Anatoomia-Leksikon

Kuidas nägemine töötab?

Sünonüümid laiemas tähenduses

Meditsiiniline: visuaalne taju, visualiseerimine

Vaata, vaata

Inglise keel: vaata, vaata, vaata

sissejuhatus

Nägemine on väga keeruline protsess, mida pole veel üksikasjalikult selgitatud. Valgus edastatakse aju elektrilises vormis informatsioonina ja töödeldakse vastavalt sellele.

Nägemise mõistmiseks peaks olema teada mõni termin, mida on lühidalt selgitatud allpool:

Mis on valgus
Mis on neuron?
Mis on visuaalne rada?
Millised on optilised nägemiskeskused?

Joonis silmamuna

Nägemisnärv (nägemisnärv)
Sarvkest
objektiiv
eesmine kamber
Siliaarne lihas
Klaaskeha
Võrkkesta

Mis on nägemine

Silmaga nägemine on valguse visuaalne tajumine ja edastamine aju visuaalsetesse keskustesse (CNS).
Sellele järgneb visuaalsete muljete hindamine ja võimalik järgnev reaktsioon sellele.

Valgus kutsub silma võrkkestas esile keemilise reaktsiooni, mis tekitab spetsiifilise elektriimpulsi, mis kandub närvitraktide kaudu edasi kõrgematesse, nn optilistesse ajukeskustesse. Teel sinna, nimelt juba võrkkestas, töödeldakse ja valmistatakse elektrilist stiimulit kõrgemate keskuste jaoks ette nii, et nad saaksid vastavalt pakutava teabega hakkama saada.

Lisaks peate lisama psühholoogilised tagajärjed, mis tulenevad sellest, mida näete. Pärast seda, kui aju visuaalses ajukoores olev teave on muutunud teadlikuks, toimub analüüs ja tõlgendamine. Visuaalse mulje esindamiseks luuakse fiktiivne mudel, mille abil on kontsentratsioon suunatud nähtava konkreetsetele detailidele. Tõlgendus sõltub suuresti vaataja individuaalsest arengust. Kogemused ja mälestused mõjutavad seda protsessi tahtmatult, nii et iga inimene loob visuaalse taju abil oma "oma pildi".

Mis on valgus

Valgus, mida me tajume, on elektromagnetkiirgus, mille lainepikkus on vahemikus 380–780 nanomeetrit (nm). Selle spektri erinevad lainepikkused määravad värvi. Näiteks punane värv on lainepikkuste vahemikus 650–750 nm, roheline vahemikus 490–575 nm ja sinine lainepikkusel 420–490 nm.

Lähemalt vaadates võib valgus jagada ka väikesteks osakesteks, nn footoniteks. Need on kõige väiksemad valgusühikud, mis võivad silmale stiimuli tekitada. Selleks, et stiimul oleks märgatav, peab uskumatu arv neid footoneid käivitama silma stiimuli.

Mis on neuron?

A Neuron tähistab üldiselt a Närvirakk.
Närvirakud võivad täita väga erinevaid funktsioone. Peamiselt on nad siiski vastuvõtlikud informatsioonile elektriimpulsside kujul, mis võivad muutuda sõltuvalt närviraku tüübist ja rakuprotsesside kaudu (Aksonid, Sünapsid), seejärel edastage see ühele või palju sagedamini mitmele teisele närvirakule.

Närvilõpmete illustratsioon (sünaps)

Närvilõpmed (dentriit)
Messenger-ained, nt dopamiin
muu närvilõpme (akson)

Mis on visuaalne rada

As Visuaalne rada ühenduse silma ja aju mida tähistavad arvukad närviprotsessid. Alates silmast algab see võrkkestast ja istub Silmanärv ajusse. aastal Corpus geniculatum laterale, siis toimub taalamuse (mõlemad olulised ajuehitised) lähedal üleminek visuaalsele kiirgusele. Seejärel kiirgub see aju tagumistesse sagaritesse (kuklaluudesse), kus asuvad nägemiskeskused.

Millised on optilised nägemiskeskused?

Optilised nägemiskeskused on aju piirkonnad, mis töötlevad peamiselt silmast pärinevat teavet ja algatavad asjakohaseid reaktsioone.

See hõlmab peamiselt Visuaalne ajukoorasub aju tagaosas. Selle võib jagada primaarseks ja sekundaarseks visuaalseks ajukooreks. Siin tajutakse nähtut kõigepealt teadlikult, seejärel tõlgendatakse ja klassifitseeritakse.

