Melyik fog felelős a látásért

A látás érzékszervében a fényinger által kiváltott érzet Melyik fog felelős a látásért szempontból: Az agykérgi látóközpontban létrejött észlelet A fényjelek, jelzések és kijelzők az autóiparban számos területen bírnak igen nagy fontossággal. Számtalan fénytechnikai megoldás található a gépjárművek belterében, amelyek éjszakai vezetés közben is ellátják a vezetőt és az utasokat a szükséges információkkal.

Még talán ennél is fontosabb a fénytechnika fényszórókban és a helyzet- vagy szándékjelző berendezésekben betöltött szerepe, hiszen e funkciók elsődleges feladata a balesetek megelőzése, és a biztonságos közlekedés lehetővé tétele. Ahhoz, hogy érdemben beszélhessünk a fényről, valamint alkalmazásáról az autóipar egyes részterületein, meg kell határoznunk, hogy az érzékelés mely szintjén zajlanak a technikai szempontból fontos folyamatok.

Eszerint jelen jegyzet leginkább érzet formájában fog foglalkozni a fénnyel, esetenként röviden érintve a fizikai és a pszichológiai definíció által körülhatárolt területeket. Ebben a fejezetben sorra fogjuk venni az emberi szem felépítésével, a színes látás működésével és a színek kvantitatív jellemzésével kapcsolatos legfontosabb ismereteket, valamint két, vezetéstechnikai szempontból kritikus részterületet, a mezopos látás sajátosságait és a káprázás, valamint vakítás kérdéskörét.

Az emberi szem Szemünk rendkívül összetett optikai rendszer. Fontosságát jól mutatja, hogy az egyedfejlődés során eme szervünk éri el leghamarabb a kifejlett állapotot.

Mit együnk a jó látásért?

Egy ötéves gyermek szeme már teljesen kifejlett, mérete és fizikai felépítése nem változik tovább. Az is figyelemre méltó, - és jól mutatja a konstrukció kifinomultságát - hogy az evolúció során egymástól független módokon, de sokszor nagyon hasonló felépítéssel több esetben is alakult ki látószerv.

Nem véletlen tehát, hogy a Földünkön élő állatfajok jelentős többsége rendelkezik fényingerek feldolgozására alkalmas szervvel. Az emberi szem — akárcsak a legtöbb összetett látószerv - felépítését tekintve két részre bontható.

Optikai rendszerre, amely a fényingerek összegyűjtéséért és fókuszálásáért felelős, valamint neurális rendszerre, amely az optikai elemeken keresztüljutó ingerek előfeldolgozását, és az agyba való továbbítását végzi. A szem optikai rendszere Ha a fény terjedési iránya által meghatározott sorrendben vizsgáljuk szemünk részeit, az első optikai elem a szaruhártya 2.

1. Papp Júlia, szemész A szem szivárványhártyájának írisz és a lencse mozgatásáért felelős sugártestnek a gyulladásos megbetegedése gyakori, kedvező prognózisú szemészeti betegség.
2. A látórendszer két fő részből áll.

Optikai szempontból ez, a szemgolyónk elülső felén található kidomborodó terület rendelkezik a legnagyobb törőerővel, ezáltal ennek alakja határozza meg leginkább látásunk minőségét. Az előző fejezetben taglalt törési törvény ismeretében nem meglepő, hogy optikai szempontból ez a legnagyobb hatással bíró elem.

Mivel a szemlencse által képzett optikai határfelület egyik oldalán levegő, a másik oldalán pedig a szaruhártya anyaga található, könnyedén belátható, hogy a törésmutatók közötti különbség itt lesz a legnagyobb az egész rendszeren belül.

