Penganalisis visual adalah seperangkat struktur yang merasakan energi cahaya dalam bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 400-700 nm dan partikel foton, atau kuanta, dan membentuk sensasi visual. Dengan bantuan mata, 80 - 90% dari semua informasi tentang dunia di sekitar kita dirasakan.

Beras. 2.1

Berkat aktivitas penganalisis visual, iluminasi objek, warna, bentuk, ukuran, arah gerakan, jarak di mana mereka dikeluarkan dari mata dan satu sama lain dibedakan. Semua ini memungkinkan Anda untuk mengevaluasi ruang, menavigasi dunia di sekitar Anda, dan melakukan berbagai jenis aktivitas yang bertujuan.

Seiring dengan konsep penganalisa visual, ada konsep organ penglihatan (Gbr. 2.1).

Ini adalah mata yang mencakup tiga elemen yang berbeda secara fungsional:

1) bola mata, di mana aparatus penerima cahaya, pembiasan cahaya, dan pengatur cahaya berada;

2) alat pelindung, yaitu kulit luar mata (sklera dan kornea), aparatus lakrimal, kelopak mata, bulu mata, alis mata; 3) aparatus motorik, diwakili oleh tiga pasang otot mata (rektus eksternal dan internal, rektus superior dan inferior, oblikus superior dan inferior), yang dipersarafi oleh III (saraf okulomotor), IV (saraf troklearis) dan VI (saraf abducens). ) pasang saraf kranial.

Karakteristik struktural dan fungsional

Bagian reseptor (periferal) Penganalisis visual (fotoreseptor) dibagi lagi menjadi sel neurosensori batang dan kerucut, segmen luarnya masing-masing berbentuk batang ("batang") dan berbentuk kerucut ("kerucut"). Seseorang memiliki 6-7 juta kerucut dan 110-125 juta batang.

Titik keluar saraf optik dari retina tidak mengandung fotoreseptor dan disebut titik buta. Lateral ke titik buta di wilayah fovea terletak area penglihatan terbaik - bintik kuning, terutama mengandung kerucut. Ke arah perifer retina, jumlah sel kerucut berkurang, jumlah sel batang bertambah, dan bagian perifer retina hanya berisi sel batang.

Perbedaan fungsi sel kerucut dan sel batang mendasari fenomena penglihatan ganda. Batang adalah reseptor yang merasakan sinar cahaya dalam kondisi cahaya rendah, yaitu. penglihatan tidak berwarna atau akromatik. Kerucut, di sisi lain, berfungsi dalam kondisi cahaya terang dan dicirikan oleh kepekaan yang berbeda terhadap sifat spektral cahaya (penglihatan warna atau kromatik). Fotoreseptor memiliki sensitivitas yang sangat tinggi, yang disebabkan oleh kekhasan struktur reseptor dan proses fisikokimia yang mendasari persepsi energi stimulus cahaya. Dipercayai bahwa fotoreseptor tereksitasi oleh aksi 1-2 kuanta cahaya pada mereka.

Batang dan kerucut terdiri dari dua segmen - luar dan dalam, yang saling berhubungan melalui silia yang sempit. Batang dan kerucut berorientasi radial di retina, dan molekul protein fotosensitif terletak di segmen luar sedemikian rupa sehingga sekitar 90% dari kelompok fotosensitifnya terletak pada bidang cakram yang membentuk segmen luar. Cahaya memiliki efek menarik terbesar jika arah berkas bertepatan dengan sumbu panjang batang atau kerucut, sedangkan diarahkan tegak lurus terhadap piringan segmen luarnya.

Proses fotokimia di retina. Dalam sel reseptor retina terdapat pigmen peka cahaya (zat protein kompleks) - kromoprotein, yang berubah warna dalam cahaya. Batang pada membran segmen luar mengandung rhodopsin, kerucut mengandung iodopsin dan pigmen lainnya.

Rhodopsin dan iodopsin terdiri dari retinal (vitamin A 1 aldehida) dan glikoprotein (opsin). Memiliki kesamaan dalam proses fotokimia, mereka berbeda dalam hal penyerapan maksimum terletak di wilayah spektrum yang berbeda. Batang yang mengandung rhodopsin memiliki serapan maksimum pada daerah 500 nm. Di antara kerucut, tiga jenis dibedakan, yang berbeda dalam spektrum serapan maksimum: beberapa memiliki maksimum di bagian biru spektrum (430-470 nm), yang lain di hijau (500-530), dan lainnya di bagian merah (620-760 nm), yang disebabkan oleh adanya tiga jenis pigmen visual. Pigmen kerucut merah disebut iodopsin. Retina dapat berada dalam berbagai konfigurasi spasial (bentuk isomer), tetapi hanya satu dari mereka, isomer 11-CIS retina, yang bertindak sebagai kelompok kromofor dari semua pigmen visual yang diketahui. Sumber retinal dalam tubuh adalah karotenoid.

Proses fotokimia di retina berlangsung sangat ekonomis. Bahkan di bawah pengaruh cahaya terang, hanya sebagian kecil rhodopsin yang ada di batang (sekitar 0,006%) yang dibelah.

Dalam gelap, resintesis pigmen terjadi, dilanjutkan dengan penyerapan energi. Pemulihan iodopsin berlangsung 530 kali lebih cepat daripada rhodopsin. Jika kandungan vitamin A dalam tubuh berkurang, maka proses resintesis rhodopsin melemah, yang menyebabkan gangguan penglihatan senja, yang disebut rabun senja. Dengan iluminasi yang konstan dan seragam, keseimbangan terbentuk antara laju disintegrasi dan resintesis pigmen. Ketika jumlah cahaya yang jatuh pada retina berkurang, keseimbangan dinamis ini terganggu dan bergeser ke arah konsentrasi pigmen yang lebih tinggi. Fenomena fotokimia ini mendasari adaptasi gelap.

Yang paling penting dalam proses fotokimia adalah lapisan pigmen retina, yang dibentuk oleh epitel yang mengandung fuscin. Pigmen ini menyerap cahaya, mencegah pantulan dan hamburannya, yang menentukan kejelasan persepsi visual. Proses sel pigmen mengelilingi segmen batang dan kerucut yang peka cahaya, mengambil bagian dalam metabolisme fotoreseptor dan dalam sintesis pigmen visual.

Karena proses fotokimia di fotoreseptor mata, di bawah aksi cahaya, potensial reseptor muncul, yang merupakan hiperpolarisasi membran reseptor. Ini adalah ciri khas reseptor visual, aktivasi reseptor lain diekspresikan dalam bentuk depolarisasi membrannya. Amplitudo potensial reseptor visual meningkat dengan meningkatnya intensitas stimulus cahaya. Jadi, di bawah aksi merah, yang panjang gelombangnya 620-760 nm, potensi reseptor lebih menonjol di fotoreseptor bagian tengah retina, dan biru (430-470 nm) - di perifer.

Ujung sinaptik fotoreseptor menyatu dengan neuron bipolar retina. Dalam hal ini, fotoreseptor fovea hanya berhubungan dengan satu bipolar.

departemen konduktor. Neuron pertama dari bagian konduktif penganalisis visual diwakili oleh sel-sel bipolar retina (Gbr. 2.2).

Beras. 2.2

Dipercaya bahwa potensial aksi muncul dalam sel bipolar mirip dengan reseptor dan HC horizontal. Pada beberapa bipolar, ketika lampu dinyalakan dan dimatikan, terjadi depolarisasi jangka panjang yang lambat, sementara pada yang lain, ketika lampu dinyalakan, terjadi hiperpolarisasi, dan ketika lampu dimatikan, terjadi depolarisasi.

Akson sel bipolar, pada gilirannya, bertemu dengan sel ganglion (neuron kedua). Akibatnya, sekitar 140 sel batang dan 6 sel kerucut dapat berkumpul per sel ganglion, dan semakin dekat ke makula, semakin sedikit fotoreseptor yang berkumpul per sel. Di daerah makula hampir tidak ada konvergensi dan jumlah sel kerucut hampir sama dengan jumlah sel bipolar dan ganglion. Ini menjelaskan ketajaman visual yang tinggi di bagian tengah retina.

