Vid: definicija, vidno zaznavanje in delovanje vidnega sistema

Razumite vid: definicija, kako deluje vidni sistem in mehanizmi vidnega zaznavanja. Pregled anatomije, procesov in pomena vida pri zaznavanju sveta.

Avtor: Leandro Alegsa

Vid je eno od čutil. Imeti vid pomeni biti sposoben videti in z videnjem živali spoznavajo svet okoli sebe. Nekatere zelo preproste živali ločijo le svetlobo od teme, pri vretenčarjih pa je vidni sistem sposoben oblikovati natančne slike in zaznave s prostorsko ločljivostjo, barvami in gibanjem.

Sposobnost interpretacije vidnih svetlobnih informacij, ki dosežejo oči, imenujemo vidno zaznavanje. Vid je rezultat kompleksnega procesa zaznavanja, ki vključuje optične strukture očesa, fotoreceptorje v mrežnici, prenos po živčnih poteh in obdelavo v možganih.

Sestavni deli vidnega sistema

  • Zunanje in optične strukture očesa: roženica (cornea), šarenica (iris) in zenica (pupil) nadzorujejo vstop svetlobe, leča (lens) fokusira sliko na mrežnico.
  • Mrežnica (retina): plast živčnih celic, ki vsebuje fotoreceptorje — palčke (za vid v slabši svetlobi) in čepke (za barvni in ostrejši vid), ter ganglijske celice, katerih aksoni tvorijo vidni živec.
  • Vidni živec in pot: impulzi potujejo po vidnem živcu preko vidnega križa (chiasma) do talamusa (bočno kolenasto jedro, LGN) in naprej v možgansko skorjo.
  • Možganska obdelava: primarna vizualna skorja v zatilnem režnju in višji vizualni centri analizirajo robove, gibanje, barvo, globino in prepoznavajo predmete.

Kako deluje oko in mrežnica

Oko deluje kot optična naprava: roženica in leča lomita svetlobo tako, da se na mrežnici oblikuje ostra slika. Zenica se razširi ali zoži glede na jakost svetlobe (pupilarni refleks), leča pa spreminja obliko (akomodacija), da fokusira predmete na različnih razdaljah.

Na mrežnici svetloba sproži kemične spremembe v fotoreceptorjih. Palčke so zelo občutljive na šibko svetlobo in omogočajo nočni vid, nimajo pa barvnega vida. Čepki delujejo pri močnejši svetlobi in so odgovorni za barvno ločljivost; pri ljudeh so na voljo običajno trije tipi čepkov, občutljivi za kratke (modra), srednje (zelena) in dolge (rdeča) valovne dolžine.

Vizualna pot in obdelava v možganih

Informacije iz mrežnice potujejo po vidnem živcu do bočnega kolenastega jedra (LGN) v talamusu, ki deluje kot glavna prehodna postaja za čutne signale. Iz LGN signali nadaljujejo v primarno vizualno skorjo (V1) v zatilnem režnju, kjer poteka osnovna analiza — detekcija robov, orientacije in prostorske frekvence. Višji vizualni centri (V2, V3, V4, MT in drugi) se specializirajo za barvo, prepoznavanje oblik, gibanje in prostorsko globino. Možgani integrirajo informacije iz obeh oči za stereoskopsko zaznavanje globine.

Vidno zaznavanje: kaj in kako zaznavamo

  • Binarne lastnosti: ostrina vida (razločevanje majhnih podrobnosti), kontrastna občutljivost, zaznava barv in zaznava gibanja.
  • Stereopsija in globina: kombinacija dveh nekoliko različnih slik iz obeh oči omogoči zaznavanje razdalje in tridimenzionalne oblike.
  • Perceptualne funkcije: prepoznavanje obrazov in predmetov, orientacija v prostoru, branje in zaznava čustev na obrazih — vse to temelji na zaporednem in sočasnem procesiranju vidnih informacij.
  • Adaptacija: mrežnica in možgani se hitro prilagajajo različnih svetlobnim pogojem (temnenje in osvetlitev) ter obremenitvam (npr. saccade in sledenje gibajočim se objektom).

Posebne vrste celic in dodatne funkcije

Poleg palčk in čepkov mrežnica vsebuje tudi intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGC), ki prispevajo k uravnavanju cirkadianih ritmov in refleksom, ne da bi nujno sodelovale pri oblikovanju zavestne slike. Ganglijske celice kodirajo osnovne vzorce (kontrast, smer gibanja) in pošiljajo signale v različne možganske centre.

Zmožnosti, omejitve in prilagoditve

Človeški vid je zelo prilagodljiv, a omejen v območju valovnih dolžin (približno 380–740 nm) in v prostoru (glede na gostoto čepkov v fovii). Oči uporabljajo hitre premike (saccade) za usmerjanje žarišča na zanimive točke, medtem ko so gladke sledenja pomembne za obvladovanje gibajočih se predmetov. Vizualna percepcija je tudi močno odvisna od učenja, pozornosti in pričakovanj — možgani dopolnjujejo pomanjkljive informacije glede na pretekle izkušnje.