Emberi szem

Ez az oka annak is, hogy lézeres szemműtétek során a szaruhártya görbületének megváltoztatásával érnek el látásjavulást. Ennek szerepe a szaruhártya alakjának megtartása, illetve a szemlencse és a szaruhártya tápanyagokkal való ellátása, hiszen ezeket nem hálózzák be erek. Ennek megfelelően a csarnokvíz folyamatosan cserélődik, a csarnokzugban található nyíláson keresztül elfolyik, és újratermelődik.

Ha a kivezető nyílás valamilyen okból eltömődik, a csarnokvíz nyomása megemelkedik, amely maradandó látáskárosodáshoz vezethet — ez a zöldhályog. Az elülső csarnokban még a szemlencse előtt található a pupilla, vagy melyik fog felelős a látásért néven íriszhártya 2. Ezt adaptációs mechanizmusnak nevezzük, kiváltó oka pedig a környezetben beálló fénysűrűség változás.

A teleszkópos látás mi ez tágulását és szűkülését a szemben található simaizmok teszik lehetővé, a folyamat szabályozása pedig a retinán található, — többek közt — erre a feladatra specializálódott neuronok által gyors magnocelluláris idegpályákon közvetített jelek révén történik.

A hártya sejtjei pigment anyagot is tartalmaznak.

Ezen anyagoknak köszönhetően létezhetnek különböző színű szemek, fiziológiai szerepük azonban jelenlegi ismereteink szerint nincs. A környezet fénysűrűségéhez való adaptációval a szem optikai rendszerének tulajdonságai is megváltoznak, hiszen a pupillaátmérő változása egyfajta rekeszelésnek tekinthető. A pupilla mögött található a szemlencse 2. Az akkomodáció során szemünk optikai rendszere alkalmazkodik a vizsgált objektum és nézőpontunk közötti távolsághoz.

Ez a szemlencse alakjának módosításával érhető el.

Ha a szemlencse görbületi sugara csökken, nézőpontunkhoz közelebbi tárgyakra fókuszálunk, ha a görbületi sugár nő, a távolabbi tárgyak képe vetül élesen a retinánkra. A görbületi sugár módosítását a szemlencse hagymához hasonló héjas szerkezete, valamint a hozzá tapadó ciliaris izomzat, az úgynevezett sugártest teszik lehetővé. Az akkomodációs képesség az életkor előrehaladtával csökken, valamint egyénenként is változó lehet.

A fentieken túl szemlencsénk egyfajta szűrőként is funkcionál, megvédve retinánkat a káros, nagy energiájú UV sugárzástól. Ehhez a lencse anyaga a nm-nél rövidebb hullámhosszú sugárzás jó részét elnyeli, vagyis a látható tartomány alsó határát tulajdonképpen a szemlencse transzmissziós karakterisztikája határozza meg.

Ezzel melyik fog felelős a látásért csökken a szembe jutó kék fény mennyisége, amely jelenséget agyunk a neurális feldolgozási folyamatok révén részben korrigál, így a lassú, de folyamatos változás észrevétlen marad. Mindazonáltal a jelenség alapvető különbségeget okoz a fiatal és az idősebb emberek fényérzékelésében, amelyet a tervezési folyamatok során szem előtt kell tartani. Melyik fog felelős a látásért szemlencse — jellemzően idős korban — akár teljesen átlátszatlanná is válhat, ezt nevezzük szürkehályognak.

A szürkehályog ma már rutinszerűnek tekinthető műtéti eljárással gyógyítható, amelynek során a gyógyszer a látásélességhez szemlencséjét eltávolítják, és egy jellemzően polimer anyagú műszemlencsével helyettesítik.

A műszemlencse nem tesz lehetővé akkomodációt, de mivel idős korra ez a képesség már úgyis csak csekély mértékben funkciónál, a páciensek számára ez nem jár különös hátrányokkal. Szemünk utolsó, a leképzésben szereppel bíró eleme a hátulsó csarnokban található üvegtest 2.