Tepi retina sangat sensitif terhadap cahaya yang lemah. Hal ini tampaknya disebabkan oleh fakta bahwa hingga 600 batang berkumpul di sini melalui sel-sel bipolar ke sel ganglion yang sama. Akibatnya, sinyal dari banyak batang dirangkum dan menyebabkan stimulasi yang lebih intens dari sel-sel ini.

Dalam sel ganglion, bahkan dengan pemadaman total, serangkaian impuls dengan frekuensi 5 per detik dihasilkan secara spontan. Impuls ini dideteksi dengan pemeriksaan mikroelektroda serat optik tunggal atau sel ganglion tunggal, dan dalam gelap itu dianggap sebagai "cahaya mata sendiri."

Di beberapa sel ganglion, peningkatan pelepasan muatan latar belakang terjadi saat lampu dinyalakan (on-response), di sel lain, saat lampu dimatikan (off-response). Reaksi sel ganglion mungkin juga disebabkan oleh komposisi spektral cahaya.

Di retina, selain sambungan vertikal, ada juga sambungan lateral. Interaksi lateral reseptor dilakukan oleh sel horizontal. Sel bipolar dan ganglion berinteraksi satu sama lain melalui banyak koneksi lateral yang dibentuk oleh kolateral dendrit dan akson sel itu sendiri, serta dengan bantuan sel amakrin.

Sel horizontal retina menyediakan regulasi transmisi impuls antara fotoreseptor dan bipolar, regulasi persepsi warna dan adaptasi mata terhadap iluminasi yang berbeda. Selama seluruh periode iluminasi, sel horizontal menghasilkan potensial positif - hiperpolarisasi lambat, yang disebut potensi S (dari bahasa Inggris slow - slow). Menurut sifat persepsi rangsangan cahaya, sel horizontal dibagi menjadi dua jenis:

1) tipe-L, di mana potensi-S terjadi di bawah aksi gelombang cahaya tampak apa pun;

2) Tipe-C, atau tipe "warna", di mana tanda deviasi potensial bergantung pada panjang gelombang. Jadi, cahaya merah dapat menyebabkan mereka terdepolarisasi, dan cahaya biru dapat menyebabkan hiperpolarisasi.

Dipercaya bahwa sinyal sel horizontal ditransmisikan dalam bentuk elektrotonik.

Sel horizontal dan sel amakrin disebut neuron penghambat karena mereka memberikan penghambatan lateral antara sel bipolar atau ganglion.

Kumpulan fotoreseptor yang mengirimkan sinyalnya ke satu sel ganglion membentuk bidang reseptifnya. Di dekat makula, bidang ini memiliki diameter 7-200 nm, dan di pinggiran - 400-700 nm, mis. di tengah retina, bidang reseptif kecil, sedangkan di pinggiran retina diameternya jauh lebih besar. Bidang reseptif retina dibulatkan, dibangun secara konsentris, masing-masing memiliki pusat rangsang dan zona perifer penghambat dalam bentuk cincin. Ada bidang reseptif dengan on-center (bersemangat ketika bagian tengah diterangi) dan off-center (bersemangat ketika bagian tengah digelapkan). Pelek penghambatan saat ini diperkirakan dibentuk oleh sel-sel retina horizontal melalui mekanisme penghambatan lateral, yaitu. semakin bersemangat pusat bidang reseptif, semakin besar efek penghambatannya pada perifer. Berkat jenis bidang reseptif (RP) sel ganglion ini (dengan pusat hidup dan mati), objek terang dan gelap di bidang pandang sudah terdeteksi pada tingkat retina.

Dengan adanya penglihatan warna pada hewan, organisasi RP sel ganglion retina yang berlawanan warna diisolasi. Organisasi ini terdiri dari fakta bahwa sel ganglion tertentu menerima sinyal rangsang dan penghambatan dari kerucut yang memiliki sensitivitas spektral yang berbeda. Misalnya, jika kerucut "merah" memiliki efek rangsang pada sel ganglion tertentu, maka kerucut "biru" menghambatnya. Berbagai kombinasi input rangsang dan penghambatan dari berbagai kelas kerucut telah ditemukan. Sebagian besar sel ganglion lawan warna berhubungan dengan ketiga jenis sel kerucut. Karena organisasi RP ini, sel ganglion individu menjadi selektif untuk penerangan komposisi spektral tertentu. Jadi, jika eksitasi muncul dari kerucut "merah", maka eksitasi kerucut peka biru dan hijau akan menyebabkan penghambatan sel-sel ini, dan jika sel ganglion tereksitasi dari kerucut peka biru, maka sel ganglion dihambat dari kerucut hijau dan merah. -sensitif, dll.

Beras. 2.3

Pusat dan pinggiran bidang reseptif memiliki sensitivitas maksimum pada ujung spektrum yang berlawanan. Jadi, jika pusat bidang reseptif merespons dengan perubahan aktivitas terhadap masuknya cahaya merah, maka pinggiran merespons dengan reaksi yang sama dengan masuknya biru. Sejumlah sel ganglion retina memiliki apa yang disebut sensitivitas terarah. Ini memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa ketika stimulus bergerak ke satu arah (optimal), sel ganglion diaktifkan, sedangkan di arah gerakan yang lain, tidak ada reaksi. Diasumsikan bahwa selektivitas reaksi sel-sel ini terhadap pergerakan ke arah yang berbeda diciptakan oleh sel horizontal yang memiliki proses memanjang (teledendrites), dengan bantuan sel ganglion yang dihambat ke suatu arah. Karena konvergensi dan interaksi lateral, bidang reseptif sel ganglion yang berdekatan tumpang tindih. Hal ini memungkinkan penjumlahan efek paparan cahaya dan munculnya hubungan saling menghambat di retina.

Fenomena listrik di retina. Di retina, di mana bagian reseptor penganalisis visual dilokalisasi dan bagian konduktif dimulai, proses elektrokimia kompleks terjadi sebagai respons terhadap aksi cahaya, yang dapat direkam dalam bentuk respons total - elektroretinogram (ERG) ( Gambar 2.3).

ERG mencerminkan sifat-sifat seperti stimulus cahaya seperti warna, intensitas dan durasi aksinya. ERG dapat direkam dari seluruh mata atau langsung dari retina. Untuk mendapatkannya, satu elektroda diletakkan di permukaan kornea, dan yang lainnya dioleskan ke kulit wajah dekat mata atau di daun telinga.

Pada ERG yang direkam saat mata disinari, beberapa gelombang karakteristik dibedakan. Gelombang negatif pertama a adalah osilasi listrik amplitudo kecil yang mencerminkan eksitasi fotoreseptor dan sel horizontal. Ini dengan cepat berubah menjadi gelombang positif b yang tumbuh tajam, yang terjadi sebagai akibat dari eksitasi sel bipolar dan amakrin. Setelah gelombang b, gelombang c elektropositif lambat diamati - hasil eksitasi sel epitel pigmen. Dengan momen penghentian stimulasi cahaya, munculnya gelombang elektropositif d dikaitkan.

Indikator ERG banyak digunakan di klinik penyakit mata untuk mendiagnosis dan mengontrol pengobatan berbagai penyakit mata yang berhubungan dengan kerusakan retina.

Bagian konduksi, dimulai dari retina (neuron pertama adalah bipolar, neuron kedua adalah sel ganglion), secara anatomis diwakili lebih lanjut oleh saraf optik dan, setelah perpotongan sebagian seratnya, oleh saluran optik. Setiap traktus optikus mengandung serabut saraf yang berasal dari permukaan dalam (nasal) retina pada sisi yang sama dan dari separuh luar retina mata yang lain. Serabut traktus optikus dikirim ke tuberkulum optikus (thalamus proper), ke metathalamus (badan genikulatum eksternal) dan ke inti bantal. Neuron ketiga dari penganalisa visual terletak di sini. Dari mereka, serat saraf optik dikirim ke korteks belahan otak.

