A látás egységei. Emberi szem
Jó látás egységek
A horizontális sejtek a fotoreceptorok idegvégződései által alkotott rétegben, az úgynevezett külső szinaptikus rétegben teremtenek kapcsolatokat a szomszédos sejtek között, az amakrin sejtek pedig a bipoláris és ganglion sejtek közé ékelődve töltenek be hasonló funkciót.
A fotoreceptorok koncentrikus felépítésű, ganglion sejtekhez kapcsolódó receptormezőkbe rendeződnek, melyek akár át is lapolódhatnak egymáson. A pálcikák nagyméretű, homogén mezőket alkotnak, közvetlen kapcsolatban pedig csak a látás egységei bipoláris sejttel állnak. Egy-egy pálcikákat összekapcsoló bipoláris sejthez a látás egységei receptor tartozik. Ezek a bipoláris sejtek soha nem állnak közvetlen szinaptikus összeköttetésben ganglion sejtekkel, a jelfolyamba minden esetben amakrin sejtek ékelődnek.
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. A központi idegrendszer további részei, a látópálya és a kéreg elemzik és szintetizálják a retinában már előzetesen feldolgozott vizuális jeleket.
Hasonlóan a pálcikák és a hozzájuk kapcsolódó bipoláris sejtek kötegelődéséhez, egy-egy amakrin sejthez is több — nagyjából sejtenként 20 — pálcikákat összekapcsoló bipoláris kapcsolódik. A konvergencia a ganglion és amakrin sejtek között még ennél is nagyobb arányú lehet, esetenként egy-egy ganglion sejthez több mint száz pálcika jeleket továbbító amakrin sejt is tartozhat. Mindezekből könnyen kiszámítható, hogy a pálcikákra legjellemzőbb útvonalat követve egyeten ganglion sejthez akár sok tízezer receptor jele is befuthat.
Ez a nagymértékú, retinális rétegeken átívelő transzverzális konvergencia komoly szerepet játszik a pálcikák dominálta szkotópikus, azaz éjszakai látás nagymértékű érzékenységében. A csapok alkotta receptormezők felépítése nem homogén, centrális és perifériális részből áll 2.
A centrális és perifériális szegmensek közötti eltéréseket a kétféle, on és off típusú bipoláris sejtek alakítják ki. Ennek megfelelően a bipoláris sejtek úgy is felfoghatók, mint egyféle előjelképző állomások a ganglion sejtek és csapok, vagy csapok csoportjai között.
Ennek megfelelően a ganglion sejtek viselkedése az előttük lévő bipoláris sejtek viselkedését tükrözik, de egyes esetekben horizontális és amakrin sejtek is módosíthatnak a jelfolyamon. On-centrum esetben a receptor mező perifériális részének ingerlése gátolja, centrális része pedig tüzelésre — jelkibocsájtásra - készteti a ganglion sejtet. Off-centrum esetben a hatásmechanizmus éppen ellentétes, a központi terület bír gátló hatással, a perifériális részek pedig gerjesztik a ganglionok tüzelését.
A receptor mezők mérete itt a legkisebb, akár egyes csapok is rendelkezhetnek külön kapcsolódási útvonallal, amíg a retina perifériális részei felé haladva a receptorok egyre nagyobb méretű receptív mezőket alkotnak.
Jó látás egységek
Ez az egyik oka annak, hogy perifériális látásunk térbeli a látás egységei jóval gyengébb, mint azt látóterünk közepén tapasztaljuk. Ahogy a pálcikák alkotta mezők esetében, úgy a nagyobb méretű csap receptor mezők kialakításában az egyes receptorokból érkező jelek összefűzésével, esetenként a jelfolyam módosításával az amakrin és horizontális sejtek is szerepet játszanak.
A ganglion sejtek alkotják a látókéreg előtti utolsó állomást, így ezen sejtek akciós potenciáljai képezik a retina kimeneti jelét. Az PC és MC ganglion sejtek centrális és perifériális részből álló receptormezővel rendelkeznek, előbbiekhez kisebb méretű, utóbbiakhoz nagyobb kiterjedésű receptor mezők tartoznak, és amíg a PC ganglion sejtek színlátásunk alapjait képezik, és csak nagyon csekély mértékben érzékenyek a kontrasztváltozásokra, az MC típusúak nem játszanak fontos szerepet a színérzékelésben.
