Как работи виждането?

Синоними в по-широк смисъл

Медицински: визуално възприятие, визуализация

Виж, виж

Английски: виж, гледай, гледай

Въведение

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

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

  1. Какво е светлина

  2. Какво е неврон?

  3. Какъв е визуалният път?

  4. Какви са оптичните центрове на зрението?

Фигура очна ябълка

  1. Очен нерв (оптичен нерв)
  2. Роговица
  3. лещи
  4. предна камера
  5. Цилиарен мускул
  6. Стъкловидно
  7. Ретина

Какво е зрението

Виждането с очите е визуалното възприемане на светлината и предаването до зрителните центрове в мозъка (ЦНС).
Това е последвано от оценка на визуалните впечатления и възможна последваща реакция към него.

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

Освен това трябва да включите психологическите последици, които са резултат от това, което виждате. След като информацията в зрителната кора на мозъка стане осъзната, се извършва анализ и интерпретация. Създава се фиктивен модел за представяне на визуалното впечатление, с помощта на който концентрацията се насочва към конкретни детайли на видяното. Интерпретацията зависи в голяма степен от индивидуалното развитие на зрителя. Опитът и спомените неволно влияят на този процес, така че всеки човек създава своя „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 вълните на светлината в този спектър определят цвета. Например червеният цвят е в диапазона на дължината на вълната 650 - 750 nm, зеленият в диапазона 490 - 575 nm и синият при 420 - 490 nm.

При по-внимателен поглед светлината може да се раздели на малки частици, така наречените фотони. Това са най-малките светлинни единици, които могат да създадат стимул за окото. За да може стимулът да бъде забележим, невероятен брой от тези фотони трябва да предизвикат стимул в окото.

Какво е неврон?

A Неврон най-общо 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, Синапси) след това го предават на една или, много по-често, на няколко други нервни клетки.

Илюстрация на нервни окончания (синапс)

  1. Нервни окончания (дентрит)
  2. Вещества, например допамин
  3. друго нервно окончание (аксон)

Какъв е визуалният път

Като Визуална пътека връзката на око и мозък обозначава се с множество нервни процеси. Започвайки от окото, започва с ретината и седи в Оптичен нерв в мозъка. в Corpus geniculatum laterale, в близост до таламуса (и двете важни мозъчни структури) има преминаване към зрително лъчение. След това тя излъчва в задните лобове (тилната част) на мозъка, където са разположени зрителните центрове.

Какви са оптичните центрове на зрението?

Оптичните центрове на зрението са зони в мозъка, които основно обработват информацията, която идва от окото, и инициират подходящи реакции.

Това включва главно Зрителна кораразположен в задната част на мозъка. Може да се раздели на първична и вторична зрителна кора. Тук видяното първо се възприема съзнателно, след което се интерпретира и класифицира.

В мозъчния ствол има и по-малки зрителни центрове, които отговарят за движенията на очите и очните рефлекси. Те са важни не само за здравословното зрение, но също така играят важна роля при прегледите, например за определяне на коя част от мозъка или зрителния път са повредени.

Зрително 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 пресича стъкловидното тяло зад лещата и първо трябва да проникне през цялата самата ретина, преди да стигне до местата, където може да предизвика ефект за първи път.

Роговицата и лещата са част от (оптичния) пречупващ апарат, който гарантира, че светлината се пречупва правилно и че цялото изображение се възпроизвежда точно върху ретината. В противен случай предметите няма да се възприемат ясно. Такъв е случаят например с късогледство или далекогледство.
Зеницата е важно защитно устройство, което регулира падането на светлина чрез разширяване или свиване. Има и лекарства, които заменят тази защитна функция. Това е необходимо след операции, например, когато зеницата трябва да бъде обездвижена за известно време, за да може процесът на оздравяване да се насърчи по-добре.

След като светлината е проникнала в ретината, тя попада в клетки, наречени пръчки и конуси. Тези клетки са чувствителни към светлина.
Те имат рецептори („светлинни сензори“), които са свързани с протеин, по-точно с G протеин, така наречения трансдуцин. Този специален G-протеин е свързан с друга молекула, наречена родопсин.
Състои се от част от витамин А и протеин, така нареченият опсин. Лека частица, която удря такъв родопсин, променя химическата си структура чрез изправяне на предварително извита 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 окото това води до повишен отрицателен електрически заряд върху клетъчната мембрана (хиперполяризация), който се предава като електрически сигнал (предаване на зрението).

