Анатомия-Лексикон

Как работи виждането?

Синоними в по-широк смисъл

Медицински: зрително възприятие, визуализация

Виж, виж

Английски: виж, гледай, гледай

Въведение

Виждането е много сложен процес, който все още не е изяснен във всеки детайл. Светлината се предава като информация в електрическа форма на мозъка и съответно се обработва.

За да се разбере визията, трябва да бъдат известни няколко термина, които са обяснени накратко по-долу:

Какво е светлина
Какво е неврон?
Какъв е визуалният път?
Какви са оптичните зрителни центрове?

Фигура очна ябълка

Оптичен нерв (оптичен нерв)
роговица
лещи
предна камера
Цилиарният мускул
стъкловиден
ретина

Какво е зрението

Виждането с очите е визуалното възприемане на светлината и предаване към зрителните центрове в мозъка (ЦНС).
Това е последвано от оценката на визуалните впечатления и евентуална последваща реакция към него.

Светлината задейства химическа реакция върху ретината в окото, което създава специфичен електрически импулс, който се предава по нервни пътища към по-високи, така наречените оптични мозъчни центрове. По пътя към там, а именно вече в ретината, електрическият стимул се обработва и подготвя за висшите центрове по такъв начин, че да могат да се справят с предоставената информация.

Освен това човек трябва да включва психологическите последици, които са резултат от видяното. След като информацията във визуалната кора на мозъка се осъзнае, се извършват анализ и интерпретация. Създаден е фиктивен модел, който представя визуалното впечатление, с помощта на който концентрацията е насочена към конкретни детайли от видяното. Интерпретацията зависи силно от индивидуалното развитие на зрителя. Преживяванията и спомените неволно влияят на този процес, така че всеки човек създава свой „собствен образ“ от визуално възприятие.

Какво е светлина

Светлината, която възприемаме, е електромагнитно излъчване с дължина на вълната в диапазона от 380 - 780 нанометра (nm). Различните дължини на вълната на светлината в този спектър определят цвета. Например, червеният цвят е в диапазон на дължината на вълната от 650 - 750 nm, зеленият в обхвата от 490 - 575 nm, а синият - при 420 - 490 nm.

При поглед отблизо светлината също може да бъде разделена на миниатюрни частици, така наречените фотони. Това са най-малките единици светлина, които могат да създадат стимул за окото. За да бъде стимулът забележим, невероятен брой от тези фотони трябва да предизвикат стимул в окото.

Какво е неврон?

А Neuron обикновено означава a Нервна клетка.
Нервните клетки могат да поемат много различни функции. Главно обаче те са възприемчиви към информация под формата на електрически импулси, които могат да се променят в зависимост от вида на нервната клетка и чрез клетъчните процеси (Аксони, Synapses) след това го предайте на една или, много по-често, няколко други нервни клетки.

Илюстрация на нервните окончания (синапс)

Нервни окончания (дентрит)
Веществени вещества, напр. Допаминът
друг нервен завършек (аксон)

Какъв е визуалният път

Като Визуална пътека връзката на око и мозък обозначен с множество нервни процеси. Започвайки от окото, започва с ретината и седи в Оптичен нерв в мозъка. в Corpus geniculatum laterale, близо до таламуса (и двете важни мозъчни структури) след това има преминаване към визуална радиация. След това се излъчва в задния лоб (тилен лоб) на мозъка, където са разположени зрителните центрове.

Какви са оптичните зрителни центрове?

Оптичните зрителни центрове са области в мозъка, които обработват главно информация, идваща от окото, и инициират подходящи реакции.

Това включва основно Зрителна коракоято се намира в задната част на мозъка. Тя може да бъде разделена на първична и вторична зрителна кора. Тук видяното първо се възприема съзнателно, след това се интерпретира и класифицира.

В мозъчния ствол има и по-малки визуални центрове, които са отговорни за движенията на очите и очните рефлекси. Те са важни не само за здравия зрителен процес, но и играят важна роля при прегледи, например за да се определи коя част от мозъка или зрителният път е повредена.

Визуално възприятие в ретината

За да можем да видим, светлината трябва да достигне до ретината в задната част на окото. Първо пада през роговицата, зеницата и лещата, след това преминава през стъкловидното тяло зад лещата и първо трябва да проникне през самата ретина, преди да стигне до местата, където може да предизвика ефект за първи път.

Роговицата и лещата са част от (оптичния) пречупващ апарат, което гарантира, че светлината е пречупена правилно и цялото изображение се възпроизвежда точно върху ретината. В противен случай обектите не биха се възприемали ясно. Такъв е случаят например с късогледство или далекогледство.
Зеницата е важно защитно устройство, което регулира появата на светлина чрез разширяване или свиване. Има и лекарства, които отменят тази защитна функция. Това е необходимо след операции, например, когато ученикът трябва да бъде обездвижен за известно време, така че лечебният процес да бъде насърчен по-добре.