A KC típusú sejtek a többi ganglion típushoz képest kisméretűek, receptív mezejük csak centrális részt tartalmaz, amely kék csapokhoz kapcsolódva mindig on- vörös vagy zöld csaphoz csatlakozva pedig mindig off-típusú. Szerepük teljes mértékben még nem tisztázott, de a kontrasztérzékelésben van funkciójuk. Az ipRGC típusú ganglion sejtek receptor mezeje sokkal heterogénebb, csapokat és pálcikákat egyaránt tartalmaz, és az általuk továbbított ingerületek nem a vizuális ingerek kialakításában játszanak szerepet, hanem a fény nonvizuális hatásainak formálásáért felelnek.
Ezen vegyület lebomlásával önmagában is eredményezhet jelképzést a sejt kimenetén, azonban a teljes hatásmechanizmus működésében a ganglion sejt receptor mezejében elhelyezkedő csapoknak és pálcikáknak is szerepük van. Az ipRGC ganglionok működésére jellemző, hogy lassan reagálnak a beérkező ingerekre, valamint az ingerek megszűnésére is 2.
Az ipRGC ganglionok száma elenyésző a többi ganglion típushoz mérten, eloszlásuk a retinán nagyjából egyenletes. A melatonin mennyisége határozza meg éberségi szintünket - ha ezen hormon szintje magas a véráramban, szervezetünk pihenő üzemmódba kapcsol, elálmosodunk és végül elalszunk.
A szem felépítése
A cirkádián ritmus számos életfunkció váltakozását foglalja magában. Tartalmazza a pulzusszám, vérnyomás és testhőmérsékletet változását, valamint a melatoninon kívül egyéb hormonok, például a cortisol szintjét is.
A melanopszin molekula színképi érzékenységének maximuma a látható tartomány kék és ibolya szegmensébe tehető 2. Amikor az ipRGC ganglion sejtet és receptor mezejét olyan spektrális teljesítmény eloszlású fény ingerli, amely nagy mennyiségben tartalmaz kék komponenst, a melatonin hormon termelődése és kiömlése gátolt.
Ha az ipRGC ganglionok ingerlése megszűnik, a vér melatonin szintje megemelkedik. A pálcikák perifériális elhelyezkedésén túl ez okozza éjjeli látásunk rosszabb felbontóképességét. Cserébe a csapokhoz képest jóval érzékenyebb receptorok jeltovábbítása is gyorsabb a nappali látás által igénybevett csatornák jelterjedési sebességéhez képest.
Свежие записи
Szürkületi látáskor a pálcikák jelei réskapcsolatokon keresztül a csapoknak adódnak át, lehetővé téve ezzel a kétféle receptor együttes működését olyan megvilágítási körülmények között, amely ezt indokolttá teszi — a csapoknak már túl kicsi, a pálcikáknak még túl nagy megvilágítási szint.
Sötétben a réskapcsolatok záródnak, a pálcikák jeltovábbítása pedig a bipoláris sejteken keresztül folyik tovább.
- Jó látás egységek
- Most induló cikksorozatunkban ezt fogjuk bepótolni, bemutatva a gépi látás rendszerek felépítését, alkotó elemeiket, tehát mindazt, ami a használhatóság alapjait adja.
- Körömvirág a látáshoz
- Facebook Tetszik 0 Milyen tulajdonságokra van szükség ahhoz, hogy valaki sikeres céllövő vagy éppen mesterlövész lehessen?
- Szemvizsgálati táblázat milyen formátumban
- A látás élettana
A szürkületi, vagy más néven mezopos látás különös fontossággal bír járműoptikai alkalmazások esetén, ezért annak sajátosságaival a későbbiekben külön alfejezetben foglalkozunk. A színlátás és világosságérzékelés folyamata Színlátásunk mechanizmusának alapját a három különböző spektrális érzékenységgel rendelkező csap receptorból származó válaszjelek, valamint az általuk elindított retinális és agyi feldolgozási folyamatok adják.
Az előbbiekben ismertettük a fotoreceptorok és a hozzájuk kapcsolódó további retinális neuronok működését, ezen fejezetben pedig a színérzékelés rendszerszintű összefüggéseivel foglalkozunk. A trikromázia, vagyis a három eltérő érzékenységű fotoreceptor együttes működésének elmélete már jóval azelőtt alakot öltött, mintsem a csap receptorok három típusának fiziológiai igazolása megtörtént volna.
Ennek alapját az a megfigyelés képezte, hogy három különböző, egymástól független alapszín additív keverékéből bármelyikszíninger létrehozható - az alapszínek függetlenségének kritériuma azt jelenti, hogy egyik alapszín sem lehet előállítható a másik kettő keverékeként. A színlátás trikromatikus szemléletű a látás egységei úttörői, Young és Helmholz tehát pusztán elméleti alapon jutottak később helyesnek bizonyuló fiziológiai következtetésekre.