Ajutüves on ka väiksemaid nägemiskeskusi, mis vastutavad silmaliigutuste ja silmareflekside eest. Need ei ole olulised ainult tervisliku nägemise jaoks, vaid neil on oluline roll ka uuringutel, näiteks selleks, et teha kindlaks, milline ajuosa või nägemisrada on kahjustatud.

Visuaalne taju võrkkestas

Selleks, et me näeksime, peab valgus jõudma silma tagaosas olevale võrkkestale. Esmalt langeb see läbi sarvkesta, pupilli ja läätse, seejärel läbib klaaskeha huumori läätse taga ja peab kõigepealt tungima läbi kogu võrkkesta, enne kui see jõuab kohtadesse, kus see võib esmakordselt efekti vallandada.

Sarvkesta ja lääts on osa (optilisest) murdumisaparaadist, mis tagab valguse õige murdumise ja kogu kujutise võrkkestal täpse reprodutseerimise. Vastasel juhul ei oleks objektid selgelt tajutavad. Seda näiteks lühinägelikkuse või kaugnägelikkuse korral.
Õpilane on oluline kaitsevahend, mis reguleerib valguse esinemist laienemise või kokkutõmbumise teel. On ka ravimeid, mis selle kaitsefunktsiooni ületavad. See on vajalik pärast operatsioone, näiteks kui õpilane tuleb mõnda aega liikumatuks muuta, et paranemisprotsessi saaks paremini edendada.

Kui valgus on võrkkesta tunginud, tabab see rakke, mida nimetatakse vardadeks ja koonusteks. Need rakud on valguse suhtes tundlikud.
Neil on retseptorid (“valgusandurid”), mis on seotud valguga, täpsemalt G-valguga, nn transdutsiiniga. See eriline G-valk on seotud teise molekuliga, mida nimetatakse rodopsiiniks.
See koosneb A-vitamiini osast ja valguosast, nn opsiinist. Kerge osake, mis sellist rodopsiini tabab, muudab selle keemilist struktuuri, sirgendades varem kinkinud süsinikuaatomite ahelat.
See lihtne muutus rodopsiini keemilises struktuuris võimaldab nüüd suhelda transdutsiiniga. See muudab ka retseptori struktuuri nii, et aktiveeritakse ensüümi kaskaad ja toimub signaali võimendamine.
Silmas viib see rakumembraani negatiivse elektrilaengu suurenemiseni (hüperpolarisatsioon), mis edastatakse elektrilise signaalina (nägemise edastamine).

The Uvula rakud asuvad kõige teravama nägemise kohas, mida nimetatakse ka kollaseks punktiks (macula lutea), või spetsialiseeritud ringkondades, mida nimetatakse fovea centraliseks.
Seal on 3 tüüpi koonuseid, mis erinevad selle poolest, et nad reageerivad väga kindla lainepikkuse vahemiku valgusele. On siniseid, rohelisi ja punaseid retseptoreid.
See hõlmab värvivalikut, mis on meile nähtav. Ülejäänud värvid tulenevad peamiselt nende kolme rakutüübi samaaegsest, kuid erinevalt tugevast aktiveerimisest. Geneetilised kõrvalekalded nende retseptorite plaanis võivad põhjustada erinevaid värvipimedusi.

The Vardarakud leidub valdavalt fovea centralise ümbruse piirialal (äärealadel). Vardadel pole erinevate värvivahemike retseptoreid. Kuid nad on tundlikumad valguse suhtes kui koonused. Nende ülesandeks on suurendada kontrastsust ja näha pimedas (öine nägemine) või vähese valguse korral (hämaras nägemine).

Öine nägemine

Saate seda ise proovida, proovides fikseerida väikese ja lihtsalt äratuntava tähe öösel, kui taevas on selge. Leiate, et tähte on kergemini näha, kui vaatate sellest kergelt mööda

Stiimulite edasikandumine võrkkestas

Aastal Võrkkesta Valgusstiimuli ülekandmise eest vastutavad peamiselt 4 erinevat rakutüüpi.
Signaali ei edastata mitte ainult vertikaalselt (võrkkesta välistest kihtidest võrkkesta sisemiste kihtide suunas), vaid ka horisontaalselt. Horisontaalsed ja amakriinrakud vastutavad horisontaalse ülekande eest, bipolaarsed rakud aga vertikaalse ülekande eest. Rakud mõjutavad üksteist ja muudavad seeläbi algset signaali, mille käivitasid koonused ja vardad.