След като светлината проникне в ретината, тя удря клетки, наречени пръчки и конуси. Тези клетки са чувствителни към светлина.
Те имат рецептори („сензори за светлина“), които са свързани с протеин, по-точно с G протеин, така наречения трансдуцин. Този специален G-протеин се свързва с друга молекула, наречена родопсин.
Състои се от витамин А част и протеинова част, така наречения опсин. Лека частица, която удря такъв родопсин, променя химическата му структура, като изправя предварително изкривена верига от въглеродни атоми.
Тази проста промяна в химическата структура на родопсина сега прави възможно взаимодействието с трансдуцина. Това също променя структурата на рецептора по такъв начин, че се активира ензимна каскада и се получава усилване на сигнала.
В очите това води до повишен отрицателен електрически заряд върху клетъчната мембрана (хиперполяризация), който се предава като електрически сигнал (предаване на зрението).

Най- Увула клетки са разположени в точката на най-острото зрение, наричана още жълта точка (macula lutea) или в специализирани кръгове, наречени fovea centralis.
Има 3 вида конуси, които се различават по това, че реагират на светлина с много специфичен диапазон на дължината на вълната. Има сините, зелените и червените рецептори.
Това обхваща цветовата гама, която е видима за нас. Останалите цветове са главно резултат от едновременното, но различно силно активиране на тези три типа клетки. Генетичните отклонения в чертежа на тези рецептори могат да доведат до различни цветни слепоти.

Най- Родни клетки се среща предимно в граничната зона (периферията) около fovea centralis. Пръчките нямат рецептори за различни цветови диапазони. Но те са много по-чувствителни към светлината от конусите. Задачите им са да засилят контраста и да виждат на тъмно (нощно виждане) или при слаба светлина (здрач на зрението).

Нощно виждане

Можете сами да тествате това, като се опитате да фиксирате малка и просто разпознаваема звезда през нощта с ясно небе. Ще откриете, че звездата се вижда по-лесно, ако я погледнете леко

Предаване на стимула в ретината

В ретина 4 различни типа клетки са главно отговорни за предаването на светлинния стимул.
Сигналът не се предава само вертикално (от външните слоеве на ретината към вътрешните слоеве на ретината), но и хоризонтално. Хоризонталните и амакринните клетки са отговорни за хоризонталното предаване, а биполярните клетки - за вертикалното предаване. Клетките влияят една върху друга и по този начин променят първоначалния сигнал, който е иницииран от конусите и прътовете.

Клетките на ганглиона са разположени в най-вътрешния слой на нервните клетки в ретината. След това клетъчните процеси на ганглиите се изтеглят до сляпото място, където те стават Оптичен нерв (оптичен нерв) фокусирайте се и оставете окото да влезе в мозъка.
В сляпо петно (по едно на всяко око), т.е. в началото на зрителния нерв, разбираемо няма конуси и пръчки и също няма визуално възприятие. Между другото, лесно можете да намерите собствените си слепи петна:

Сляпа точка

Дръжте едното око с ръка (тъй като в противен случай второто око компенсира слепото петно на другото око), фиксирайте с окото, което не е покрито предмет (например часовник на стената) и сега бавно преместете протегнатата си ръка хоризонтално надясно и наляво на същото ниво на очите с вдигнат палец. Ако сте направили всичко правилно и наистина сте фиксирали предмет с окото си, трябва да намерите точка (малко отстрани на окото), където повдигнатият палец сякаш изчезва. Това е сляпото петно.

Между другото: Не само светлината може да генерира сигнали в увулата и прътите. Удар в окото или силно триене задейства съответния електрически импулс, подобен на светлината. Всеки, който някога е търкал очите си, със сигурност ще е забелязал ярките шарки, които след това смятате, че виждате.

Визуален път и предаване към мозъка

След като нервните процеси на ганглионните клетки се свържат, за да образуват зрителния нерв (Nervus opticus), те се изтеглят заедно през дупка в задната стена на очния гнездо (Canalis opticus).
Зад това двата зрителни нерва се срещат в оптичния хиазъм. Една част от нерва пресича (влакната на медиалната половина на ретината) към другата страна, друга част не променя страни (влакната на страничната половина на ретината). Това гарантира, че визуалните впечатления на цяла половина от лицето се превключват от другата страна на мозъка.
Преди влакната в corpus geniculatum laterale, част от таламуса, да се прехвърлят към друга нервна клетка, някои оптични нервни влакна се разклоняват към по-дълбоки рефлекторни центрове в мозъчния ствол.
Следователно изследването на очната рефлексна функция може да бъде много полезно, ако искате да локализирате увредената зона по пътя от окото до мозъка.
Зад corpus geniculatum laterale, след това той продължава чрез нервните връзки в първичната зрителна кора, които заедно се наричат визуално излъчване.
Там визуалните импулси съзнателно се възприемат за първи път. Все още обаче не е направено тълкуване или възлагане. Първичната зрителна кора е подредена ретинотопично. Това означава, че много специфична зона във зрителния кортекс съответства на много специфично място на ретината.
Местоположението на най-острото зрение (fovea centralis) е представено на приблизително 4/5 от първичната зрителна кора. Влакна от първичната зрителна кора основно се изтеглят във вторичната зрителна кора, която е разположена като подкова около първичната зрителна кора. Тук най-накрая се извършва интерпретацията на онова, което се възприема. Получената информация се сравнява с информация от други области на мозъка. Нервните влакна протичат от вторичната зрителна кора до практически всички мозъчни области. И така постепенно се създава цялостно впечатление от видяното, в което е включена много допълнителна информация като разстоянието, движението и най-вече назначаването на какъв тип обект.

