sejtek válasza gradált, akciós potenciált nem generálnak; a ganglionsejtek és az amakrin sejtek egy része a bemenő jelzések hatására az akciós potenciál sorozat frekvenciájának megváltoztatásával reagálnak.

Ezeket a folyamatokat részletezzük az alábbiakban. A szem vázlata horizontális metszeten. Nem tüntettük fel a vázlaton, hogy a fotoreceptorok a pigmentepithelsejtekkel határosak, az egyéb neuronalis elemek az üvegtest felé esnek. Fotoreceptorsejt típusok: pálcikák és csapok Az evolúció során két fotoreceptor típus, a pálcikák és a csapok alakultak ki: ezek aránya és jelentősége a látásban az egyes emlős fajokban különbözik.

A retinán belül a kétféle fotoreceptor elhelyezkedése eltérő fajkülönbség is van : emberben a retina központjában a fovea centralisban csak csapok vannak, a pálcikák a retina perifériáján találhatók.

A pálcikák rendkívül kis fényintenzitást képesek detektálni optimális esetben, teljesen sötétadaptált állapotban egyetlen rájuk eső foton képes az aktiválásukraa pálcikák válaszát viszont már közepes intenzitású fény telíti. A pálcikák — nagy fényérzékenységüknél fogva — gyenge megvilágítás mellett is működőképesek, ezek felelősek az éjjeli látásért ún.

A retinán belül egy-egy ganglionsejtnek több pálcika ad át ingerületet, ezzel a fényérzékenység tovább fokozódik, a térbeli felbontóképesség viszont romlik. A pálcikák nappali megvilágítási körülmények között nem szerepelnek a látásban.

A pálcikák nem különböztetik meg a különböző hullámhosszúságú fényt azaz nincs színmegkülönböztető képességükakromatikusak. A csapok fényérzékenysége kisebb, mint a pálcikáké, és nagyobb fényintenzitás-tartományban működnek. A nappali látás a csapok működését igényli. Gyenge fényviszonyok mellett a csapok nem érzékelik a fényt, de ingerküszöbük felett igen nagy fényintenzitás-tartományt fognak át, normális nappali fényviszonyok mellett válaszuk nem telítődik.

A csapok és a hozzájuk csatlakozó pályák felelősek a színlátásért l.

Az orvosi élettan tankönyve

A csapok sokkal kevésbé konvergálnak a csatlakozó neuronokon, mint a pálcikák, ezért térbeli felbontóképességük jobb, mint a pálcikáké. A éjjeli látásban szereplő pálcikák és a nappali látást közvetítő csapok működésének felismerése vezetett a retina működésének duplicitásos teóriájához. A scotopiás látás a gyenge megvilágításnál a pálcikák működésével összefüggő akromatikus látás; a nappali, csapok által közvetített színes látás a photopiás látás.

A két fotoreceptor típusnak közös szerkezeti jellemzői vannak Külső szegmentumuk tartalmazza a fotopigmentet a fotoszenzitív alkotórészta belső szegmentum a sejtmagot és az anyagcsere-folyamatokhoz szükséges sejtorganellumokat.