Atomi af det visuelle system

Øjet er det vigtigste sanseorgan, der er involveret i synet (Figur 1). Lysbølger transmitteres gennem hornhinden og trænger ind i øjet gennem pupillen. Hornhinden er den gennemsigtige belægning over øjet. Den tjener som en barriere mellem det indre øje og omverdenen, og den er med til at fokusere de lysbølger, der kommer ind i øjet. Pupillen er den lille åbning i øjet, som lyset passerer igennem, og pupillens størrelse kan ændre sig som funktion af lysniveauet samt følelsesmæssig ophidselse. Når lysniveauet er lavt, udvider pupillen sig, så der kommer mere lys ind i øjet. Når lysniveauet er højt, vil pupillen blive indsnævret eller blive mindre for at reducere den lysmængde, der kommer ind i øjet. Pupillens størrelse styres af muskler, der er forbundet med iris, som er den farvede del af øjet.

Figur 1. Øjets anatomi er illustreret i dette diagram.

Når lyset passerer gennem pupillen, krydser det linsen, en buet, gennemsigtig struktur, der tjener til at give yderligere fokus. Linsen er fastgjort til muskler, der kan ændre dens form for at hjælpe med at fokusere det lys, der reflekteres fra objekter tæt på eller langt væk. Hos normaltseende personer fokuserer linsen billeder perfekt på en lille fordybning i øjets bagkant, der kaldes fovea, som er en del af nethinden, den lysfølsomme foring i øjet. Fovea indeholder tætpakkede specialiserede fotoreceptorceller (figur 2). Disse fotoreceptorceller, kendt som kegleceller, er lysdetekterende celler. Keglerne er specialiserede typer af fotoreceptorer, der fungerer bedst i stærkt lys. Kegleceller er meget følsomme over for skarpe detaljer og giver en enorm rumlig opløsning. De er også direkte involveret i vores evne til at opfatte farver.

Mens keglerne er koncentreret i fovea, hvor billederne har tendens til at blive fokuseret, er stave, en anden type fotoreceptorer, placeret i hele resten af nethinden. Stave er specialiserede fotoreceptorer, der fungerer godt i svagt lys, og selv om de ikke har samme rumlige opløsning og farvefunktion som keglerne, er de involveret i vores syn i svagt oplyste omgivelser samt i vores opfattelse af bevægelse i periferien af vores synsfelt.

Figur 2. De to typer fotoreceptorer er vist på dette billede. Kegler er farvet grønt og stave er blå.

Vi har alle oplevet stave og kegles forskellige følsomhed, når vi foretager overgangen fra et stærkt oplyst miljø til et svagt oplyst miljø. Forestil dig, at du skal se en blockbusterfilm på en klar sommerdag. Når du går fra den stærkt oplyste lobby ind i den mørke biograf, bemærker du, at du straks har svært ved at se meget af noget som helst. Efter et par minutter begynder du at vænne dig til mørket og kan se det indre af biografen. I det lyse miljø var dit syn primært domineret af kegleaktivitet. Når du bevæger dig over i det mørke miljø, dominerer staveaktiviteten, men der er en forsinkelse i overgangen mellem faserne. Hvis dine stave ikke omdanner lyset til nerveimpulser så let og effektivt, som de burde, vil du have svært ved at se i svagt lys, en tilstand, der kaldes natblindhed.

Stave og kegler er forbundet (via flere interneuroner) med retinale ganglieceller. Axoner fra de retinale ganglieceller konvergerer og kommer ud gennem øjets bagkant og danner synsnerven. Synsnerven transporterer synsinformation fra nethinden til hjernen. Der er et punkt i synsfeltet, der kaldes den blinde plet: Selv når lyset fra et lille objekt fokuseres på den blinde plet, kan vi ikke se det, selv når lyset fra et lille objekt fokuseres på den blinde plet. Vi er ikke bevidst bevidste om vores blinde pletter af to grunde: For det første får hvert øje en lidt forskellig visning af synsfeltet; derfor overlapper de blinde pletter ikke hinanden. For det andet udfylder vores visuelle system den blinde plet, så selv om vi ikke kan reagere på visuel information, der forekommer i den del af synsfeltet, er vi heller ikke klar over, at der mangler information.

Optisk nerven fra hvert øje mødes lige under hjernen på et punkt, der kaldes det optiske chiasma. Som det fremgår af figur 3, er det optiske chiasma en X-formet struktur, der ligger lige under hjernebarken foran i hjernen. I punktet ved det optiske chiasma sendes information fra det højre synsfelt (som kommer fra begge øjne) til venstre side af hjernen, og information fra det venstre synsfelt sendes til højre side af hjernen.

Figur 3. Denne illustration viser det optiske chiasma på forsiden af hjernen og vejene til occipitallappen på bagsiden af hjernen, hvor visuelle fornemmelser behandles til meningsfulde opfattelser.

Når de visuelle informationer er inde i hjernen, sendes de visuelle informationer via en række strukturer til occipitallappen på bagsiden af hjernen til behandling. Visuel information kan blive behandlet i parallelle baner, der generelt kan beskrives som “hvad-banen” (den ventrale bane) og “hvor/hvordan-banen” (den dorsale bane). “Hvad-vejen” er involveret i genkendelse og identifikation af objekter, mens “hvor/hvordan-vejen” er involveret i placering i rummet, og hvordan man kan interagere med en bestemt visuel stimulus (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994). Når man f.eks. ser en bold rulle ned ad gaden, identificerer “what pathway”, hvad objektet er, og “where/how pathway” identificerer dets placering eller bevægelse i rummet.