The Яйцеклетки се намират в точката на най-остро 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 резултат главно от едновременното, но различно силно активиране на тези три типа клетки. Генетичните отклонения в плана на тези рецептори могат да доведат до различните цветни слепоти.

The Родови клетки се среща предимно в граничната зона (периферия) около fovea centralis. Пръчките нямат рецептори за различни цветови гами. Но те са много по-чувствителни към светлината от конусите. Техните задачи са да подобрят контраста и да виждат на тъмно (нощно виждане) или при слаба светлина (здрач на зрението).

Нощно виждане

Можете да изпробвате това сами, като се опитате да фиксирате малка и просто разпознаваема звезда през нощта, когато небето е ясно. Ще откриете, че звездата е по-лесно да се види, ако я погледнете леко

Предаване на стимули в ретината

В Ретина 4 различни типа клетки са отговорни главно за предаването на светлинния стимул.
Сигналът се предава не 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 си влияят взаимно и по този начин променят първоначалния сигнал, иницииран от конусите и пръчките.

Ганглиозните клетки са разположени в най-вътрешния слой на нервните клетки в ретината. След това клетъчните процеси на ганглиите се изтеглят към сляпото място, където те стават Очен 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 зрително възприятие. Между другото, лесно можете да намерите собствените си слепи зони:

Сляпа точка

Покрийте едното око с ръка (тъй като иначе второто око би компенсирало сляпото петно ​​на другото око), фиксирайте с окото, което не е покрито обект (например часовник на стената) и сега бавно преместете свободната протегната ръка хоризонтално надясно и наляво на същото ниво на очите с повдигнат палец. Ако сте направили всичко правилно и наистина сте фиксирали обект с окото си, трябва да намерите точка (малко отстрани на окото), където повдигнатият палец изглежда да изчезва. Това е сляпото петно.

Допълнителна информация за това:

  • Сляпо петно
  • Тествайте сляпото си място

Между другото: Не само светлината може да генерира сигнали в увулата и пръчките. Удар в окото или силно триене предизвиква съответния електрически импулс, подобен на светлината. Всеки, който някога е търкал очите си, със сигурност ще е забелязал ярките модели, които след това човек си мисли, че вижда.

Зрителен път и предаване до мозъка

След като нервните процеси на ганглиозните клетки се обединят, за да образуват зрителния нерв (Nervus opticus), те се изтеглят заедно през отвор в задната стена на очната кухина (Canalis opticus).
Зад него двата оптични нерва се срещат в оптичния хиазъм. Една част от нерва преминава (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 цялата половина на лицето се превключват към другата страна на мозъка.
Преди влакната в corpus geniculatum laterale, част от таламуса, да бъдат превключени към друга нервна клетка, някои оптични нервни влакна се разклоняват към по-дълбоки рефлекторни центрове в мозъчния ствол.
Следователно изследването на функцията на очния рефлекс може да бъде много полезно, ако искате да локализирате увредената област по пътя от окото към мозъка.
Зад corpus geniculatum laterale след това продължава чрез нервни връзки в първичната зрителна кора, която заедно се нарича зрителна радиация.
Тук зрителните импулси се възприемат съзнателно за първи път. Все още обаче няма тълкуване или възлагане. Първичната зрителна кора е подредена ретинотопно. Тоест, много специфична област в зрителната кора отговаря на много специфично място на ретината.
Мястото на най-остро зрение (fovea centralis) е представено на около 4/5 от първичната зрителна кора. Фибрите от първичната зрителна кора се изтеглят главно във вторичната зрителна кора, която е разположена като подкова около първичната зрителна кора. Тук най-накрая се извършва интерпретацията на възприетото. Получената информация се сравнява с информация от други области на мозъка. Нервните влакна преминават от вторичната зрителна кора до практически всички мозъчни области. И така постепенно се създава цялостно впечатление от видяното, в което се включва много допълнителна информация, като например разстоянието, движението и най-вече определянето на вида на обекта.