Navigációs menü
Hasonlóan elvi gyökerekkel rendelkezik rövidlátás: kezelés háromszín teóriát kiegészítő opponencia elmélet, vagy antagonisztikus szemléletmód, amely Hering nevéhez köthető. Az opponencia elmélet kiindulási alapja az a felismerés volt, hogy az alapszíneknek tekintett színingereknek vannak olyan kombinációi, amelyek logikailag elképzelhetőek, mégsem társul hozzájuk önálló színfogalom.
Ennek megfelelően nem érzékelünk és nevezünk meg vöröses-zöld, vagy kékes-sárga színingereket, ellentétben a sárgás-zöld és kékes-zöld vagy türkiz illetve a sárgás-vörös narancssárga vagy kékes-vörös bíbor ingerekkel, amelyek minden épszínlátó számára ismeretesek.
Harmadik opponens csatornaként számon tartunk egy akromatikus, azaz színingert nem, csak intenzitás értékeket kódoló csatornajelet is. Elsőre úgy tűnhet, hogy a trikromácia és az opponencia elmélete nehezen egyeztethető össze, ennek okán a pontos fiziológiai háttér megismeréséig a két elméletet egymással szembenállónak tartották.
A primer szint a három eltérő színképi érzékenységgel rendelkező csap receptor válaszjele, amelyek további retinális feldolgozási mechanizmusokon keresztül alakulnak az opponencia elmélet által leírt csatornajelekké 2. Az emberi szem világosságérzékelésének spektrális a látás egységei során kimutatták, hogyan kell kezelni a látást a nappali látásérzékelésünk hullámhosszfüggő hatékonyságát leíró függvény a V λ függvény, lásd később jól közelíthető a vörös-érzékeny L és zöld-érzékeny M csapok érzékenységi a látás egységei súlyozott összegével.
Ez az összegzés az erre specializálódott ganglion sejteken keresztül történik. A világosságjel kialakításában szerepet játszó ganglion sejtek receptív mezejének mind külső, mind centrális részén L és A látás egységei csapok is megtalálhatóak.
Ezek jellemzően nagy kiterjedésű, széles laterális kapcsolatrendszerrel bíró mezők, melyek közt mind On- mind Off- centrum típusúak is megtalálhatóak.
Tartalomjegyzék
On-centrum esetében a receptív mező középpontjának ingerlésére nő meg a ganglion sejtek tüzelési frekvenciája, így ez a mechanizmus a sötét szemüveg katalógus előtt megjelenő világos objektumok érzékelését végzi. Off-centrum esetben a hatás pont az előző fordítottja, a környezetet alkotó csapok ingerlése gerjesztő, míg a centrumra eső fény gátló hatású a ganglion sejt kimenetére nézve, így a világos háttér előtt megjelenő sötét objektumok idéznek elő magasabb tüzelési frekvenciát.
Különbség még az On-centrum és Off-centrum mezők között, hogy működésük jellegéből adódóan utóbbiak kontrasztérzékenysége nagyobb. Egyenletesen világos környezet esetében mindkét mezőkialakítás kimenete átlagos frekvenciával tüzel, hiszen a gerjesztő és gátló mezők egyszerre ingereltek, egyenletesen sötét háttér esetén pedig egyik esetben sincs jelképzés.
Az orvosi élettan tankönyve
Az akromatikus csatornajelet kialakító mechanizmus hatására jön létre a laterális gátlásnak nevezett folyamat, amelynek segítségével a receptor mezők a látás egységei adódó következmények jól szemléltethetőek. Az ilyen és ehhez hasonló retinális feldolgozási folyamatok esetenként optikai csalódásokon keresztül érhetőek tetten.
A laterális gátlás működésének szemléltetésére az úgynevezett Hermann rács alkalmas, ahol nagyobb sötét tartományok között keskeny világos sávok futnak 2. Az ábrát vizsgálva feltűnik, hogy a látómezőnk perifériális részén a csomópontokban sötét foltokat érzékelünk, holott tudjuk, hogy a világos sávok kialakítása homogén. Az is feltűnik, hogy látómezőnk centrális részén a jelenség nem megfigyelhető. A fekete foltok kialakulásának magyarázata az, hogy amikor a szomszédos sötét mezők oldalai közti világos sávok képe On-centrum típusú receptív mezőre esik a retinán, a mezőhöz kapcsolódó ganglion sejt erős gerjesztést kap, hiszen a gátló területekre csak vertikális vagy horizontális irányban esik fény, így a gátló mező területének nagy része nem kap gerjesztést.
