Az emberi látás az. Orvosi biofizika
A látás Egyik legfontosabb érzékszervünk a szemünk. Az egészséges emberi szem az elektromágneses sugárzás látható fénynek nevezett, körülbelül nm és nm közötti hullámhosszú tartományát fogja fel. Az elektromágneses spektrumnak a látható fénnyel határos tartományai az ultraibolya 10 nm— nm gyakorlatok a munkahelyi látás javítására az infravörös nm—1,3 μm l.
A szemnek a látásban betöltött szerepe sokrétû. Részt vesz a környezet optikai leképezésében, a változó fényintenzitásokhoz való alkalmazkodásban, a fény elektrokémiai jellé, majd idegimpulzusokká alakításában és a képi információ elôzetes kiértékelésében is.
Léteznek állatfajok, amelyek a számunkra nem látható ultraibolya sugarakat is képesek érzékelni. Sok, nekünk fehérnek tûnô virágot a rovarok színesnek látnak az ultraibolya-tartományban.
Emberi szem
Nemrég egy emlôs állatról is a Glossophaga soricina nevû színvak denevér sikerült kimutatni, hogy látása a rövid hullámhosszak felé nm-ig terjed. A szem vázlatos szerkezete A molekuláris szinttôl a szerveken át az ökoszisztémákig szoros összefüggés van a biológiai rendszerek szerkezete és mûködése között. Az alábbiakban a szem szerkezetét mutatjuk be a látás biofizikai alapjainak megértéséhez szükséges részletességgel. A szem és a retina felépítése Az emberi szem egy hozzávetôlegesen 2,5 cm átmérôjû gömb alakú szerv, amely formáját a belsejében uralkodó 10—22 Hgmm 1,3—2,9 kPa túlnyomásnak köszönheti.
A szemgolyó az emberi látás az rétegbôl áll, vázlatos szerkezetét a IV. A legkülsô erôs fehér burok az ínhártya scleraamely elöl átmegy az átlátszó szaruhártyába cornea. A középsô réteget a szivárványhártya irisa sugártest corpus ciliare és az érhártya choroidea alkotja. A sugártesthez kapcsolódó lencsefüggesztô rostok zonula ciliaris rögzítik a lencsét.
Az iris az emberi látás az található nyílás a pupilla.
A szem belseje
A legbelsô réteg az ideghártya retinaamely a fényreceptorokat is tartalmazza. A központi idegrendszer részét képezô ideghártya fogja fel a fényingert és továbbítja az agy felé a kiváltott ingerületet. Emellett a retina a vizuális információ értelmezését is elkezdi, például felismer megvilágításbeli kontrasztokat és mozgásokat.
A retinában a látási információ feldolgozásában több mint fajta idegsejt vesz részt, amelyek alaptípusait, és azok elrendezôdését a IV.
A retinára esô fény érzékelését végzô sejteknek két csoportját különböztetjük meg: csap- és pálcikasejteket. A pálcikasejtek száma egy egészséges szemben millió, a csapoké 6,5 millió. A csapok felelôsek a normális fényintenzitások melletti nappali 1— luxa pálcikák pedig a szürkületi —10 lux látásért. A látási információ elôzetes kiértékelésében résztvevô idegsejteknek az alábbi négy fô típusát különböztetjük meg: horizontális, bipoláris, amakrin- és ganglionsejtek. A szemet elhagyó látóideget a ganglionsejtek axonjai képezik.
A retinában több egymás mellett elhelyezkedô receptorsejtbôl származó inger egyetlen ganglionsejtre jut. Ezt a jelenséget az ingerületi jel konvergenciájának nevezzük. A pálcikasejtek jele erôsebben konvergál, mint a csapsejteké.
Mindkét típusú receptorsejt mûködését az emberi látás az serkentô vagy gátló jellegû szinapszis befolyásolja. Ezeknek a retinális képkiértékelésben van fontos szerepük.
Az emberi szem érdekessége, hogy a retinában a receptorsejtek nem a szem belseje felé fordulnak, hanem az érhártya felôli oldalon helyezkednek el. A fényérzékeny sejteknek és a pigmentált epitheliumnak az érintkezése fontos a fotoreceptorok megvilágítás utáni gyorsabb regenerációjához.
Az ilyen elrendezôdés ugyanakkor azzal jár, hogy a fénynek át kell haladnia a retinán ahhoz, hogy a fényreceptorokat elérje. Ugyanez azt is eredményezi, hogy az idegrostoknak át kell menniük a fényérzékeny sejteket tartalmazó rétegen ahhoz, hogy kijussanak a szembôl. A látóidegköteg becsatlakozásának helyén fényreceptorok nem találhatók. Ez a vakfolt IV.