Roska Botond: Olyan vakság, amin nem lehet segíteni, nem létezik

Ezt a hátulsó csarnokvíz tölti ki, amely átlátszó, kocsonyás anyag. Ez adja szemünk szerkezeti stabilitását, és az optikai szempontból előnyös gömbformát. A hátulsó csarnokvíz nem cserélődik, így törmelékek halmozódnak fel benne az idő előrehaladtával, és apró — néha zavaró — foltokként jelennek meg látóterünkben. A szemgolyónk hátulsó falát majdnem teljes egészében beborító idegsejtek alkotják a retinát, más néven recehártyát 2.

Ennek megfelelően a retina sokkal inkább tekinthető agyunk, mintsem szemünk részének. Felépítésével és működésével később külön alfejezetben részletesen foglalkozunk.

A szem leképzési hibái Mint a legtöbb optikai rendszer a szem is rendelkezik melyik fog felelős a látásért leképzési hibákkal, aberrációkkal. Ezek lehetnek a rendszer felépítéséből következő hibák vagy olyan elváltozások, amelyek egyénspecifikusak, esetleg az öregedés folyamatával jelennek meg. Ezek közül néhányat már a korábbiakban említettünk, akad azonban olyan is, amely behatóbb leírást igényel. Az emberi szem legjellemzőbb leképzési hibája az ametropia, vagyis a retinára való fókuszálás hibája.

Ez azt jelenti, hogy a szem optikai rendszere nem éles képet vetít a retinára, rontva ezzel a látórendszer felbontóképességét. Az ametropia a legtöbb embert érinti, hiszen a populáció csak nagyon csekély része rendelkezik tökéletes látással - emmetropiával. Ez a leképzési hiba több okra is visszavezethető, melyek közül a legjellemzőbb, hogy a szem optikai elemeinek alakja eltér az ideális felületi formától.

Az ametropia két jellemző típusa a miopia 2. Ilyenkor éles kép - korrekció nélkül - a retina mögött keletkezik, ami leginkább a közelebb eső tárgyak szemlélése esetén okoz problémát. A melyik fog felelős a látásért korrekciója a szem elé helyezett, megfelelő törőerejű sugarú gyűjtőlencsével történik. A miopia, avagy közellátás a hiperopia ellentéte. Ilyenkor a szemlencse és a szaruhártya együttes törőereje túl nagy, az éles kép a retina előtt keletkezik, így a távolabb lévő tárgyak éles leképzése válik problémássá.

Korrekciójához megfelelő törőerejű szórólencse szükséges. Az akkomodációs képesség időskori csökkenése szintén ametropiához vezet, hiszen a szemlencse rugalmasságának csökkenésével beszűkül az a távolságtartomány, amelyen belül a látórendszer éles képet tud a retinára vetíteni. Az ilyen típusú szemhiba elnevezése a presbiopia.

Ez abból adódik, hogy a tökéletes látással rendelkező egyének szemében található optikai elemek felületei sem alkalmasak a tökéletes képalkotásra, csak közelítik azon negyedrendű felületek alakját, amelyek a teljes képtartományon tökéletes leképzést biztosítanának. Gyakorlati szempontból ez a hiba azonban kevésbé fontos, mert a retina felépítésében tapasztalható sajátosságok jelentősen csökkentik e hibának negatív hatásait.

Erről a későbbiekben bővebben is szót ejtünk. A látásélességet befolyásoló, fent említett aberrációs jelenségeken kívül megemlítendő még a szem optikai rendszerének kromatikus aberrációja is. A kromatikus aberráció oka, hogy az egyes optikai elemek törőereje nem független a beeső fény hullámhosszától 2.

Ennek azért van jelentősége, mert heterokromatikus fényingerek esetén, főleg ha az inger kvázi-monokromatikus sugárzások additív keverékéből áll össze - például az autók műszerfalán alkalmazott kijelzők esetében - Az egyik színre akkomodálódott látórendszer nem képes a jellemzően más színű melyik fog felelős a látásért finom részleteinek megkülönböztetésére, hiszen azok képe életlenül vetül a retinára.