Di badan genikulatum luar (atau lateral), tempat serat dari retina datang, ada bidang reseptif yang juga membulat, tetapi lebih kecil daripada yang ada di retina. Respons neuron di sini bersifat fasik, tetapi lebih jelas daripada di retina.

Pada tingkat badan genikulatum eksternal, proses interaksi sinyal aferen yang datang dari retina mata dengan sinyal eferen dari daerah bagian kortikal penganalisis visual terjadi. Dengan partisipasi formasi retikuler, interaksi dengan sistem pendengaran dan sensorik lainnya terjadi di sini, yang memastikan proses perhatian visual selektif dengan menyoroti komponen paling signifikan dari sinyal sensorik.

Pusat, atau kortikal, departemen penganalisis visual terletak di lobus oksipital (bidang 17, 18, 19 menurut Brodmann) atau VI, V2, V3 (menurut nomenklatur yang diterima). Dipercayai bahwa area proyeksi utama (bidang 17) melakukan pemrosesan informasi khusus, tetapi lebih kompleks daripada di retina dan di badan genikulatum eksternal. Bidang reseptif neuron di korteks visual ukuran kecil memanjang, hampir persegi panjang, bukan bulat. Seiring dengan ini, ada bidang reseptif kompleks dan superkompleks dari jenis detektor. Fitur ini memungkinkan Anda untuk memilih dari keseluruhan gambar hanya memisahkan bagian garis dengan lokasi dan orientasi yang berbeda, sementara kemampuan untuk merespons fragmen ini secara selektif dimanifestasikan.

Di setiap area korteks, neuron terkonsentrasi, yang membentuk kolom yang melewati secara vertikal secara mendalam melalui semua lapisan, sementara ada asosiasi fungsional neuron yang melakukan fungsi serupa. Sifat objek visual yang berbeda (warna, bentuk, gerakan) diproses di berbagai bagian korteks visual otak besar secara paralel.

Di korteks visual ada kelompok sel yang berbeda secara fungsional - sederhana dan kompleks.

Sel sederhana membuat bidang reseptif, yang terdiri dari zona rangsang dan penghambatan. Ini dapat ditentukan dengan memeriksa reaksi sel terhadap titik cahaya kecil. Tidak mungkin untuk membangun struktur bidang reseptif sel kompleks dengan cara ini. Sel-sel ini adalah pendeteksi sudut, kemiringan, dan pergerakan garis dalam bidang pandang.

Satu kolom dapat berisi sel sederhana dan kompleks. Pada lapisan III dan IV korteks visual, di mana serat talamus berakhir, ditemukan sel-sel sederhana. Sel kompleks terletak di lapisan yang lebih dangkal bidang 17; di bidang 18 dan 19 korteks visual, sel sederhana adalah pengecualian; sel kompleks dan superkompleks terletak di sana.

Di korteks visual, beberapa neuron membentuk medan reseptif lawan warna yang "sederhana" atau konsentris (lapisan IV). Oposisi warna RP dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa neuron yang terletak di tengah bereaksi dengan eksitasi terhadap satu warna dan dihambat ketika dirangsang oleh warna lain. Beberapa neuron bereaksi dengan respons aktif terhadap penerangan merah dan respons-T terhadap hijau, sementara yang lain bereaksi terbalik.

Pada neuron dengan RP konsentris, selain hubungan lawan antara penerima warna (kerucut), ada hubungan antagonis antara pusat dan pinggiran, yaitu. ada RP dengan warna ganda yang berlawanan. Misalnya, jika respons aktif terhadap merah dan respons tidak aktif terhadap hijau muncul di neuron saat terpapar ke pusat RP, maka selektivitasnya terhadap warna digabungkan dengan selektivitas terhadap kecerahan warna yang sesuai, dan ia tidak merespons. untuk menyebarkan rangsangan dengan cahaya dengan panjang gelombang berapa pun (dari - untuk hubungan lawan antara pusat dan pinggiran Republik Polandia).

Dalam RP sederhana, dua atau tiga zona paralel dibedakan, di antaranya ada oposisi ganda: jika zona tengah memiliki respons aktif terhadap pencahayaan merah dan respons tidak aktif terhadap hijau, maka zona tepi memberikan respons tidak aktif. menjadi merah dan respons pada hijau.

Dari lapangan VI, kanal (dorsal) lain melewati wilayah temporal tengah (mediotemporal - MT) korteks. Registrasi respons neuron di area ini menunjukkan bahwa mereka sangat selektif terhadap disparitas (non-identitas), kecepatan dan arah pergerakan objek di dunia visual, dan merespons pergerakan objek dengan latar belakang bertekstur dengan baik. Penghancuran lokal secara tajam merusak kemampuan untuk merespons objek bergerak, tetapi setelah beberapa saat kemampuan ini dipulihkan, menunjukkan bahwa area ini bukan satu-satunya area di mana analisis objek bergerak di bidang visual dilakukan. Tetapi bersamaan dengan ini, diasumsikan bahwa informasi yang diekstraksi oleh neuron bidang visual primer 17(V1) kemudian ditransfer untuk diproses ke area sekunder (bidang V2) dan tersier (bidang V3) dari korteks visual.

Namun, analisis informasi visual tidak berakhir di bidang korteks lurik (visual) (V1, V2, V3). Telah ditetapkan bahwa jalur (saluran) ke area lain dimulai dari bidang V1, di mana pemrosesan lebih lanjut dari sinyal visual dilakukan.

Jadi, jika bidang V4, yang terletak di persimpangan wilayah temporal dan parietal, dihancurkan pada monyet, maka persepsi warna dan bentuk terganggu. Pemrosesan informasi visual tentang bentuk juga diasumsikan terjadi terutama di wilayah temporal bawah. Ketika area ini dihancurkan, sifat dasar persepsi (ketajaman visual dan persepsi cahaya) tidak terganggu, tetapi mekanisme analisis tingkat tertinggi gagal.

Jadi, dalam sistem sensorik visual, bidang reseptif neuron menjadi lebih kompleks dari tingkat ke tingkat, dan semakin tinggi tingkat sinaptik, semakin parah fungsi neuron individu terbatas.

Saat ini, sistem visual, dimulai dengan sel ganglion, dibagi menjadi dua bagian yang berbeda secara fungsional (magna- dan parvoseluler). Pembagian ini disebabkan oleh fakta bahwa di retina mamalia terdapat sel ganglion dari berbagai jenis - X, Y, W. Sel-sel ini memiliki bidang reseptif konsentris, dan aksonnya membentuk saraf optik.

Dalam sel-X - RP kecil, dengan batas penghambatan yang jelas, kecepatan konduksi eksitasi di sepanjang aksonnya adalah 15-25 m/s. Sel-Y memiliki pusat RP yang jauh lebih besar dan merespon lebih baik terhadap rangsangan cahaya yang menyebar. Kecepatan konduksi adalah 35-50 m/s. Di retina, sel-X menempati bagian tengah, dan kepadatannya menurun ke arah perifer. Sel Y tersebar merata di seluruh retina, sehingga kepadatan sel Y lebih tinggi daripada sel X di perifer retina. Fitur struktural RP sel-X menentukan responsnya yang lebih baik terhadap gerakan lambat dari stimulus visual, sementara sel-Y merespons lebih baik terhadap rangsangan yang bergerak cepat.

Sekelompok besar sel W juga telah dijelaskan di retina. Ini adalah sel ganglion terkecil, kecepatan konduksi di sepanjang aksonnya adalah 5-9 m/s. Sel-sel kelompok ini tidak homogen. Diantaranya adalah sel-sel dengan RPs konsentris dan homogen serta sel-sel yang peka terhadap pergerakan stimulus melalui medan reseptif. Dalam hal ini, reaksi sel tidak tergantung pada arah gerakan.