Najpogostejše motnje vida in njihovo preprečevanje

  • Kratkovidnost (miopija), daljnovidnost (hipermetropija) in astigmatizem: refraktivne napake, ki jih pogosto korigiramo z očali, kontaktnimi lečami ali z operacijo (npr. LASIK).
  • Katarakta (siva mrena): motnost leče, ki zmanjšuje prenos svetlobe; zdravimo jo z operacijo zamenjave leče.
  • Glavkom: poškodba vidnega živca zaradi previsokega očesnega tlaka; pomembno je zgodnje odkrivanje in zdravljenje za preprečitev izgube vida.
  • Starostna degeneracija makule: vpliva na osrednji vid in branje; zgodnje spremljanje in nekatere terapije lahko upočasnijo napredovanje.

Redni oftalmološki pregledi, zaščita oči pred UV-žarki, uravnotežena prehrana in ustrezna osvetlitev pri delu pomagajo ohranjati zdrav vid. V primeru nenadnih sprememb vida, bolečine ali izgube vidnega polja je nujen takojšen pregled pri zdravniku.

Prikazana sta dorzalni tok (zeleno) in ventralni tok (vijolično).Zoom
Prikazana sta dorzalni tok (zeleno) in ventralni tok (vijolično).

Proces

Svetloba vstopi v oči živali, del očesa, imenovan leča, pa pošlje informacije iz svetlobe na zadnji del očesa, imenovan mrežnica. Mrežnica je sestavljena iz svetlobno občutljivih celic, ki po optičnem živcu pošljejo signal, ko svetloba pade na celico. Optični živec je snop živčnih vlaken iz vseh delov mrežnice.

Ko svetlobna informacija zapusti mrežnico, se prenese v možgane. Potujejo po optični čiadri, dokler ne dosežejo optične skorje v zadnjem delu možganov. Informacije se nato obdelajo, da se ugotovijo oblike in barve predmetov. Na podlagi tega in spomina lahko ugotovi, kakšne vrste je predmet. Tako lahko na primer loči drevo od hiše. Pot, po kateri tečejo tovrstne informacije, se imenuje ventralni tok.

Možgani lahko tudi določijo, kje so predmeti. Tako lahko na primer ugotovijo, kako daleč je predmet (to se imenuje koordinacija roka-oko). To je potrebno pri lovljenju žoge. Pot, po kateri tečejo tovrstne informacije, se imenuje dorzalni tok.

Kaj je vid?

Glavna težava pri vidnem zaznavanju je, da to, kar ljudje vidijo, ni le prevod slike na mrežnici. Svet vidimo na desni strani navzgor, čeprav je slika na mrežnici obrnjena navzdol (ker je šla skozi lečo). Zato je težko razložiti, kaj se zgodi, da nastane to, kar dejansko vidimo. Ključno je, da možgani obdelujejo podatke iz oči ter jih združujejo s spomini in ugibanji, in to s svetlobno hitrostjo. Rezultat tega je doživljanje sveta, ki se vsakemu človeku zdi, kot da je to preprosta resničnost. Čeprav temelji na resničnosti, je v resnici miselni konstrukt, ki so ga ustvarili možgani.

Zgodovina

Številne osebnosti starodavnega sveta so imele ideje o videnju. Platon, Aristotel, Evklid, Ptolemaj in Galen so imeli svoje zamisli, vendar je bila večina teh zamisli le špekulacija. Niso temeljile na nobeni znanstveni metodi.

Alhazen (965-1040) je opravil raziskave in poskuse na področju vidnega zaznavanja. Razširil je Ptolemajevo delo o binokularnem vidu in komentiral Galenova anatomska dela.

Leonardo da Vinci (1452-1519) naj bi prvi spoznal posebne optične lastnosti očesa. Zapisal je: "Delovanje človeškega očesa ... so številni avtorji opisali na določen način. Jaz pa sem ugotovil, da je povsem drugačna. Njegova glavna eksperimentalna ugotovitev je bila, da je izrazit in jasen vid le na vidni črti, optični črti, ki se konča pri fovei. Čeprav teh besed ni uporabil dobesedno, je dejansko oče sodobnega razlikovanja med fovealnim in perifernim vidom.

Hermann von Helmholtz je preučil človeško oko in ugotovil, da je optično precej slabo. Zdelo se mu je, da je zaradi slabe kakovosti informacij, ki jih zbira oko, videnje nemogoče. Zato je menil, da je vid lahko le posledica neke vrste nezavednih sklepov. Poleg informacij iz oči so možgani uporabljali tudi informacije iz prejšnjih izkušenj. Svet, kot ga doživljamo, je zgrajen iz predpostavk in sklepov na podlagi nepopolnih podatkov z uporabo predhodnih izkušenj o svetu.

Primeri znanih predpostavk, ki temeljijo na vizualnih izkušnjah, so:

  • svetloba prihaja od zgoraj
  • predmetov običajno ne gledamo od spodaj.
  • obrazi so vidni (in prepoznavni) v pokončnem položaju.
  • bližnji predmeti lahko zakrivajo pogled na bolj oddaljene predmete, ne pa tudi obratno.
  • figure (tj. predmeti v ospredju) imajo običajno izbočene robove.

Raziskovanje vizualnih iluzij (primerov, ko je proces sklepanja napačen) je dalo veliko znanja o tem, kakšne predpostavke uporablja vizualni sistem.

Sorodne strani



Iskati
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3