Anatomi av det visuella systemet

Ögat är det viktigaste sensoriska organet som är involverat i synen (figur 1). Ljusvågor överförs genom hornhinnan och kommer in i ögat genom pupillen. Hornhinnan är det genomskinliga höljet över ögat. Den fungerar som en barriär mellan det inre ögat och omvärlden och är inblandad i fokuseringen av ljusvågor som kommer in i ögat. Pupillen är den lilla öppning i ögat genom vilken ljuset passerar, och pupillens storlek kan förändras som en funktion av ljusnivåer samt känslomässig upphetsning. När ljusnivåerna är låga blir pupillen vidgad, eller utvidgad, för att låta mer ljus komma in i ögat. När ljusnivåerna är höga kommer pupillen att dras ihop, eller bli mindre, för att minska mängden ljus som kommer in i ögat. Pupillens storlek styrs av muskler som är kopplade till iris, som är den färgade delen av ögat.

Figur 1. Ögats anatomi illustreras i detta diagram.

Efter att ha passerat genom pupillen korsar ljuset linsen, en böjd, genomskinlig struktur som tjänar till att ge ytterligare fokus. Linsen är fäst vid muskler som kan ändra sin form för att hjälpa till att fokusera ljuset som reflekteras från nära eller avlägsna föremål. Hos en normalseende person fokuserar linsen bilderna perfekt på en liten fördjupning i ögats bakre del som kallas fovea, som är en del av näthinnan, den ljuskänsliga hinnan i ögat. Fovean innehåller tätt packade specialiserade fotoreceptorceller (figur 2). Dessa fotoreceptorceller, som kallas tappar, är ljusdetekterande celler. Kottarna är specialiserade typer av fotoreceptorer som fungerar bäst i starkt ljus. Koner är mycket känsliga för skarpa detaljer och ger en enorm rumslig upplösning. De är också direkt involverade i vår förmåga att uppfatta färg.

Medan tapparna är koncentrerade i fovea, där bilderna tenderar att fokuseras, finns stavar, en annan typ av fotoreceptorer, i resten av näthinnan. Stavar är specialiserade fotoreceptorer som fungerar bra i svagt ljus, och även om de saknar tapparnas rumsliga upplösning och färgfunktion är de involverade i vår syn i svagt upplysta miljöer samt i vår uppfattning av rörelser i periferin av vårt synfält.

Figur 2. De två typerna av fotoreceptorer visas i den här bilden. Kottar är färgade i grönt och stavar i blått.

Vi har alla upplevt stavarnas och kottarnas olika känslighet när vi gör övergången från en starkt upplyst miljö till en svagt upplyst miljö. Föreställ dig att du går och ser en storfilm en klar sommardag. När du går från den starkt upplysta lobbyn in i den mörka biografen märker du att du genast har svårt att se mycket av någonting. Efter några minuter börjar du anpassa dig till mörkret och kan se biografens inre. I den ljusa miljön dominerades din syn främst av konaktivitet. När du övergår till den mörka miljön dominerar stavaraktiviteten, men det finns en fördröjning i övergången mellan faserna. Om dina stavar inte omvandlar ljuset till nervimpulser så enkelt och effektivt som de borde, kommer du att ha svårt att se i svagt ljus, ett tillstånd som kallas nattblindhet.

Stavar och tappar är kopplade (via flera interneuroner) till retinala ganglieceller. Axonerna från de retinala gangliecellerna konvergerar och går ut genom baksidan av ögat för att bilda synnerven. Synnerven transporterar visuell information från näthinnan till hjärnan. Det finns en punkt i synfältet som kallas den blinda fläcken: Även när ljuset från ett litet föremål fokuseras på den blinda fläcken ser vi det inte. Vi är inte medvetet medvetna om våra blinda fläckar av två skäl: För det första får varje öga en något annorlunda bild av synfältet; därför överlappar inte de blinda fläckarna varandra. För det andra fyller vårt visuella system ut den blinda fläcken så att även om vi inte kan reagera på visuell information som förekommer i den delen av synfältet är vi inte heller medvetna om att information saknas.

Optiska nerverna från varje öga går samman strax nedanför hjärnan i en punkt som kallas optiska chiasman. Som figur 3 visar är det optiska chiasmet en X-formad struktur som sitter precis under hjärnbarken längst fram i hjärnan. Vid punkten för det optiska chiasmet skickas information från det högra synfältet (som kommer från båda ögonen) till den vänstra sidan av hjärnan, och information från det vänstra synfältet skickas till den högra sidan av hjärnan.

Figur 3. Denna illustration visar det optiska chiasmet i hjärnans främre del och vägarna till occipitalloben i hjärnans bakre del, där visuella förnimmelser bearbetas till meningsfulla uppfattningar.

När den visuella informationen väl är inne i hjärnan skickas den via ett antal strukturer till occipitalloben i hjärnans bakre del för bearbetning. Visuell information kan bearbetas i parallella banor som i allmänhet kan beskrivas som ”vad-banan” (den ventrala banan) och ”var/hur-banan” (den dorsala banan). ”Vad-banan” är involverad i igenkänning och identifiering av objekt, medan ”var/hur-banan” är involverad i lokalisering i rummet och hur man kan interagera med ett visst visuellt stimulus (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 1994). När du till exempel ser en boll som rullar nerför gatan identifierar ”vilken väg” vad objektet är, och ”var/hur vägen” identifierar dess placering eller rörelse i rummet.