Pembagian menjadi sistem X, Y, dan W berlanjut pada tingkat badan genikulatum dan korteks visual. Neuron X memiliki jenis reaksi fasik (aktivasi dalam bentuk ledakan impuls pendek), bidang reseptifnya lebih terwakili di bidang penglihatan perifer, periode laten reaksinya lebih pendek. Seperangkat sifat seperti itu menunjukkan bahwa mereka tereksitasi oleh aferen yang berkonduksi cepat.

Neuron X memiliki jenis reaksi topikal (neuron diaktifkan dalam beberapa detik), RP mereka lebih terwakili di tengah bidang visual, dan periode laten lebih lama.

Zona primer dan sekunder korteks visual (bidang Y1 dan Y2) berbeda dalam konten neuron X dan Y. Misalnya, dalam bidang Y1 dari badan genikulatum lateral datang aferen dari kedua tipe-X dan Y, sedangkan bidang Y2 menerima aferen hanya dari sel-sel tipe-Y.

Studi tentang transmisi sinyal pada berbagai tingkat sistem sensorik visual dilakukan dengan merekam total evoked potentials (EP) dengan mengeluarkan seseorang dengan elektroda dari permukaan kulit kepala di korteks visual (wilayah oksipital). Pada hewan, dimungkinkan untuk mempelajari secara bersamaan aktivitas yang ditimbulkan di semua bagian sistem sensor visual.

Mekanisme yang memberikan visi yang jelas dalam berbagai kondisi

Ketika mempertimbangkan objek yang terletak pada jarak yang berbeda dari pengamat, Proses berikut berkontribusi pada visi yang jelas.

1. Gerakan mata konvergensi dan divergensi karena itu pengurangan atau pengenceran sumbu visual dilakukan. Jika kedua mata bergerak ke arah yang sama, gerakan seperti itu disebut ramah.

2. reaksi murid, yang terjadi sinkron dengan gerakan mata. Jadi, dengan konvergensi sumbu visual, ketika objek yang berjarak dekat dipertimbangkan, pupil menyempit, mis., reaksi konvergensi pupil. Respons ini membantu mengurangi distorsi gambar yang disebabkan oleh aberasi sferis. Penyimpangan bola disebabkan oleh fakta bahwa media bias mata memiliki panjang fokus yang tidak sama di area yang berbeda. Bagian tengah, yang dilalui sumbu optik, memiliki panjang fokus yang lebih besar daripada bagian periferal. Oleh karena itu, bayangan di retina menjadi kabur. Semakin kecil diameter pupil, semakin sedikit distorsi yang disebabkan oleh aberasi sferis. Penyempitan konvergen pupil mengaktifkan alat akomodasi, yang menyebabkan peningkatan kekuatan refraksi lensa.

Beras. 2.4 Mekanisme akomodasi mata: a - istirahat, b - ketegangan

Beras. 2.5

Pupil juga merupakan alat untuk menghilangkan aberasi kromatik, yang disebabkan oleh fakta bahwa alat optik mata, seperti lensa sederhana, lebih banyak membiaskan cahaya dengan gelombang pendek daripada dengan gelombang panjang. Berdasarkan hal ini, untuk pemfokusan objek merah yang lebih akurat, diperlukan tingkat akomodasi yang lebih besar daripada objek biru. Itulah sebabnya objek biru tampak lebih jauh daripada objek merah, karena terletak pada jarak yang sama.

3. Akomodasi adalah mekanisme utama yang memberikan penglihatan yang jelas dari objek pada jarak yang berbeda, dan direduksi menjadi pemfokusan bayangan dari objek jauh atau dekat pada retina. Mekanisme utama akomodasi adalah perubahan involunter pada kelengkungan lensa mata (Gbr. 2.4).

Karena perubahan kelengkungan lensa, terutama permukaan depan, daya biasnya dapat bervariasi dalam 10-14 dioptri. Lensa tertutup dalam kapsul, yang di tepinya (sepanjang ekuator lensa) masuk ke ligamen pengikat lensa (ligamen zinn), pada gilirannya, terhubung ke serat otot siliaris (siliaris). Dengan kontraksi otot siliaris, ketegangan ligamen zinn berkurang, dan lensa, karena elastisitasnya, menjadi lebih cembung. Kekuatan refraksi mata meningkat, dan mata disesuaikan dengan penglihatan benda-benda di dekatnya. Ketika seseorang melihat ke kejauhan, ligamen zon dalam keadaan tegang, yang menyebabkan peregangan kantong lensa dan penebalannya. Persarafan otot siliaris dilakukan oleh saraf simpatis dan parasimpatis. Impuls yang datang melalui serabut parasimpatis saraf okulomotor menyebabkan kontraksi otot. Serabut simpatis yang memanjang dari ganglion servikal atas menyebabkannya berelaksasi. Perubahan derajat kontraksi dan relaksasi otot siliaris berhubungan dengan eksitasi retina dan dipengaruhi oleh korteks serebri. Kekuatan bias mata dinyatakan dalam dioptri (D). Satu dioptri sama dengan daya bias lensa yang panjang fokus utamanya di udara adalah 1 m. Jika panjang fokus utama sebuah lensa, misalnya, 0,5 atau 2 m, maka daya biasnya masing-masing adalah 2D atau 0,5D. Daya refraksi mata tanpa fenomena akomodasi adalah 58-60 D dan disebut pembiasan mata.

Dengan pembiasan mata yang normal, sinar dari objek yang jauh setelah melewati sistem refraksi mata dikumpulkan dalam fokus pada retina di fovea. Refraksi mata yang normal disebut emetropia, dan mata yang demikian disebut emetropia. Seiring dengan refraksi normal, anomalinya diamati.

Miopia (rabun jauh) adalah jenis kelainan refraksi di mana sinar dari suatu benda, setelah melewati alat pembiasan cahaya, tidak difokuskan pada retina, tetapi di depannya. Ini mungkin tergantung pada besar kekuatan bias mata atau pada panjang besar bola mata. Orang rabun jauh melihat benda dekat tanpa akomodasi, benda jauh terlihat tidak jelas, samar. Kacamata dengan lensa bikonkaf divergen digunakan untuk koreksi.

Hypermetropia (rabun dekat) adalah jenis kesalahan refraksi di mana sinar dari objek yang jauh, karena daya bias mata yang lemah atau dengan panjang bola mata yang kecil, difokuskan di belakang retina. Mata rabun jauh melihat bahkan objek yang jauh dengan ketegangan akomodasi, akibatnya hipertrofi otot akomodasi berkembang. Lensa bikonveks digunakan untuk koreksi.

Astigmatisme adalah jenis kesalahan refraksi di mana sinar tidak dapat bertemu pada satu titik, pada fokus (dari kata Yunani stigme - titik), karena kelengkungan kornea dan lensa yang berbeda pada meridian (bidang) yang berbeda. Dengan astigmatisme, objek tampak rata atau memanjang, koreksinya dilakukan dengan lensa bola.

Perlu dicatat bahwa sistem refraksi mata juga meliputi: kornea, kelembaban ruang anterior mata, lensa dan badan vitreus. Namun, kekuatan biasnya, tidak seperti lensa, tidak diatur dan tidak berpartisipasi dalam akomodasi. Setelah sinar melewati sistem refraksi mata, diperoleh bayangan nyata, diperkecil, dan terbalik di retina. Tetapi dalam proses perkembangan individu, perbandingan sensasi penganalisis visual dengan sensasi motorik, kulit, vestibular, dan penganalisis lainnya, seperti disebutkan di atas, mengarah pada fakta bahwa seseorang memandang dunia luar sebagaimana adanya. .