Ganglionirakud asuvad võrkkesta närvirakkude sisimas kihis. Seejärel tõmbuvad ganglionide rakuprotsessid pimedasse kohta, kus nad muutuvad Nägemisnärv (nägemisnärv) keskenduge ja jätke silm aju sisenemiseks.
Juures varjatud koht (üks kummalgi silmal), s.t nägemisnärvi alguses pole arusaadavalt koonuseid ja vardasid ning puudub ka visuaalne taju. Muide, saate hõlpsasti leida omaenda pimeala:

Pime punkt

Katke üks silm oma käega (kuna teine silm kompenseeriks vastasel juhul teise silma pimeala), kinnitage katmata silmaga objekti (näiteks kell seinal) ja liigutage nüüd vabalt sirutatud kätt tõstetud pöidlaga samal silmade kõrgusel horisontaalselt horisontaalselt paremale ja vasakule. Kui olete kõik õigesti teinud ja oma silmaga eseme tõepoolest kinnitanud, peaksite leidma punkti (veidi silma külje poole), kus ülestõstetud pöial näib kaduvat. See on pimeala.

Lisateave selle kohta:

Varjatud koht
Testi oma pimeala

Muideks: Mitte ainult valgus ei saa uvula ja varrastes signaale genereerida. Silmalöök või tugev hõõrumine vallandab valgusega sarnase vastava elektriimpulsi. Igaüks, kes on kunagi silmi hõõrunud, on kindlasti märganud erksaid mustreid, mida inimene siis arvab end nägevat.

Visuaalne rada ja ülekanne ajju

Pärast seda, kui ganglionirakkude närviprotsessid on nägemisnärvi (Nervus opticus) moodustamiseks kimbus, tõmbuvad nad kokku läbi silmakoopa (Canalis opticus) tagaseina augu.
Selle taga kohtuvad kaks nägemisnärvi optilises kiasmis. Närvi üks osa ristub (võrkkesta mediaalse poole kiud) teisele poole, teine osa ei muuda külgi (võrkkesta külgmise poole kiud). See tagab, et terve poole näo visuaalsed muljed lülitatakse üle aju teisele poole.
Enne kui taalamuse osa corpus geniculatum laterale'is olevad kiud vahetatakse teisele närvirakule, hargnevad mõned nägemisnärvi kiud ajutüve sügavamatesse refleksikeskustesse.
Silma refleksi funktsiooni uurimine võib seetõttu olla väga kasulik, kui soovite kahjustatud ala leida silmast ajju.
Corpus geniculatum laterale'i järel jätkub see närvijuhtmete kaudu primaarsesse visuaalsesse ajukooresse, mida ühiselt nimetatakse visuaalseks kiirguseks.
Siin tajutakse visuaalseid impulsse esmakordselt teadlikult. Siiski pole siiani tõlgendust ega ülesannet. Primaarne visuaalne ajukoor on paigutatud retinotoopiliselt. See tähendab, et visuaalses ajukoores vastab väga spetsiifiline ala võrkkesta väga spetsiifilisele asukohale.
Teravaima nägemise koht (fovea centralis) on esindatud umbes 4/5 primaarsest nägemiskoorest. Primaarsest visuaalsest ajukoorest pärinevad kiud tõmbuvad peamiselt sekundaarsesse visuaalsesse ajukooresse, mis on paigutatud hobuserauana esmase visuaalse koore ümber. Siin toimub lõpuks tajutu tõlgendamine. Saadud teavet võrreldakse teiste ajupiirkondade teabega. Närvikiud kulgevad sekundaarsest visuaalsest ajukoorest praktiliselt kõigi aju piirkondadeni. Ja nii luuakse nähtusest järk-järgult üldmulje, millesse on integreeritud palju lisateavet, näiteks kaugus, liikumine ja ennekõike määramine, millist tüüpi objekt see on.

Sekundaarse visuaalse ajukoore ümber on veel visuaalse ajukoore väljad, mida enam retinotoopiliselt ei järjestata ja mis täidavad väga spetsiifilisi funktsioone. Näiteks on piirkondi, mis ühendavad visuaalselt tajutava keelega, valmistavad ette ja arvutavad keha vastavad reaktsioonid (nt "püüdke pall kinni!") Või salvestage nähtut mäluna.
Lisateavet selle teema kohta leiate jaotisest Visuaalne rada

Visuaalse taju vaatamise viis

Põhimõtteliselt saab “nägemise” protsessi vaadata ja kirjeldada erinevatest vaatenurkadest. Eespool kirjeldatud vaatepunkt juhtus neurobioloogilisest vaatepunktist.

Teine huvitav vaatenurk on psühholoogiline vaatenurk. See jagab visuaalse protsessi 4 tasandiks.