Около вторичния зрителен кортекс има допълнителни зрителни полета на кората, които вече не са ретинотопично подредени и поемат много специфични функции. Например има области, които свързват онова, което се възприема визуално с езика, подготвят и изчисляват съответните реакции на тялото (например „хванете топката!“) Или запазвате това, което се вижда като памет.
Можете да намерите повече информация по тази тема в: Визуален път

Начин на визуално възприятие

По принцип процесът на "виждане" може да се разглежда и описва от различни ъгли. Описаната по-горе гледна точка се случи от невробиологична гледна точка.

Друг интересен ъгъл е психологическата гледна точка. Това разделя визуалния процес на 4 нива.

Най- първи етап (Физико-химично ниво) и втора стъпка (Физическо ниво) описват повече или по-малко подобно визуално възприятие в невробиологичен контекст.
Физико-химичното ниво е свързано повече с отделните процеси и реакции, които протичат в клетка, а физическото ниво обобщава тези събития в тяхната цялост и отчита хода, взаимодействието и резултата от всички отделни процеси.

Третият (психическо ниво) се опитва да опише възприемащото събитие. Това не е толкова лесно, тъй като не можете да разберете какво сте преживели визуално или енергийно, или пространствено.
С други думи, мозъкът „измисля“ нова идея. Идея, основана на онова, което се възприема визуално, съществува само в съзнанието на човека, който визуално е преживял. Към днешна дата не е възможно да се обяснят подобни възприятия с чисто физически процеси, като електрически мозъчни вълни.
От невробиологична гледна точка обаче може да се предположи, че голяма част от възприятието се осъществява в първичната зрителна кора. На четвърти етап Тогава се осъществява когнитивната обработка на възприятието. Най-простата форма на това е знанието. Това е важна разлика във възприятието, защото тук се извършва първоначално задание.

Използвайки пример, обработката на това, което се възприема, трябва да се изясни на това ниво:
Да предположим, че човек гледа снимка. Сега, когато изображението е станало съзнателно, започва когнитивната обработка. Когнитивната обработка може да бъде разделена на три работни стъпки. Първо има глобална оценка.
Изображението се анализира и обектите се категоризират (например 2 души на преден план, поле на заден план).
Това първоначално създава цялостно впечатление. В същото време това е и процес на обучение. Тъй като чрез визуалния опит се натрупва опит и вижданите неща получават приоритети, които се базират на подходящи критерии (например важност, релевантност за решаване на проблеми и т.н.).
В случай на ново подобно визуално възприятие, тази информация може да бъде достъпна и обработката може да се извърши много по-бързо. След това преминава към подробна оценка. След подновен и по-внимателен преглед и сканиране на обектите на снимката, човекът продължава да анализира забележимите обекти (например разпознаване на лицата (двойка), действие (държане един на друг в прегръдките си)).
Последната стъпка е сложната оценка. Разработен е така нареченият ментален модел, подобен на идея, но в който сега тече и информация от други области на мозъка, например спомени на хората, разпознати в образа.
Тъй като освен системата за визуално възприятие много други системи оказват своето влияние върху такъв ментален модел, оценката трябва да се разглежда като много индивидуална.
Всеки човек ще оценява образа по различен начин въз основа на опита и процесите на обучение и съответно ще се концентрира върху определени детайли и потиска други.
Интересен аспект в този контекст е съвременното изкуство:
Представете си проста бяла картина само с червено петно боя. Може да се предположи, че пръскането на цвета ще бъде единственият детайл, който ще привлече вниманието на всички зрители, независимо от опита или процесите на обучение.
Тълкуването обаче е оставено свободно. И когато става въпрос за това дали това е въпрос на висше изкуство, със сигурност няма общ отговор, който да се отнася за всички зрители.

Разлики в животинския свят

Начинът на виждане, описан по-горе, се отнася до визуалното възприятие на хората.
Невробиологично тази форма почти не се различава от възприятието при гръбначни и мекотели.
Насекомите и раците, от друга страна, имат така наречените сложни очи. Те се състоят от около 5000 индивидуални очи (омматиди), всяко със собствени сензорни клетки.
Това означава, че ъгълът на видимост е много по-голям, но разделителната способност на изображението е много по-ниска от тази на човешкото око.
Затова летящите насекоми трябва да летят много по-близо до наблюдаваните предмети (например торта на масата), за да ги разпознаят и класифицират.
Възприемането на цветовете също е различно. Пчелите могат да възприемат ултравиолетова светлина, но не и червена светлина. Зърнещите змии и ямите имат топлина на лъчите (орган на ямата), с която виждат инфрачервена светлина (топлинна радиация) като топлина на тялото. Това вероятно е така и при нощните пеперуди.