Penglihatan binokular (penglihatan dengan dua mata) memainkan peran penting dalam persepsi objek pada jarak yang berbeda dan menentukan jaraknya, memberikan rasa kedalaman ruang yang lebih jelas dibandingkan dengan penglihatan bermata, mis. penglihatan pada satu mata. Saat melihat objek dengan dua mata, gambarnya dapat jatuh pada titik simetris (identik) dari retina kedua mata, eksitasi yang digabungkan menjadi satu kesatuan di ujung kortikal penganalisis, memberikan satu gambar. Jika bayangan suatu benda jatuh pada area retina yang tidak identik (berbeda), maka terjadilah bayangan terbelah. Proses analisis visual ruang tidak hanya bergantung pada keberadaan penglihatan binokular, peran penting dalam hal ini dimainkan oleh interaksi refleks terkondisi yang berkembang antara penganalisis visual dan motorik. Yang penting adalah gerakan mata yang konvergen dan proses akomodasi, yang dikendalikan oleh prinsip umpan balik. Persepsi ruang secara keseluruhan dikaitkan dengan definisi hubungan spasial objek yang terlihat - ukuran, bentuk, hubungan satu sama lain, yang dipastikan oleh interaksi berbagai departemen penganalisis; pengalaman yang diperoleh memainkan peran penting dalam hal ini.

Saat memindahkan benda Faktor-faktor berikut berkontribusi pada penglihatan yang jelas:

1) gerakan mata sukarela ke atas, bawah, kiri atau kanan dengan kecepatan objek, yang dilakukan karena aktivitas ramah otot okulomotor;

2) ketika sebuah objek muncul di bagian baru bidang pandang, refleks fiksasi dipicu - gerakan mata yang tidak disengaja, yang memastikan bahwa gambar objek pada retina sejajar dengan fovea. Saat melacak objek yang bergerak, gerakan mata yang lambat terjadi - gerakan pelacakan.

Saat melihat benda diam untuk memastikan penglihatan yang jelas, mata membuat tiga jenis gerakan kecil yang tidak disengaja: tremor - mata gemetar dengan amplitudo dan frekuensi kecil, melayang - pergeseran lambat mata pada jarak yang cukup signifikan, dan lompatan (jentik) - gerakan mata cepat. Ada juga gerakan saccadic (saccades) - gerakan ramah kedua mata, dilakukan dengan kecepatan tinggi. Saccades diamati ketika membaca, melihat gambar, ketika titik-titik ruang visual yang diperiksa berada pada jarak yang sama dari pengamat dan objek lain. Jika gerakan mata ini terhalang, maka dunia di sekitar kita, karena adaptasi reseptor retina, akan menjadi sulit untuk dibedakan, seperti pada katak. Mata katak tidak bergerak, jadi hanya membedakan benda bergerak seperti kupu-kupu saja. Itulah sebabnya katak mendekati ular, yang terus-menerus menjulurkan lidahnya. Katak, yang dalam keadaan tidak bergerak, tidak membedakan, dan lidahnya yang bergerak menganggapnya sebagai kupu-kupu terbang.

Di bawah kondisi cahaya yang berubah penglihatan yang jelas disediakan oleh refleks pupil, adaptasi gelap dan terang.

Murid mengatur intensitas fluks cahaya yang bekerja pada retina dengan mengubah diameternya. Lebar pupil dapat bervariasi dari 1,5 hingga 8,0 mm. Penyempitan pupil (miosis) terjadi dengan peningkatan iluminasi, serta saat memeriksa objek yang terletak dekat dan dalam mimpi. Dilatasi pupil (midriasis) terjadi dengan penurunan iluminasi, serta dengan eksitasi reseptor, setiap saraf aferen, dengan reaksi stres emosional yang terkait dengan peningkatan nada departemen simpatik sistem saraf (nyeri, marah, takut, kegembiraan, dll.), dengan rangsangan mental (psikosis, histeria, dll.), dengan mati lemas, anestesi. Meskipun refleks pupil meningkatkan persepsi visual ketika iluminasi berubah (memperluas dalam gelap, yang meningkatkan fluks cahaya yang jatuh pada retina, menyempit dalam cahaya), namun, mekanisme utamanya adalah adaptasi gelap dan terang.

Adaptasi tempo dinyatakan dalam peningkatan sensitivitas penganalisa visual (sensitisasi), adaptasi cahaya- Kepekaan mata terhadap cahaya berkurang. Dasar dari mekanisme adaptasi terang dan gelap adalah proses fotokimia yang terjadi pada kerucut dan batang, yang memastikan pemisahan (dalam terang) dan resintesis (dalam gelap) pigmen fotosensitif, serta proses mobilitas fungsional: berputar elemen reseptor retina hidup dan mati dari aktivitas. Selain itu, adaptasi ditentukan oleh beberapa mekanisme saraf dan, di atas segalanya, oleh proses yang terjadi di elemen saraf retina, khususnya, metode menghubungkan fotoreseptor ke sel ganglion dengan partisipasi sel horizontal dan bipolar. Jadi, dalam kegelapan, jumlah reseptor yang terhubung ke satu sel bipolar meningkat, dan lebih banyak lagi yang menyatu ke sel ganglion. Ini memperluas bidang reseptif setiap bipolar dan, tentu saja, sel ganglion, yang meningkatkan persepsi visual. Masuknya sel horizontal diatur oleh sistem saraf pusat.

Penurunan nada sistem saraf simpatik (desimpatisasi mata) mengurangi tingkat adaptasi gelap, dan pengenalan adrenalin memiliki efek sebaliknya. Iritasi pada formasi retikuler batang otak meningkatkan frekuensi impuls di serat saraf optik. Pengaruh sistem saraf pusat pada proses adaptif di retina juga dikonfirmasi oleh fakta bahwa kepekaan mata yang tidak terang terhadap cahaya berubah ketika mata yang lain diterangi dan di bawah aksi rangsangan suara, penciuman, atau rasa.

Adaptasi warna. Adaptasi paling cepat dan tajam (penurunan sensitivitas) terjadi di bawah aksi stimulus biru-ungu. Stimulus merah menempati posisi tengah.

Persepsi visual objek besar dan detailnya disediakan oleh penglihatan sentral dan perifer - perubahan sudut pandang. Penilaian paling halus dari detail halus objek diberikan jika gambar jatuh pada titik kuning, yang terlokalisasi di fovea pusat retina, karena dalam kasus ini ketajaman visual terbesar terjadi. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa hanya kerucut yang terletak di area makula, ukurannya paling kecil, dan setiap kerucut bersentuhan dengan sejumlah kecil neuron, yang meningkatkan ketajaman visual. Ketajaman visual ditentukan oleh sudut pandang terkecil di mana mata masih dapat melihat dua titik secara terpisah. Mata normal mampu membedakan antara dua titik bercahaya pada sudut pandang 1 ". Ketajaman visual mata tersebut diambil sebagai satu unit. Ketajaman visual tergantung pada sifat optik mata, fitur struktural retina dan kerja mekanisme saraf bagian konduktif dan pusat penganalisis visual Penentuan ketajaman visual dilakukan dengan menggunakan alfabet atau berbagai jenis tabel standar keriting.Objek besar secara umum dan ruang sekitarnya dirasakan terutama karena penglihatan tepi , yang menyediakan bidang pandang yang luas.

Bidang pandang - ruang yang dapat dilihat dengan mata tetap. Ada bidang pandang terpisah dari mata kiri dan kanan, serta bidang pandang umum untuk kedua mata. Besarnya bidang visual pada manusia tergantung pada kedalaman bola mata dan bentuk lengkung superciliary dan hidung. Batas-batas bidang visual ditunjukkan oleh sudut yang dibentuk oleh sumbu visual mata dan sinar ditarik ke titik yang terlihat ekstrim melalui titik nodal mata ke retina. Bidang pandang tidak sama di meridian (arah) yang berbeda. Bawah - 70 °, atas - 60 °, luar - 90 °, di dalam - 55 °. Bidang pandang akromatik lebih besar daripada bidang kromatik karena fakta bahwa tidak ada reseptor warna (kerucut) di pinggiran retina. Pada gilirannya, bidang pandang warna tidak sama untuk warna yang berbeda. Bidang pandang tersempit untuk hijau, kuning, lebih banyak untuk merah, bahkan lebih untuk biru. Ukuran bidang pandang bervariasi tergantung pada iluminasi. Bidang pandang akromatik meningkat saat senja dan berkurang dalam cahaya. Bidang pandang berwarna, sebaliknya, meningkat dalam cahaya, dan berkurang saat senja. Itu tergantung pada proses mobilisasi dan demobilisasi fotoreseptor (mobilitas fungsional). Dengan penglihatan senja, peningkatan jumlah batang yang berfungsi, mis. mobilisasi mereka mengarah pada peningkatan bidang pandang akromatik, pada saat yang sama, penurunan jumlah kerucut yang berfungsi (demobilisasi mereka) menyebabkan penurunan bidang pandang kromatik (PG Snyakin).