The esimene aste (Füüsikalis-keemiline tase) ja teine samm (Füüsiline tasand) kirjeldab neurobioloogilises kontekstis enam-vähem sarnast visuaalset taju.
Füüsikalis-keemiline tasand on seotud rohkem rakus toimuvate üksikute protsesside ja reaktsioonidega ning füüsikaline tasand võtab need sündmused kokku tervikuna ning võtab arvesse kõigi üksikute protsesside kulgu, vastastikmõju ja tulemust.

Kolmas (psüühiline tasand) püüab tajutavat sündmust kirjeldada. See pole nii lihtne sel määral, et visuaalselt kogetut ei suudeta hoomata ei energeetiliselt ega ruumiliselt.
Teisisõnu, aju “leiutab” uue idee. Visuaalselt tajutaval põhinev idee, mis eksisteerib ainult visuaalselt kogenud inimese teadvuses. Siiani pole suudetud tajumiskogemusi seletada puhtfüüsiliste protsessidega, näiteks elektriliste ajulainetega.
Neurobioloogilisest vaatepunktist võib siiski eeldada, et suur osa tajukogemusest toimub primaarses visuaalses ajukoores. On neljas etapp siis toimub taju kognitiivne töötlemine. Selle lihtsaim vorm on teadmine. See on oluline erinevus tajus, sest siin toimub esmane määramine.

Näite abil selgitatakse sellel tasandil tajutava töötlemist:
Oletame, et inimene vaatab pilti. Nüüd, kui pilt on muutunud teadlikuks, algab kognitiivne töötlemine. Kognitiivse töötluse võib jagada kolmeks tööetapiks. Kõigepealt toimub ülemaailmne hindamine.
Pilti analüüsitakse ja objektid kategoriseeritakse (nt 2 inimest esiplaanil, väli taustal).
See loob esialgu üldmulje. Samal ajal on see ka õppeprotsess. Sest visuaalse kogemuse kaudu saadakse kogemusi ja nähtu asjadele määratakse prioriteedid, mis põhinevad asjakohastel kriteeriumidel (nt olulisus, probleemide lahendamise asjakohasus jne).
Uue, sarnase visuaalse taju korral saab seda teavet seejärel kasutada ja töötlemine võib toimuda palju kiiremini. Seejärel läheb see üksikasjaliku hindamise juurde. Pärast pildil olevate objektide uuendatud ja lähemat uurimist ning skaneerimist jätkab inimene silmapaistvate objektide analüüsimist (näiteks inimese (paari) äratundmine, tegevus (üksteise hoidmine)).
Viimane samm on põhjalik hindamine. Kujundatakse välja nn mentaalne mudel, mis sarnaneb ideega, kuid kuhu voolab nüüd ka muu ajupiirkonna teave, näiteks pildil ära tuntud inimeste mälestused.
Kuna lisaks visuaalse tajumise süsteemile avaldavad sellisele mentaalsele mudelile mõju ka paljud teised süsteemid, tuleb hindamist vaadelda kui väga individuaalset.
Iga inimene hindab pilti erinevalt kogemuste ja õppeprotsesside põhjal ning keskendub vastavalt teatud detailidele ja surub teised alla.
Selles kontekstis on huvitav aspekt kaasaegne kunst:
Kujutage ette lihtsat valget pilti, millel on ainult punane värvilaik. Võib arvata, et värvilaik on ainus detail, mis köidab kõigi vaatajate tähelepanu, olenemata kogemustest või õppeprotsessidest.
Tõlgendamine jääb seevastu vabaks. Ja mis puutub küsimusse, kas tegemist on kõrgema kunstiga, siis kindlasti pole üldist vastust, mis kehtiks kõigi vaatajate kohta.

Erinevused loomade maailmas

Eespool kirjeldatud nägemisviis on seotud inimeste visuaalse tajumisega.
Neurobioloogiliselt erineb see vorm selgroogsete ja molluskite tajust peaaegu mitte.
Putukatel ja krabidel on seevastu nn liitsilmad. Need koosnevad umbes 5000st silmast (ommatiidist), millel kõigil on oma sensoorsed rakud.
See tähendab, et vaatenurk on palju suurem, kuid teisest küljest on pildi eraldusvõime palju väiksem kui inimese silmal.
Seetõttu peavad lendavad putukad ka nende äratundmiseks ja klassifitseerimiseks lendama palju lähemale esemetele, mida nad näevad (nt kook laual).
Ka värvitaju on erinev. Mesilased suudavad tajuda ultraviolettvalgust, kuid mitte punast valgust. Kõristil ja madalaid rästikutel on soojuskiirega silm (pitorgan), millega nad näevad infrapunavalgust (soojuskiirgust) nagu kehasoojust. Tõenäoliselt on see nii ka ööliblikate puhul.