Anatoomia-Leksikon

Kuidas nägemine töötab?

Sünonüümid laiemas tähenduses

Meditsiiniline: visuaalne taju, visualiseerimine

Vaata, vaata

Inglise keeles: vaata, vaata, vaata

sissejuhatus

Nägemine on väga keeruline protsess, mida pole veel kõigis üksikasjades selgitatud. Valgus edastatakse ajule elektrilisel kujul ja töödeldakse vastavalt.

Nägemise mõistmiseks tuleks teada mõnda mõistet, mida selgitatakse allpool lühidalt:

Mis on kerge
Mis on neuron?
Mis on visuaalne rada?
Mis on nägemise optilised keskpunktid?

Joonis silmamuna

Nägemisnärv (nägemisnärv)
Sarvkesta
objektiiv
eeskamber
Tsiliaarlihas
Klaaskeha
Võrkkest

Mis on nägemine

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

Valgus vallandab silma võrkkestas keemilise reaktsiooni, mis tekitab spetsiifilise elektrilise impulsi, mis kandub närviteede kaudu kõrgematesse, nn optilistesse ajukeskustesse. Teel sinna, nimelt juba võrkkestasse, töödeldakse ja valmistatakse elektrilisi stiimuleid kõrgemate keskuste jaoks ette nii, et nad saaksid vastavalt esitatud teabele hakkama.

Lisaks tuleb lisada psühholoogilised tagajärjed, mis nähtu tagajärjel tekivad. Kui teave aju visuaalses ajukoores on teadvusse jõudnud, toimub analüüs ja tõlgendamine. Visuaalse mulje esitamiseks luuakse fiktiivne mudel, mille abil suunatakse koondumine nägemise konkreetsetesse detailidesse. Tõlgendus sõltub suuresti vaataja individuaalsest arengust. Kogemused ja mälestused mõjutavad seda protsessi tahtmatult, nii et iga inimene loob visuaalsest tajust oma "oma pildi".

Mis on kerge

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

Lähemal vaatlusel võib valguse jagada ka pisikesteks osakesteks, nn footoniteks. Need on väikseimad valguse ühikud, mis võivad silmale stimulatsiooni luua. Selleks, et stiimul oleks märgatav, peab uskumatu arv neid footoneid loomulikult silma vallandama.

Mis on neuron?

A Neuron tähistab üldiselt a Närvirakk.
Närvirakud võivad täita väga erinevaid funktsioone. Peamiselt on nad vastuvõtlikud infole elektriliste impulsside kujul, mis võivad muutuda sõltuvalt närviraku tüübist ja rakuprotsesside kaudu (Aksonid, Synapses) seejärel edastada see ühele või palju sagedamini mitmele muule närvirakule.

Närvilõpmete illustratsioon (sünaps)

Närvilõpmed (dentrite)
Messengeri ained, nt. Dopamiin
muud närvilõpmed (akson)

Mis on visuaalne tee?

Nagu Visuaalne rada ühenduse loomine silm ja aju mida tähistavad arvukad närviprotsessid. Alustades silmast, algab see võrkkestaga ja istub selles Silmanärv ajju. sisse Corpus geniculatum laterale, talamuse (mõlemad olulised aju struktuurid) läheduses toimub üleminek visuaalse kiirguse juurde. Seejärel kiirgab see aju tagumisesse kuklasse (kuklaluus), kus asuvad nägemiskeskused.

Mis on nägemise optilised keskpunktid?

Optilised nägemiskeskused on aju piirkonnad, kus töödeldakse peamiselt silmast tulevat teavet ja algatatakse sobivad reaktsioonid.

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

Ajutüves on ka väiksemad nägemiskeskused, mis vastutavad silmaliigutuste ja silmareflekside eest. Need pole olulised mitte ainult tervisliku visuaalse protsessi jaoks, vaid neil on oluline roll ka uuringutel, näiteks selleks, et teha kindlaks, milline aju osa või nägemisteed on kahjustatud.