Penganalisis visual juga memiliki mekanisme untuk perbedaan panjang gelombang cahaya - penglihatan warna.

Penglihatan warna, kontras visual, dan gambar berurutan

penglihatan warna - kemampuan penganalisis visual untuk menanggapi perubahan panjang gelombang cahaya dengan pembentukan rasa warna. Panjang gelombang tertentu dari radiasi elektromagnetik sesuai dengan sensasi warna tertentu. Jadi, sensasi warna merah sesuai dengan aksi cahaya dengan panjang gelombang 620-760 nm, dan ungu - 390-450 nm, sisa warna spektrum memiliki parameter perantara. Pencampuran semua warna memberikan kesan putih. Sebagai hasil dari pencampuran tiga warna primer spektrum - merah, hijau, biru-ungu - dalam rasio yang berbeda, Anda juga bisa mendapatkan persepsi warna lain. Persepsi warna berhubungan dengan cahaya. Saat berkurang, warna merah tidak lagi dibedakan terlebih dahulu, dan warna biru lebih lambat dari semuanya. Persepsi warna terutama disebabkan oleh proses yang terjadi di fotoreseptor. Yang paling dikenal luas adalah teori tiga komponen persepsi warna oleh Lomonosov - Jung - Helmholtz-Lazarev, yang menurutnya ada tiga jenis fotoreseptor di retina - kerucut yang secara terpisah merasakan warna merah, hijau dan biru-ungu. Kombinasi eksitasi kerucut yang berbeda menyebabkan sensasi warna dan corak yang berbeda. Eksitasi seragam dari tiga jenis kerucut memberikan sensasi warna putih. Teori tiga komponen penglihatan warna dikonfirmasi dalam studi elektrofisiologi R. Granit (1947). Tiga jenis kerucut peka warna disebut modulator, kerucut yang tereksitasi ketika kecerahan cahaya berubah (jenis keempat) disebut dominator. Selanjutnya, dengan mikrospektrofotometri, dimungkinkan untuk menetapkan bahwa bahkan satu kerucut pun dapat menyerap sinar dari berbagai panjang gelombang. Hal ini disebabkan adanya berbagai pigmen di setiap kerucut yang peka terhadap gelombang cahaya dengan panjang yang berbeda.

Terlepas dari argumen yang meyakinkan dari teori tiga komponen dalam fisiologi penglihatan warna, fakta dijelaskan yang tidak dapat dijelaskan dari posisi ini. Ini memungkinkan untuk mengajukan teori warna yang berlawanan, atau kontras, yaitu. menciptakan apa yang disebut teori lawan penglihatan warna oleh Ewald Hering.

Menurut teori ini, ada tiga proses lawan di mata dan/atau otak: satu untuk sensasi merah dan hijau, yang kedua untuk sensasi kuning dan biru, dan yang ketiga, secara kualitatif berbeda dari dua proses pertama, untuk hitam dan putih. Teori ini berlaku untuk menjelaskan transmisi informasi tentang warna di bagian selanjutnya dari sistem visual: sel ganglion retina, badan genikulatum lateral, pusat penglihatan kortikal, di mana RP yang berlawanan warna dengan fungsi pusat dan perifernya.

Jadi, berdasarkan data yang diperoleh, dapat diasumsikan bahwa proses dalam kerucut lebih konsisten dengan teori persepsi warna tiga komponen, sedangkan teori warna kontras Hering cocok untuk jaringan saraf retina dan pusat visual di atasnya.

Dalam persepsi warna, proses yang terjadi di neuron dari berbagai tingkat penganalisa visual (termasuk retina), yang disebut neuron lawan warna, juga memainkan peran tertentu. Ketika mata terkena radiasi dari satu bagian spektrum, mereka bersemangat, dan bagian lainnya dihambat. Neuron tersebut terlibat dalam pengkodean informasi warna.

Anomali penglihatan warna diamati, yang dapat bermanifestasi sebagai buta warna sebagian atau seluruhnya. Orang yang tidak membedakan warna sama sekali disebut akromat. Buta warna parsial terjadi pada 8-10% pria dan 0,5% wanita. Diyakini bahwa buta warna dikaitkan dengan tidak adanya gen tertentu pada pria dalam kromosom X yang tidak berpasangan secara seksual. Ada tiga jenis buta warna parsial: protanopia(buta warna) - kebutaan terutama pada warna merah. Jenis buta warna ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1794 oleh fisikawan J. Dalton, yang memiliki jenis kelainan ini. Orang dengan jenis anomali ini disebut "buta merah"; deuteranopia- Penurunan persepsi warna hijau. Orang-orang seperti itu disebut "buta-hijau"; tritanopia merupakan anomali yang langka. Pada saat yang sama, orang tidak melihat warna biru dan ungu, mereka disebut "buta-ungu".

Dari sudut pandang teori tiga komponen penglihatan warna, setiap jenis anomali adalah hasil dari tidak adanya salah satu dari tiga substrat penerima warna kerucut. Untuk diagnosis gangguan persepsi warna, tabel warna E. B. Rabkin digunakan, serta perangkat khusus yang disebut anomalioskop. Identifikasi berbagai anomali penglihatan warna sangat penting dalam menentukan kesesuaian profesional seseorang untuk berbagai jenis pekerjaan (pengemudi, pilot, artis, dll.).

Kemampuan untuk menilai panjang gelombang cahaya, yang memanifestasikan dirinya dalam kemampuan untuk melihat warna, memainkan peran penting dalam kehidupan manusia, memengaruhi lingkungan emosional dan aktivitas berbagai sistem tubuh. Warna merah menyebabkan perasaan hangat, memiliki efek menggairahkan pada jiwa, meningkatkan emosi, tetapi cepat lelah, menyebabkan ketegangan otot, peningkatan tekanan darah, dan peningkatan pernapasan. Warna oranye membangkitkan perasaan menyenangkan dan sejahtera, dan meningkatkan pencernaan. Warna kuning menciptakan semangat yang baik, tinggi, merangsang penglihatan dan sistem saraf. Ini adalah warna yang paling lucu. Warna hijau memiliki efek menyegarkan dan menenangkan, berguna untuk insomnia, terlalu banyak bekerja, menurunkan tekanan darah, nada tubuh secara umum dan paling disukai seseorang. Warna biru menyebabkan perasaan sejuk dan memiliki efek menenangkan pada sistem saraf, dan lebih kuat dari hijau (biru sangat disukai orang dengan peningkatan rangsangan saraf), lebih dari hijau, itu menurunkan tekanan darah dan tonus otot. Violet tidak begitu menenangkan tetapi menenangkan jiwa. Tampaknya jiwa manusia, mengikuti spektrum dari merah ke ungu, melewati seluruh keseluruhan emosi. Ini adalah dasar penggunaan tes Luscher untuk menentukan keadaan emosional tubuh.

