Anatomia układu wzrokowego

Oko jest głównym organem czuciowym zaangażowanym w widzenie (Rysunek 1). Fale świetlne są przenoszone przez rogówkę i dostają się do oka przez źrenicę. Rogówka jest przezroczystą powłoką pokrywającą oko. Służy ona jako bariera pomiędzy wnętrzem oka a światem zewnętrznym i bierze udział w ogniskowaniu fal świetlnych, które dostają się do oka. Źrenica jest małym otworem w oku, przez który przechodzi światło, a jej wielkość może się zmieniać w zależności od natężenia światła, jak również od pobudzenia emocjonalnego. Kiedy poziom światła jest niski, źrenica rozszerza się, aby wpuścić więcej światła do oka. Gdy poziom światła jest wysoki, źrenica zwęża się lub staje się mniejsza, aby ograniczyć ilość światła wpadającego do oka. Wielkość źrenicy jest kontrolowana przez mięśnie, które są połączone z tęczówką, która jest kolorową częścią oka.

Rys. 1. Anatomia oka jest przedstawiona na tym schemacie.

Po przejściu przez źrenicę, światło przecina soczewkę, zakrzywioną, przezroczystą strukturę, która służy do zapewnienia dodatkowej ostrości. Soczewka jest połączona z mięśniami, które mogą zmieniać jej kształt, aby pomóc w ogniskowaniu światła, które jest odbijane od bliskich lub dalekich obiektów. U osób normalnie widzących soczewka skupia obrazy idealnie na małym wgłębieniu w tylnej części oka, znanym jako fovea, które jest częścią siatkówki, światłoczułej wyściółki oka. Fovea zawiera gęsto upakowane wyspecjalizowane komórki fotoreceptorowe (Rysunek 2). Te komórki fotoreceptorowe, znane jako czopki, są komórkami wykrywającymi światło. Czopki są wyspecjalizowanymi typami fotoreceptorów, które działają najlepiej w warunkach jasnego światła. Czopki są bardzo wrażliwe na ostre szczegóły i zapewniają olbrzymią rozdzielczość przestrzenną. Są one również bezpośrednio zaangażowane w naszą zdolność do postrzegania kolorów.

Podczas gdy czopki są skoncentrowane w fovea, gdzie obrazy mają tendencję do skupiania się, pręciki, inny typ fotoreceptorów, znajdują się w całej pozostałej części siatkówki. Pręciki są wyspecjalizowanymi fotoreceptorami, które działają dobrze w warunkach słabego oświetlenia, i chociaż brakuje im rozdzielczości przestrzennej i funkcji koloru czopków, są one zaangażowane w nasze widzenie w słabo oświetlonym otoczeniu, jak również w nasze postrzeganie ruchu na peryferiach pola widzenia.

Rysunek 2. Dwa rodzaje fotoreceptorów są pokazane na tym obrazku. Czopki mają kolor zielony, a pręciki niebieski.

Wszyscy doświadczyliśmy różnej wrażliwości pręcików i czopków podczas przechodzenia z jasno oświetlonego środowiska do słabo oświetlonego. Wyobraźmy sobie, że idziemy na film w jasny letni dzień. Przechodząc z jasno oświetlonego holu do ciemnego kina, zauważamy, że natychmiast mamy trudności z widzeniem czegokolwiek. Po kilku minutach zaczynasz przyzwyczajać się do ciemności i możesz zobaczyć wnętrze kina. W jasnym otoczeniu twoje widzenie było zdominowane głównie przez aktywność czopków. Gdy przechodzisz do ciemnego otoczenia, dominuje aktywność pręcików, ale przejście między fazami następuje z opóźnieniem. Jeśli twoje pręciki nie przekształcają światła w impulsy nerwowe tak łatwo i skutecznie, jak powinny, będziesz miał trudności z widzeniem w słabym świetle, co jest stanem znanym jako ślepota nocna.

Pręciki i czopki są połączone (poprzez kilka interneuronów) z komórkami zwojowymi siatkówki. Aksony z komórek zwojowych siatkówki zbiegają się i wychodzą przez tylną część oka, tworząc nerw wzrokowy. Nerw wzrokowy przenosi informacje wzrokowe z siatkówki do mózgu. W polu widzenia znajduje się punkt zwany plamką ślepą: Nawet jeśli światło z małego obiektu jest skupione na plamce ślepej, nie widzimy go. Nie jesteśmy świadomie świadomi naszych martwych punktów z dwóch powodów: Po pierwsze, każde oko otrzymuje nieco inny widok pola wizualnego; dlatego martwe pola nie nakładają się na siebie. Po drugie, nasz system wzrokowy wypełnia martwe pole, tak że chociaż nie możemy reagować na informacje wizualne, które pojawiają się w tej części pola widzenia, nie jesteśmy również świadomi, że tych informacji brakuje.

Nerw wzrokowy z każdego oka łączy się tuż pod mózgiem w punkcie zwanym skrzyżowaniem nerwów wzrokowych. Jak pokazuje rysunek 3, skrzyżowanie wzrokowe jest strukturą w kształcie litery X, która znajduje się tuż poniżej kory mózgowej w przedniej części mózgu. W miejscu skrzyżowania wzrokowego informacje z prawego pola widzenia (które pochodzi z obu oczu) są przesyłane do lewej strony mózgu, a informacje z lewego pola widzenia są przesyłane do prawej strony mózgu.

Rysunek 3. Ilustracja przedstawia skrzyżowanie wzrokowe w przedniej części mózgu i drogi do płata potylicznego w tylnej części mózgu, gdzie wrażenia wzrokowe są przetwarzane na znaczące percepcje.

Po wejściu do mózgu informacje wzrokowe są przesyłane przez szereg struktur do płata potylicznego w tylnej części mózgu w celu przetworzenia. Informacje wizualne mogą być przetwarzane w równoległych ścieżkach, które można ogólnie opisać jako „co” (ścieżka brzuszna) i „gdzie/jak” (ścieżka grzbietowa). Droga „co” jest zaangażowana w rozpoznawanie i identyfikację obiektów, podczas gdy droga „gdzie/jak” jest zaangażowana w lokalizację w przestrzeni i sposób interakcji z konkretnym bodźcem wizualnym (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994). Na przykład, kiedy widzisz piłkę toczącą się po ulicy, „jaka ścieżka” identyfikuje, czym jest obiekt, a „gdzie/jak ścieżka” identyfikuje jego lokalizację lub ruch w przestrzeni.

.