Visuaalne taju võrkkestas

Selleks, et me näeksime, peab valgus jõudma silma tagumises võrkkestas. Esmalt langeb see läbi sarvkesta, pupilli ja läätse, seejärel ületab läätse taga oleva klaaskeha ja peab kõigepealt tungima läbi kogu võrkkesta, enne kui see jõuab kohtadesse, kus see võib esmakordselt efekti esile kutsuda.

Sarv ja lääts on osa (optilisest) murdumisaparaadist, mis tagab valguse õige murdumise ja kogu pildi täpselt võrkkesta taasesituse. Vastasel juhul ei tajuta objekte selgelt. See kehtib näiteks lühinägelikkuse või kaugnägemise korral.
Õpilane on oluline kaitseseade, mis reguleerib valguse sagenemist laiendamise või kokkutõmbumise teel. On ka ravimeid, mis ületavad selle kaitsefunktsiooni. See on vajalik pärast operatsioone, näiteks kui õpilast on vaja mõnda aega immobiliseerida, et paranemisprotsessi saaks paremini edendada.

Kui valgus on tunginud võrkkestasse, lööb see rakke, mida nimetatakse varrasteks ja koonusteks. Need rakud on valguse suhtes tundlikud.
Neil on retseptorid (“valgussensorid”), mis on seotud valguga, täpsemalt G-valguga, nn transduktiiniga. See spetsiaalne G-valk on seotud teise molekuliga, mida nimetatakse rodopsiiniks.
See koosneb A-vitamiini osast ja valgu osast, nn opsiinist. Sellist rodopsiini tabav kerge osake muudab selle keemilist struktuuri, sirgendades eelnevalt süsinikuaatomite aheldatud ahela.
See lihtne rododesiini keemilise struktuuri muutus võimaldab nüüd transduksiiniga suhelda. See muudab ka retseptori struktuuri nii, et aktiveeritakse ensüümi kaskaad ja toimub signaali võimendamine.
Silmas põhjustab see rakumembraani suurenenud negatiivset elektrilaengut (hüperpolarisatsioon), mis edastatakse elektrilise signaalina (nägemise edastamine).

Uvula rakud asuvad teravaima nägemise kohas, mida nimetatakse ka kollaseks punktiks (macula lutea), või spetsialiseeritud ringides, mida nimetatakse fovea centralis.
On 3 tüüpi koonuseid, mis erinevad selle poolest, et nad reageerivad väga spetsiifiliste lainepikkuste vahemiku valgusele. Seal on sinine, roheline ja punane retseptorid.
See hõlmab värvivalikut, mis on meile nähtav. Muud värvid tulenevad peamiselt nende kolme rakutüübi samaaegsest, kuid erinevalt tugevast aktiveerimisest. Nende retseptorite geneetilised hälbed võivad põhjustada mitmesuguseid värvipimedusi.

Varraste rakud leitakse peamiselt fovea centralis'e piirialal (perifeerias). Varrastel pole erineva värvivalikuga retseptoreid. Kuid nad on valgustundlikumad kui käbid. Nende ülesandeks on kontrasti suurendamine ja nägemine pimedas (öösel nägemine) või hämaras (hämaras nägemine).

Öine nägemine

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

Stimuuli ülekanne võrkkestas

in Võrkkest Valgustimulaatori edasikandumise eest vastutavad peamiselt 4 erinevat rakutüüpi.
Signaali ei edastata mitte ainult vertikaalselt (välimistest võrkkesta kihtidest sisemise võrkkesta kihtideni), vaid ka horisontaalselt. Horisontaalsed ja makrotsiinirakud vastutavad horisontaalse ülekande eest ja bipolaarsed rakud vertikaalse ülekande eest. Rakud mõjutavad üksteist ja muudavad seeläbi koonuste ja varraste poolt algatatud algsignaali.