Kontras visual dan gambar yang konsisten. Sensasi visual dapat berlanjut bahkan setelah iritasi telah berhenti. Fenomena ini disebut gambar berurutan. Kontras visual adalah persepsi yang berubah dari suatu stimulus tergantung pada cahaya atau latar belakang warna di sekitarnya. Ada konsep kontras visual cahaya dan warna. Fenomena kontras dapat memanifestasikan dirinya dalam melebih-lebihkan perbedaan aktual antara dua sensasi simultan atau berturut-turut, oleh karena itu, kontras simultan dan berturut-turut dibedakan. Garis abu-abu pada latar belakang putih tampak lebih gelap daripada garis abu-abu pada latar belakang gelap. Ini adalah contoh kontras cahaya simultan. Bila dilihat dengan latar belakang merah, abu-abu tampak kehijauan, dan bila dilihat dengan latar belakang biru, abu-abu tampak kuning. Ini adalah fenomena kontras warna simultan. Kontras warna yang konsisten adalah perubahan sensasi warna saat melihat latar belakang putih. Jadi, jika Anda melihat permukaan berwarna merah untuk waktu yang lama, dan kemudian melihat yang putih, maka itu memperoleh warna kehijauan. Penyebab kontras visual adalah proses yang dilakukan di fotoreseptor dan aparatus saraf retina. Dasarnya adalah penghambatan timbal balik sel-sel milik bidang reseptif yang berbeda dari retina dan proyeksi mereka di bagian kortikal dari penganalisis.

Penampang penyerapan molekul

Transformasi fotokimia primer adalah proses kuantum molekuler. Untuk memahami keteraturannya, mari kita perhatikan proses penyerapan cahaya pada tingkat molekuler. Untuk melakukan ini, kami menyatakan konsentrasi molar kromofor C dalam hal konsentrasi "sepotong" molekulnya (n = N/V adalah jumlah molekul per satuan volume):

Beras. 30.3. Interpretasi geometris penyerapan penampang

Dalam hal ini, persamaan (28.4) mengambil bentuk berikut:

Rasio indeks penyerapan molar alami terhadap konstanta Avogadro memiliki dimensi [m 2 ] dan disebut Penyerapan penampang molekul:

Penampang melintang adalah molekuler karakteristik dari proses penyerapan. Nilainya tergantung pada struktur molekul, panjang gelombang cahaya dan memiliki interpretasi geometris berikut. Bayangkan sebuah lingkaran dengan luas s, di tengahnya terdapat molekul jenis ini. Jika lintasan foton yang mampu menyebabkan fotoeksitasi molekul melewati lingkaran ini, maka foton diserap (Gbr. 30.3).

Sekarang kita dapat menulis persamaan untuk mengubah intensitas cahaya dalam bentuk yang memperhitungkan sifat molekuler dari penyerapan:

Sebuah molekul hanya menyerap satu kuantum cahaya. Untuk memperhitungkan fotonik sifat penyerapan, kami memperkenalkan nilai khusus - intensitas fluks foton(Jika).

Intensitas fluks foton- jumlah foton yang datang sepanjang garis normal ke permukaan suatu satuan luas per satuan waktu:

Jumlah foton juga berubah karena penyerapannya:

Hasil kuantum dari reaksi fotokimia

Untuk menghubungkan jumlah foton yang diserap dengan jumlah molekul yang masuk ke dalam reaksi fotokimia, kita temukan: Apa terjadi pada molekul setelah penyerapan foton. Molekul semacam itu dapat masuk ke dalam reaksi fotokimia atau, setelah mentransfer energi yang diterima ke partikel tetangga, kembali ke keadaan tidak tereksitasi. Transisi dari eksitasi ke transformasi fotokimia adalah proses acak yang terjadi dengan probabilitas tertentu.

- Anatomi penglihatan

Anatomi penglihatan

fenomena penglihatan

Ketika para ilmuwan menjelaskan fenomena penglihatan , mereka sering membandingkan mata dengan kamera. Cahaya, seperti yang terjadi pada lensa alat, memasuki mata melalui lubang kecil - pupil, yang terletak di tengah iris. Pupil bisa lebih lebar atau lebih sempit: dengan cara ini, jumlah cahaya yang masuk diatur. Selanjutnya, cahaya diarahkan ke dinding belakang mata - retina, sebagai akibatnya gambar tertentu (gambar, gambar) muncul di otak. Demikian pula, ketika cahaya mengenai bagian belakang kamera, gambar ditangkap pada film.

Mari kita lihat lebih dekat bagaimana visi kita bekerja.

Pertama, bagian mata yang terlihat, yang menjadi miliknya, menerima cahaya. iris("masukan") dan sklera(putih mata). Setelah melewati pupil, cahaya memasuki lensa fokus ( lensa) dari mata manusia. Di bawah pengaruh cahaya, pupil mata menyempit tanpa ada usaha atau kendali dari orang tersebut. Ini karena salah satu otot iris - sfingter- peka terhadap cahaya dan bereaksi dengan mengembang. Penyempitan pupil terjadi karena kontrol otomatis otak kita. Kamera pemfokusan diri modern melakukan banyak hal yang sama: "mata" fotolistrik menyesuaikan diameter lubang masuk di belakang lensa, sehingga mengukur jumlah cahaya yang masuk.

Sekarang mari kita beralih ke ruang di belakang lensa mata, di mana lensa berada, zat agar-agar vitreous ( tubuh vitreus) dan akhirnya - retina, organ yang benar-benar dikagumi karena strukturnya. Retina menutupi permukaan fundus yang luas. Ini adalah organ unik dengan struktur kompleks tidak seperti struktur tubuh lainnya. Retina mata terdiri dari ratusan juta sel peka cahaya yang disebut "batang" dan "kerucut". cahaya tidak fokus. tongkat dirancang untuk melihat dalam gelap, dan ketika diaktifkan, kita dapat melihat yang tak terlihat. Film tidak bisa melakukan itu. Jika Anda menggunakan film yang dirancang untuk pengambilan gambar dalam cahaya redup, film tersebut tidak akan dapat menangkap gambar yang terlihat dalam cahaya terang. Tetapi mata manusia hanya memiliki satu retina, dan ia mampu beroperasi dalam kondisi yang berbeda. Mungkin bisa disebut film multifungsi. kerucut, tidak seperti tongkat, bekerja paling baik dalam cahaya. Mereka membutuhkan cahaya untuk memberikan fokus yang tajam dan penglihatan yang jelas. Konsentrasi sel kerucut tertinggi ada di daerah retina yang disebut makula ("spot"). Di bagian tengah tempat ini adalah fovea centralis (fossa mata, atau fovea): area inilah yang memungkinkan penglihatan yang paling tajam.

Kornea, pupil, lensa, badan vitreous, serta ukuran bola mata - semua ini tergantung pada pemfokusan cahaya saat melewati struktur tertentu. Proses perubahan fokus cahaya disebut pembiasan (refraksi). Cahaya yang lebih terfokus tepat mengenai fovea, sedangkan cahaya yang kurang fokus menyebar di retina.

Mata kita mampu membedakan sekitar sepuluh juta gradasi intensitas cahaya dan sekitar tujuh juta corak warna.

Namun, anatomi penglihatan tidak terbatas pada ini. Manusia, untuk melihat, menggunakan kedua mata dan otaknya secara bersamaan, dan untuk ini analogi sederhana dengan kamera tidak cukup. Setiap detik, mata mengirimkan sekitar satu miliar keping informasi ke otak (lebih dari 75 persen dari semua informasi yang kita rasakan). Bagian-bagian cahaya ini berubah dalam kesadaran menjadi gambar-gambar kompleks yang luar biasa yang Anda kenali. Cahaya, mengambil bentuk gambar yang dapat dikenali ini, muncul sebagai semacam stimulan untuk ingatan Anda tentang peristiwa masa lalu. Dalam pengertian ini, penglihatan hanya bertindak sebagai persepsi pasif.

Hampir semua yang kita lihat adalah apa yang telah kita pelajari untuk dilihat. Lagi pula, kita datang ke kehidupan tanpa tahu bagaimana mengekstrak informasi dari cahaya yang jatuh di retina. Pada masa bayi, apa yang kita lihat tidak berarti apa-apa atau hampir tidak berarti apa-apa bagi kita. Impuls yang dirangsang oleh cahaya dari retina masuk ke otak, tetapi bagi bayi itu hanya sensasi, tanpa makna. Ketika seseorang tumbuh dan belajar, ia mulai menafsirkan sensasi ini, mencoba memahaminya, memahami apa artinya.