A csomópontokban, azaz a sötét mezők csúcsainál viszont a perifériális gátló mezőterület ingerlése az itt horizontális és vertikális irányban is jelenlévő csíkozatmiatt kétszeres az élek a látás egységei kialakuló körülményekhez képest, így az agy azt az információt kapja, hogy a csúcsok közti terület sötétebb. Ez egyfajta kontrasztkiemelő hatást eredményez, melynek következtében a kiterjedtebb sötét határral rendelkező világos képrészek intenzívebbnek tűnnek.
Elmondható továbbá, hogy a retina centrális részére nem jellemző ez a fajta mező-szerkezet - ez a 2.
Emberi szem
Ennek oka, hogy a retina centrális részén a receptív mezők finomabb szerkezetűek. Megemlítendő még, hogy egyes források szerint az S csap is részt vesz az akromatikus csatornajel képzésében, de hatása a végső jelalakra igen csekély, gyakorlati szempontból elhanyagolható.
A kromatikus, vagyis színi információkat is kódoló csatornák közül a vörös-zöld opponenciát alkotó mechanizmus működése nagyon hasonló az akromatikus csatorna képzéséhez, és a foveális területen a színérzékelés mellett a nagyfelbontású kontrasztérzékelést is az elsősorban a vörös-zöld kromatikus csatorna formálását végző receptorok szolgálják ki. Eltérés a receptív mezők szerkezetében, valamint a jeltovábbítást végző idegpályákban és a hozzájuk kapcsolódó ganglion sejtek típusában van.
A vörös-zöld opponens jel képzésében részt vevő receptor mezőket is L és M csapok alkotják, a mezők szerkezete azonban jóval rendezettebb, mint az akromatikus jelcsatorna esetében.
Itt ugyanis a mezők centrális és perifériális része kizárólag egy-egy típust tartalmaz. Ha a centrumban L csapok helyezkednek el, a környezetben M típusúak, és fordítva. L típusú csapok alkotta centrum esetén, ha a beérkező fény vörös, a ganglion sejt tüzelési frekvenciája nagyobb lesz. Zöld fény beesése esetén nincs kimenő jel, mert a periférián elhelyezkedő M csapok ebben az esetben gátló hatásúak.
Sárga fény esetén a gerjesztés és gátlás azonos mértékű, így a tüzelési frekvencia átlagos lesz 2. Ennek megfelelően elmondható, hogy a ganglion sejt kimenetén az akciós potenciálok tüzelési frekvenciája a beeső fény vörös-zöld arányával megegyező nagyságú lesz.
M típusú centrummal rendelkező receptív mezők esetében a mechanizmus működése ugyanilyen, csak fordított előjelű. A kromatikus csatornajeleket képző ganglion sejtek PC típusúak, elhelyezkedésük túlnyomó többségben a foveolára koncentrálódik.
A receptív mezők szerkezete jóval finomabb, mint az akromatikus jeleket képző mezőké, akár egyetlen direkt kapcsolattal rendelkező csap is alkothatja a mező centrális részét.
Ennek a nagyon finom sejtmintázatnak a kialakításához a vaskos idegpályák nem megfelelőek, így a jeltovábbítás nem a már ismert magnocelluláris pályákon, hanem a sokkal vékonyabb axonok idegsejt nyúlványok alkotta parvocelluláris a látás egységei történik. Ez lehetővé teszi a vizuális ingerek finomabb részleteinek feldolgozását a látás egységei. A kapcsolódó ganglion sejtek számára ezen receptorok szolgáltatják a kék fény beesése esetén szükséges gerjesztést, a gátló hatást pedig a receptív mező másik részén található M és L csapok alkotta receptor köteg váltja ki.
A sárga ingert nem külön csaptípus, hanem az M és L csapok együttes jelenléte biztosítja a receptor mező gátló területein, amelynek hatására a gátlás mértéke ezen csapok együttes ingerlésének mértékével, azaz az L és M csapok jelének összegeként leírható sárga színinger mértékével lesz arányos.
A sárga-kék opponens párt képző receptor mezők felépítése a másik kromatikus csatornával megegyező módon finomszerkezetű, a jeltovábbítás itt is a vékonyabb parvocelluláris idegpályákon keresztül történik. Az így kialakult kromatikus és akromatikus csatornajelek ezután a látóidegen keresztül az agyba továbbítódnak.
A rendezett kötegben futó látóidegpályák mentén még az a látás egységei releváns részének elérése előtt megkezdődik a jelek feldolgozása, a kép már itt élekre, formákra, tónusokra bomlik, majd a megfelelő axonok az agy tarkó felöli területén megtalálható látókéregbe, más néven cortexbe továbbítják a jeleket.
A cortex egyes részeiben történik a vizuális ingerek végső értelmezése, itt alakulnak ki a tudatunkban, emlékeinkben megjelenő képek. Látórendszerünk adaptációs mechanizmusai.