A retina felépítése és működése A retinát több, egymással összeköttetésben álló látás mínusz plusz alkotja 2. Az ingerek terjedésének sorrendjében haladva megtaláljuk a fényérzékeny receptorok, azaz fotoreceptorok rétegét, majd a horizontális sejtek sora következik. Ezt a bipoláris és amakrin sejtek rétege követi, legvégül pedig a ganglion sejtek csoportjai következnek. Jelen alfejezetben sorra vesszük a retina fontosabb sejtjeit, azok működését, továbbá a látásérzékelés retinális feldolgozási fázisának fő elemeit.

Fontos megjegyezni, hogy a retinát alkotó sejtek némelyikének melyik fog felelős a látásért funkcionalitása a mai napig nem ismert, és habár a látás és színlátás neurális folyamatairól már nagyon komplex modellekkel rendelkezünk, még bőven akad kutatni és felfedezni való ezen a területen. Az mindenesetre biztos, hogy a retina látásérzékelésünk első bástyája, a frontvonalban pedig a fényérzékeny csapok és pálcikák helyezkedek el.

A receptorsejtek felépítése bipoláris 2. A belső szegmensben helyezkedik el a minden idegsejtre jellemző szinaptikus végződés, amelynek feladata a melyik fog felelős a látásért idegsejttel való kapcsolat kialakítása.

Szintén a belső szegmensben találhatóak a hagyományos citoplazmikus sejtszervecskék, többek közt az örökítő anyagot tartalmazó sejtmag és a sejt energiaellátásáért felelős mitokondriumok, valamint a transzdukciós mechanizmusban szerepet játszó nátriumion pumpák. A külső szegmensben találhatóak a fényérzékeny opszin molekulák. A pálcikák esetében zárt, korong-szerű membránok alkotják, a csapok esetében pedig harmonikaszerűen egymásra rétegződő, összekapcsolódó membránszalag alkotja ezt a sejtrészt.

A membrános felépítés mindkét receptortípusnál nagymértékben megnöveli a sejtfal fajlagos felületét a külső szegmensben, amelynek nagy szerepe van a folyamat működése szempontjából. A membránokhoz kapcsolódó opszin molekulák a beérkező fény hatására izomerizálódnak, ezzel inkompatibilissé válva a membránok csatlakozási pontjaihoz. Az izomerizálódott opszinok leválnak a membránokról, és elindítják a fototranszdukciós kaszkádnak nevezett folyamatot, amelynek során nátriumion csatornák záródnak be a sejtfalon.

Ennek hatására a sejt belseje és környezete között potenciálkülönbség alakul ki, amelynek következtében a sejt külső felületén elektromos jel keletkezik.

Mivel a keletkező áram arányos a bezáródó ioncsatornák mennyiségével, amely pedig a beérkező fény hatására izomerizálódó molekulák mennyiségének függvénye, a fotoreceptorok által melyik fog felelős a látásért jel minden pillanatban arányos lesz a beérkező fotonok mennyiségével. Ez jelentősen eltérővé teszi ezen sejteket a többi, jellemzően akciós potenciállal rendelkező idegsejttől, amelyek a jeltüskék sűrűségében kódolva, kvázi-digitális módon továbbítják és dolgozzák fel a jeleket.

A fotoreceptorok közül a pálcikák az éjszakai, vagy kis megvilágítású környezetben működő, úgynevezett scotopikus látásért felelősek. Egy típusuk van, érzékenységi maximumuk nagyjából az nm-es hullámhossz környékén található. Számuk hozzávetőlegesen millió. A csapok és pálcikák eloszlását a retinán a 2. Ezen jól látszik, hogy a pálcikák jellemzően a retina perifériális részén helyezkednek el.