Sensasi visual manusia dan hewan juga terkait dengan proses fotokimia. Cahaya, mencapai retina, diserap oleh zat fotosensitif (rhodopsin, atau ungu visual, di batang dan iodopsin di kerucut). Mekanisme penguraian zat-zat ini dan pemulihan selanjutnya belum dijelaskan, tetapi telah ditetapkan bahwa produk penguraian menyebabkan iritasi saraf optik, akibatnya impuls listrik melewati saraf ke otak dan sensasi. cahaya muncul. Karena saraf optik memiliki cabang di seluruh permukaan retina, sifat iritasi tergantung di mana dekomposisi fotokimia terjadi di retina. Oleh karena itu, stimulasi saraf optik memungkinkan untuk menilai sifat bayangan di retina dan, akibatnya, gambar di ruang eksternal, yang merupakan sumber gambar ini.

Tergantung pada iluminasi area tertentu retina, yaitu, tergantung pada kecerahan objek, jumlah zat fotosensitif yang terurai per satuan waktu, dan karenanya kekuatan sensasi cahaya, berubah. Namun, perhatian harus diberikan pada fakta bahwa mata dapat melihat gambar objek dengan baik, meskipun ada perbedaan besar dalam kecerahannya. Kita cukup jelas melihat benda-benda yang diterangi oleh matahari yang cerah, serta benda-benda yang sama dalam penerangan malam yang moderat, ketika penerangannya, dan akibatnya kecerahannya (lihat 73) berubah puluhan ribu kali. Kemampuan mata untuk beradaptasi dengan rentang kecerahan yang sangat luas ini disebut adaptasi. Adaptasi kecerahan dicapai dalam beberapa cara. Dengan demikian, mata cepat merespons perubahan kecerahan dengan mengubah diameter pupil, yang dapat mengubah luas pupil, dan, akibatnya, iluminasi retina sekitar 50 kali.Mekanisme yang memberikan adaptasi terhadap cahaya dalam jangkauan yang jauh lebih luas (sekitar 1000 kali) beroperasi jauh lebih lambat. Selain itu, mata, seperti diketahui, memiliki dua jenis elemen sensitif: lebih sensitif - batang, dan kurang sensitif - kerucut, yang tidak hanya mampu bereaksi terhadap cahaya, tetapi juga merasakan perbedaan warna. Dalam gelap (dalam cahaya redup), batang memainkan peran utama (twilight vision). Saat berpindah ke cahaya terang, warna ungu visual pada batang cepat memudar dan mereka kehilangan kemampuan untuk melihat cahaya; hanya kerucut yang bekerja, yang kurang sensitif dan yang kondisi pencahayaan barunya mungkin cukup dapat diterima. Dalam hal ini, adaptasi membutuhkan waktu yang sesuai dengan waktu "membutakan" batang, dan biasanya terjadi dalam 2-3 menit. Jika transisi ke cahaya terang terlalu tiba-tiba, proses perlindungan ini mungkin tidak memiliki waktu untuk terjadi, dan mata akan menjadi buta untuk sementara atau selamanya, tergantung pada tingkat kebutaannya. Kehilangan penglihatan sementara, diketahui oleh pengendara, terjadi ketika lampu depan kendaraan yang melaju dibutakan.

Fakta bahwa dalam cahaya rendah (saat senja) batang berfungsi, dan bukan kerucut, membuat mustahil untuk membedakan warna saat senja ("semua kucing berwarna abu-abu di malam hari").

Adapun kemampuan mata untuk membedakan warna dalam cahaya yang cukup terang, ketika kerucut beraksi, pertanyaan ini belum dapat dianggap diselesaikan sepenuhnya. Rupanya, itu tergantung pada kehadiran tiga jenis kerucut di mata kita (atau tiga jenis mekanisme di setiap kerucut), peka terhadap tiga warna berbeda: merah, hijau dan biru, dari berbagai kombinasi yang sensasi warna apa pun berasal. mengarang. Perlu dicatat bahwa, terlepas dari keberhasilan beberapa tahun terakhir, eksperimen langsung pada studi struktur retina belum memungkinkan kita untuk menegaskan dengan keandalan lengkap keberadaan peralatan tiga yang ditunjukkan, yang diasumsikan oleh tiga warna. teori penglihatan warna.

Kehadiran di mata dua jenis elemen fotosensitif - batang dan kerucut - mengarah ke fenomena penting lainnya. Sensitivitas kerucut dan batang terhadap warna yang berbeda berbeda. Tetapi untuk kerucut, sensitivitas maksimum terletak di bagian hijau dari spektrum, seperti yang ditunjukkan pada 68, kurva sensitivitas spektral relatif mata, dibangun untuk siang hari, penglihatan kerucut. Untuk batang, sensitivitas maksimum digeser ke panjang gelombang yang lebih pendek dan terletak sekitar . Sesuai dengan ini, dalam penerangan yang kuat, ketika "alat siang hari" beroperasi, nada merah akan tampak lebih cerah bagi kita daripada yang biru; di bawah pencahayaan rendah dengan cahaya dengan komposisi spektral yang sama, nada biru mungkin tampak lebih cerah karena fakta bahwa "peralatan senja", yaitu tongkat, bekerja dalam kondisi ini. Jadi, misalnya, bunga poppy merah tampak lebih terang daripada bunga jagung biru di siang hari, dan, sebaliknya, mungkin tampak lebih gelap dalam cahaya redup saat senja.

"Pengembangan metodologis bagian program" - Kepatuhan teknologi dan metode pendidikan dengan tujuan dan isi program. Signifikansi sosio-pedagogis dari hasil penerapan pengembangan metodologi yang disajikan. Diagnostik hasil pendidikan yang direncanakan. - Kognitif - mengubah - pendidikan umum - mengatur diri sendiri.

"Program pendidikan modular" - Persyaratan untuk pengembangan modul. Di universitas-universitas Jerman, modul pelatihan terdiri dari tiga tingkat disiplin ilmu. Struktur modul. Kursus pelatihan tingkat kedua termasuk dalam modul dengan alasan lain. Isi dari suatu komponen individu konsisten dengan isi dari komponen komponen lain dari modul.

"Organisasi proses pendidikan di sekolah" - Anda tidak akan mengerti. Z-z-z! (panduan suara dan penglihatan melalui teks). Lampiran. Satu set latihan pencegahan untuk saluran pernapasan bagian atas. RUN ON SOCKS Tujuan: pengembangan perhatian pendengaran, koordinasi dan rasa ritme. Y-ah-ah! Tugas pendidikan jasmani. Kriteria penilaian komponen hemat kesehatan dalam pekerjaan guru.

"Istirahat musim panas" - Relaksasi musik, teh kesehatan. Melakukan pemantauan kerangka peraturan subjek kampanye kesehatan musim panas. Bagian 2. Bekerja dengan personel. Kelanjutan studi tari dan latihan praktis. Penyusunan rekomendasi berdasarkan hasil tahap-tahap sebelumnya. Hasil yang diharapkan. Tahapan eksekusi program.

"Sekolah sukses sosial" - Formula standar baru - persyaratan: Pendidikan dasar. Tr - untuk hasil penguasaan program pendidikan utama. Bagian organisasi. Popova E.I. Pengantar GEF NOO. Hasil subjek. bagian sasaran. 2. Program Pendidikan Dasar. 5. Materi pertemuan metodologis.

"KSE" - Konsep dasar pendekatan sistematis. Konsep ilmu alam modern (CSE). Sains sebagai pengetahuan kritis. - Seluruh - bagian - sistem - struktur - elemen - set - koneksi - relasi - level. Konsep "konsep". Humaniora Psikologi Sosiologi Linguistik Etika Estetika. Fisika Kimia Biologi Geografi Geografi.

Total dalam topik 32 presentasi