Около вторичната зрителна кора има допълнителни зрителни полета на кората, които вече не са подредени ретинотопно и поемат много специфични функции. Например, има области, които съчетават това, което се възприема визуално с език, подготвят и изчисляват съответните реакции на тялото (напр. „Хвани топката!“) Или запазват видяното като спомен.
Можете да намерите повече информация по тази тема в: Визуален път

Начин на гледане на зрителното възприятие

По принцип процесът на „виждане“ може да се разглежда и описва от различни гледни точки. Описаната по-горе гледна точка се е случила от невробиологична гледна точка.

Друга интересна гледна точка е психологическата гледна точка. Това разделя визуалния процес на 4 нива.

The първи етап (Физико-химично ниво) и втора стъпка (Физическо ниво) описват повече или по-малко зрителното възприятие в невробиологичен контекст.
Физико-химичното ниво е свързано повече с отделните процеси и реакции, които протичат в клетка и 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 перцептивното събитие. Това не е толкова лесно до степен, че човек не може да схване това, което се преживява визуално, нито енергийно, нито пространствено.
С други думи, мозъкът „измисля“ нова идея. Идея, основана на това, което се възприема визуално, която съществува само в съзнанието на човека, който е преживял визуално. Към днешна дата не е било възможно да се обяснят такива перцептивни преживявания с чисто физически процеси, като електрически мозъчни вълни.
От невробиологична гледна точка обаче може да се предположи, че голяма част от перцептивното преживяване се извършва 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 първоначалното задание.

Използвайки пример, обработката на възприетото ще бъде изяснена на това ниво:
Да приемем, че човек гледа снимка. Сега, когато образът стана осъзнат, започва когнитивна 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 учебен процес. Тъй като чрез визуалния опит се придобиват преживявания и на видяните неща се присвояват приоритети, които се основават на подходящи критерии (например важност, значимост за решаване на проблеми и т.н.).
В случай на ново, подобно визуално възприятие, тази информация може след това да се използва и обработката може да се осъществи много по-бързо. След това се преминава към подробна оценка. След подновена и по-внимателна проверка и сканиране на обектите на снимката, човекът продължава да анализира изпъкналите обекти (например разпознаване на лицето (двойката), действие (придържане един към друг)).
Последната стъпка е сложната оценка. Разработен е така нареченият умствен модел, подобен на идея, но в който сега се влива и информация от други области на мозъка, например спомени за хората, разпознати в изображението.
Тъй като в допълнение към системата за зрително възприятие много други системи оказват влияние върху такъв умствен модел, оценката трябва да се разглежда като много индивидуална.
Всеки човек ще оцени изображението по различен начин въз основа на опит и учебни процеси и съответно ще се концентрира върху определени детайли и ще потисне другите.
Интересен аспект в този контекст е съвременното изкуство:
Представете си обикновена бяла картина само с червено петно ​​боя. Може да се предположи, че изпръскването на цвета ще бъде единственият детайл, който ще привлече вниманието на всички зрители, независимо от опита или учебните процеси.
Интерпретацията, от друга страна, е оставена свободна. А що се отнася до въпроса дали това е въпрос на висше изкуство, със сигурност няма общ отговор, който да се отнася за всички зрители.

Различия с животинския свят

Описаният по-горе начин на виждане е свързан с визуалното възприятие на хората.
Невробиологично тази форма почти не се различава от възприемането при гръбначни и мекотели.
Насекомите и раците, от друга страна, имат така наречените сложни очи. Те се състоят от около 5000 отделни очи (оматиди), всяко със свои собствени сензорни клетки.
Това означава, че ъгълът на гледане е много по-голям, но от друга страна резолюцията на изображението е много по-ниска от тази на човешкото око.
Следователно летящите насекоми също трябва да летят много по-близо до обектите, които виждат (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. Дрънкащите змии и ямните усойници имат око с топлинен лъч (ямков орган), с което виждат инфрачервена светлина (топлинна радиация) като телесна топлина. Това вероятно е случаят и с нощните пеперуди.

Свързани теми

Ще намерите и много информация по свързани теми:

  • Офталмология
  • око
  • оптична илюзия
  • Астигматизъм
  • Астигматизъм бебе
  • Възпаление на роговицата
  • късогледство
  • Визуална пътека
  • Ласик
  • Adie синдром
  • Проницателност
  • Възпаление на зрителния нерв

Списък на всички офталмологични теми, които вече публикувахме, можете да намерите на:

  • Офталмология A-Z