Ennek oka, hogy mivel az ember jellemzően a nappali órákban aktív, éjszaka jórészt csak veszélyérzékelésre használjuk látásunk. Ehhez a perifériális látóterünkben tapasztalható változások fontosabbak, így itt a jeleket sokkal gyorsabb idegpályákon továbbító pálcikák túlsúlya indokolt.

A pálcikák külső szegmensében található opszin molekula a rodopszin, ez egy meglehetősen instabil vegyület, izomerizációja nagyobb valószínűséggel megy végbe - azonos beérkező foton mennyiségnél - mint a a látás helyreállítása Bates könyv szerint opszinjai esetében.

Ennek következtében a pálcikákkal jóval alacsonyabb intenzitású fényingereket is képesek vagyunk érzékelni. A csapok és pálcikák retinán vett eloszlásának, és az érzékenységükben tapasztalható különbségek szemléltetésére a legjobb példa a halvány csillagok megfigyelése. Ennek a jelenségnek a magyarázata, hogy látómezőnk közepén a színes látásért felelős csapok helyezkednek el, amelyek kevésbé érzékenyek, mint a pálcikák, így ezek a halovány csillagok érzékelésére nem képesek.

Ha a perifériális látómezőnkbe pozícionáljuk a vizsgálni kívánt objektumot, annak fénye jó eséllyel a pálcikákra vetül, amelyek már kellőképpen reszponzívak ahhoz, hogy ezt a csekély fényingert is érzékelhetővé tegyék agyunk számára. A csapok a nappali, vagy fotopikus látásért felelős fotoreceptorok.

A farkasvakság jelei és kezelése

Kevésbé érzékenyek, mint a pálcikák, hiszen nappali körülmények között jóval nagyobb intenzitású fényingerek érnek bennünket.

A csapoknak három típusa van, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy az egyébként azonos felépítésű csapsejtek kissé eltérő opszin molekulákat termelnek.

Eszerint megkülönböztetünk kék-érzékeny, más néven tritos, zöld-érzékeny vagy deuteros, illetve vörös-érzékeny, azaz protos elnevezésű csapokat. Ezen receptorok jeleinek összevetésével válik lehetségessé a színek érzékelése, ennek megfelelően a csapsejtek, illetve a bennük termelődő és fény hatására lebomló fotoszenzitív molekulák alkotják színlátásunk fiziológiai alapjait.

A tritos, deuteros és protos receptorok teleszkópos nézet maximumai rendre nm, nm valamint nm közé esnek.

Szivárványhártya-gyulladás (iridocyclitis) okai, tünetei és kezelése

A foveola a retinának a szem optikai tengelyéhez legközelebb eső része. Látórendszerünk optikai tulajdonságai ezen a területen a legjobbak, az optikai rendszer szférikus aberrációjának - vagyis az optikai tengelytől távol eső sugarak leképzési hibájának - hatása itt a legkisebb a látásélességre.

Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a szférikus aberrációból adódó leképzési hibák ne terheljék nagymértékben a látórendszer felbontóképességét. Megjegyzendő, hogy a retina felől az agyba távozó idegrostok száma a látóidegben mintegy két nagyságrenddel kevesebb, mint a retinán megtalálható fotoreceptorok együttes száma.

Ennek oka az, hogy a retinán található egyéb sejtek — amakrin, bipoláris és ganglion sejtek — feldolgozzák a receptorokból származó ingerületeket, és az agyba már nem a receptorokból származó közvetlen primer jelek jutnak. Valószínű, hogy a foveola területén elhelyezkedő nagyszámú csap csaknem mindegyike rendelkezik direkt az agyba vezető idegpályával, azonban a perifériális részeken a receptorok jelei nagy számban összegződnek.

A bipoláris, horizontális és amakrin sejtek az úgynevezett interneuronok. Feladatuk az ingerületek továbbítása a fotoreceptoroktól a ganglion sejtek felé, valamint a fotoreceptorokat összefűző receptormezők kialakítása, és megfelelő bemenetek képzése a ganglion sejtek számára.