Gänglioni rakud asuvad võrkkesta närvirakkude sisimas kihis. Seejärel tõmbuvad ganglionide rakuprotsessid pimealale, kus need muutuvad Nägemisnärv (nägemisnärv) keskenduda ja jätta silm ajju sisenemiseks.
Juures varjatud koht (üks mõlemal silmal), s.o nägemisnärvi alguses pole arusaadavalt koonuseid ja vardaid ning puudub ka visuaalne taju. Muide, võite hõlpsalt leida ka oma pimeala:

Pime punkt

Hoidke käega ühte silma (kuna teine silm kompenseerib teise silma pimeala), kinnitage see katmata silmaga objekti (näiteks seinakell) ja nihutage sirutatud sirutatud käega aeglaselt horisontaalselt paremale ja vasakule pöidlaga samal silmade tasemel. Kui olete teinud kõik õigesti ja olete tõesti mingi objekti oma silmaga fikseerinud, siis peaksite leidma punkti (natuke silma külje poole), kus üles tõstetud pöial näib kaduvat. See on pimeala.

Muideks: Uvulasse ja varrastesse ei saa signaale genereerida mitte ainult valgus. Silma löök või tugev hõõrumine käivitab vastava elektrilise impulsi, mis sarnaneb valgusega. Kõik, kes on kunagi oma silmi hõõrunud, on kindlasti märganud eredaid mustreid, mida te siis arvate, et näete.

Visuaalne rada ja edasikandumine ajju

Pärast seda, kui ganglionrakkude närviprotsessid on kimpudeks moodustanud nägemisnärvi (Nervus opticus), tõmbuvad nad kokku läbi silma sokli tagumise seina (Canalis opticus) augu.
Selle taga kohtuvad kaks nägemisnärvi optilises chiasmis. Närvi üks osa ristub (võrkkesta mediaalse poole kiud) teisele poole, teine osa ei muuda külgi (võrkkesta külgmise kiud). See tagab, et kogu näo poole visuaalsed muljed lülitatakse aju teisele poole.
Enne kui corpus geniculatum laterale kiud, mis on osa talamusest, lülitatakse teise närvirakku, hargnevad mõned nägemisnärvi kiud ajutüve sügavamatesse refleksikeskustesse.
Silma refleksfunktsiooni uurimine võib seetõttu olla väga kasulik, kui soovite kahjustatud piirkonda tuvastada teel silmast aju.
Corpus geniculatum laterale taga jätkub see närvijuhete kaudu primaarseks visuaalseks ajukooreks, mida ühiselt nimetatakse visuaalseks kiirguseks.
Seal tajutakse nägemisimpulsse teadlikult esimest korda. Tõlgendamist ega määramist pole siiski veel tehtud. Esmane visuaalne ajukoore on paigutatud retinotoopselt. See tähendab, et visuaalse ajukoore väga spetsiifiline piirkond vastab väga konkreetsele asukohale võrkkestas.
Teravaima nägemise (fovea centralis) asukoht on umbes 4/5 primaarsest visuaalsest ajukoorest. Primaarsest visuaalsest ajukoorest pärit kiud tõmbuvad peamiselt sekundaarsesse visuaalsesse ajukooresse, mis asetseb primaarse visuaalse ajukoore ümber nagu hobuseraua. Siin toimub lõpuks tajutava tõlgendamine. Saadud teavet võrreldakse aju teiste piirkondade teabega. Närvikiud kulgevad sekundaarsest visuaalsest ajukoorest praktiliselt kõikidesse ajupiirkondadesse. Ja nii kujuneb järk-järgult nähtu üldmulje, millesse on lisatud palju lisateavet, näiteks kaugus, liikumine ja ennekõike määramine, mis tüüpi objekt see on.

Teisese visuaalse ajukoore ümber on veel visuaalse ajukoore väljad, mis pole enam retinotoopiliselt paigutatud ja täidavad väga spetsiifilisi funktsioone. Näiteks on piirkondi, mis ühendavad visuaalselt tajutava keelega, valmistavad ette ja arvutavad keha vastavad reaktsioonid (nt "püüa kuul kinni!") Või salvestavad mälestuseks peetava.
Selle teema kohta leiate lisateavet järgmiselt: Visuaalne tee

Visuaalse taju vaatamise viis

Põhimõtteliselt saab „nägemise“ protsessi vaadelda ja kirjeldada erinevate nurkade alt. Ülalkirjeldatud vaatepunkt juhtus neurobioloogilisest aspektist.

Veel üks huvitav nurk on psühholoogiline vaatepunkt. See jagab visuaalse protsessi 4 tasemele.