Hogy működik a látás?
Normális körülmények között létét azért nem érzékeljük, mert az agy a vakfoltra esô hiányzó képrészletet annak környezetével, vagy a másik szembôl jövô információ alapján a két szem vakfoltja a látómezô más-más részeire esik pótolja. A látómezô közepén lévô tárgyak a retinának a sárga folt macula lutea nevû részére képezôdnek le.
- Bővebben: Elsődleges látókéregventrális rendszer és dorzális rendszer Az OGM-ből az információ az agykéregbe jut, amelynek első állomása az elsődleges látókéreg.
- Szemcseppek javíthatják a látást
Ennek a közepén található mélyedés a fovea, ahol nincsenek pálcikasejtek, és a csapsejtek sûrûsége a legnagyobb. A fény akadálytalanabb érzékelése érdekében errôl a helyrôl a IV.
A szem részei – kívül
A receptorsejtek mögött a pigmentált epithelium helyezkedik el, amely a nagy melanintartalmánál fogva elnyeli a rá esô fényt, és így csökkenti a nemkívánatos visszaverôdéseket.
A fovea szerkezetének vázlata IV. A lábasfejûek szemében a csapok és a pálcikák a retinának a legfelsôbb rétegében helyezkednek el úgy, hogy a beérkezô fény abszorpciója kisebb veszteséggel mehessen végbe. Ezeknek az állatoknak nincs vakfoltjuk sem. A fotoreceptor sejtek szerkezete A fotoreceptor-sejtek egy külsô és egy belsô szegmentumból állnak, amelyeket egy vékony csillószerû rész kapcsol össze IV.
A pálcikasejtek külsô szegmentumát sûrûn egymás az emberi látás az tömörülô lapos membrán vezikula tölti ki. Ezek a korong alakú képzôdmények az ún.
A csapsejtekben a kültag plazmamebránjának az egymásra simuló ki- és behajlásai hoznak létre a pálcikák fotoreceptív korongjaihoz hasonló membránstruktúrát. Ez a kültagban elhelyezkedô membránrendszer felelôs a fény érzékeléséért, míg az emberi látás az beltag végzi a sejt metabolizmusának nagy részét.
Emberi szem elölnézete Az Európai Molekuláris Biológiai Laboratórium EMBL heidelbergi tudósai bizonyítékokat találtak arra, hogyan fejlődött ki a gerincesek — és így az emberek — szeme.
A beltag tartalmazza a szinaptikus végzôdéseket is. Ezek a sejtek olyan rövidek, hogy a fény által keltett változások sejten az emberi látás az továbbításához nincs szükség akciós potenciálra. A külsô szegmentum potenciálváltozásai a belsô szegmentumra is átterjednek, és direkt módon modulálják a neurotranszmitter-szekréciót. A pálcika- és a csapsejtek elektronmikroszkópos képe felül és vázlatos szerkezetük alul A az emberi látás az fényérzékelését a bennük lévô fényérzékeny anyag, a rodopszin teszi lehetôvé.
A rodopszin a G-proteinhez kapcsolt receptorok népes családjába tartozik, és a fotoreceptív korongok membránjának mintegy tömegszázalékát teszi ki.
Ez a legalaposabban tanulmányozott receptorok egyike. Két részbôl áll: egy fehérjekomponensbôl és egy ehhez kovalensen kötött pigmentbôl IV. A rodopszin integráns membránfehérje, amely hét transzmembránhélixet és a membránból hosszan kinyúló citoplazmikus véget tartalmaz. A fehérje alkotó az enzimtulajdonságokkal rendelkezô opszin. A rodopszin fényelnyelésért felelôs pigmentje a cisz-retinál A, amelynek oldatbeli abszorpciós maximuma az ultraibolya-tartományba, nm köré esik.
A pálcikasejtek rodopszinjában az elnyelés maximuma kb. Ennek az az oka, hogy a fehérjekörnyezet a retinál abszorpciós maximumát erôsen eltolja.
A csapok a pálcikák rodopszinjához hasonló, cisz-retinált tartalmazó kromoproteineket, ún. Három eltérô fotopszin létezik. Ezek spektrális tulajdonságai különböznek egymástól, amiért a cisz-retinál eltérô fehérje környezete a felelôs. Minden csapsejtben csak egyfajta fotopszin fejezôdik ki.
Ennek megfelelôen három eltérô spektrális tulajdonságú csapsejt fordul elô az emberi szemben.