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

Kolmas (psüühiline tase) püüab kirjeldada tajutavat sündmust. See pole nii lihtne, kuna te ei saa aru sellest, mida olete visuaalselt kogenud energeetiliselt või ruumiliselt.
Teisisõnu, aju "leiutab" uue idee. Idee, mis põhineb visuaalselt tajutaval ja eksisteerib ainult visuaalselt kogenud inimese teadvuses. Siiani pole selliseid tajutavaid kogemusi suudetud seletada puhtfüüsiliste protsessidega, näiteks aju elektriliste lainetega.
Neurobioloogilisest vaatepunktist võib aga eeldada, et suur osa tajutavast kogemusest toimub primaarses visuaalses ajukoores. Sisse neljas etapp Siis toimub taju kognitiivne töötlemine. Selle lihtsaim vorm on teadmine. See on oluline erinevus tajumises, kuna just seal toimub esimene määramine.

Näite abil tuleb sellel tasandil selgitada tajutava töötlemist:
Oletame, et inimene vaatab pilti. Nüüd, kui pilt on muutunud teadlikuks, algab kognitiivne töötlemine. Kognitiivse töötluse võib jagada kolmeks tööetapiks. Esiteks toimub üldine hinnang.
Kujutist analüüsitakse ja objektid kategoriseeritakse (nt esiplaanil 2 inimest, taust taustal).
See loob esialgu üldmulje. Samal ajal on see ka õppeprotsess. Kuna visuaalse kogemuse kaudu saadakse kogemusi ja nähtule omistatakse prioriteedid, mis põhinevad sobivatel kriteeriumidel (nt olulisus, olulisus probleemide lahendamisel jne).
Uue, sarnase visuaalse taju korral pääseb sellele teabele juurde ja töötlemine võib toimuda palju kiiremini. Seejärel minnakse üksikasjaliku hindamiseni. Pärast pildil olevate objektide uuendatud ja lähemat uurimist ning skaneerimist jätkab inimene silmapaistvate objektide analüüsimist (näiteks inimeste (paar) äratundmine, tegevus (üksteise käes hoidmine).
Viimane samm on üksikasjalik hindamine. Nn mentaalne mudel on välja töötatud sarnaselt ideele, kuid millesse voolab nüüd ka teave teistest ajupiirkondadest, näiteks pildil äratuntavate 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 kogemuste ja õppeprotsesside põhjal erineval viisil ning keskendub vastavalt teatud detailidele ja surub teisi maha.
Huvitav aspekt selles kontekstis on moodne kunst:
Kujutage ette lihtsat valget pilti, millel on ainult punane värviplekk. Võib eeldada, et värvilaisk on ainus detail, mis köidab kõigi vaatajate tähelepanu, sõltumata kogemusest või õppeprotsessidest.
Tõlgendamine jäetakse siiski vabaks. Ja kui rääkida küsimusest, kas see on kõrgema kunsti küsimus, siis kindlasti puudub üldine vastus, mis kehtiks kõigile vaatajatele.

Erinevused loomamaailmast

Ülalkirjeldatud nägemisviis on seotud inimeste visuaalse tajumisega.
Neurobioloogiliselt erineb see vorm selgroogsete ja molluskite tajudest vaevalt.
Putukatel ja krabil on seevastu niinimetatud liitsilmad. Need koosnevad umbes 5000 eraldiseisvast silmast (ommatid), millest igaühel on oma sensoorsed rakud.
See tähendab, et vaatenurk on palju suurem, kuid pildi eraldusvõime on palju väiksem kui inimsilmal.
Seetõttu peavad lendavad putukad lendama nähtavatele objektidele (nt kook laual) lähemale, et neid ära tunda ja klassifitseerida.
Värvide tajumine on ka erinev. Mesilased tajuvad ultraviolettvalgust, kuid mitte punast valgust. Kärbeste madudel ja rästikute rästikutel on soojakiir (silm), millega nad näevad infrapunavalgust (soojuskiirgust) nagu kehakuumus. Tõenäoliselt juhtub see ka öiste liblikate puhul.