1
Fotorecepce II
(Vidění)
Milan Číž
2
Vidění
vlnová délka (m)
frekvence (MHz)
viditelné světlo
3
Vidění
sítnice (retina)
bělima
žlutá skvrna (fovea)
optický nerv
cévní zásobení
optický disk
(slepá skvrna)
sklivec
čočka
duhovka
rohovka
komorová voda
řasnaté tělísko
zornice
hybný sval
spojivka
cévnatka
4
Vidění
amakrinní b.
horizontální b.
čípek
tyčinka
gangliová b.
bipolární b.
světlo
gangliová b.
bipolární b.
tyčinka
epitel
optický n.
receptivní pole
5
Vidění
tyčinky tyčinky
čípky čípky
slepá skvrna
úhel (°)
receptory/mm2
(spánková retina) (nasální retina)
6
Vidění
400 500 600 700
sensitivita
vlnová délka (nm)
skotopické
vidění
fotopické
vidění
550 nm
7
Skotopické vidění
Tyčinky:
• umožňují vnímání kontrastů
(černobílé, mlhavé vidění při
nízkém osvětlení)
• ~ 120 milionů tyčinek v lidské
sítnici
• přeměněné neurony
• rhodopsin se po dopadu fotonu
rozpadá na řadu jednotlivých
složek – vznik receptorového
potenciálu – vznik akčního
potenciálu v očním nervu –
přenos informace do mozku
8
Skotopické vidění
cytosol
disk
transducin
PDE
guanylyl
cykláza
11-cis-retinal all-tans-retinal
9
Adaptace na tmu:
• rozšíření zornice (aby se do oka dostalo co nejvíc světla)
• vrstva buněk (nebo vláken) za sítnicí, schopných odrážet světlo (zvířata
s noční aktivitou, šelmy, žralok, kráva nebo kůň)
– světelné paprsky, které projdou sítnicí, se odrazí a procházejí sítnicí
zase nazpět, takže mohou podráždit fotoreceptory dvakrát
– odražené světlo je příčinou „svítících očí“ těchto zvířat
Skotopické vidění
10
Čípky:
• umožňují barevné vidění
• ~ 6 milionů čípků v lidské sítnici
• přeměněné neurony
• tetrachromatické vidění (ryby,
želvy, ještěři, ptáci) - fialová
oblast (370 nm), modrá oblast
(445 nm), zelená oblast (508
nm) a oranžová oblast (560 nm)
• dichromatické vidění (savci) mají
jen buňky specializované
na oranžovou a fialovou oblast
• trichromatické vidění (lidoopi) čípky
pro modrofialovou (cca
425 nm), zelenou (cca 530 nm)
a oranžovou (cca 560 nm) barvu
Fotopické vidění
11
Fotopické vidění
vlnová délka (nm)
400 500 600 700
normalizovanáabsorbance
010100
12
Fotopické vidění
13
Optický systém oka
Rohovka (lat. cornea) - průhledná kopulovitě zakřivená vrstva pokrývající
přední část oka. Je naprosto čirá a má lesklý povrch. Průhlednost rohovky a
její optické vlastnosti umožňují světlu dosáhnout sítnice a vyvolat zrakový
vjem.
Komorová voda (též komorový mok, nitrooční tekutina) je hustá tělní
tekutina, která vyplňuje prostor mezi čočkou a rohovkou. Funkcí komorové
vody je zachovávat nitrooční tlak oka, vyživovat okolní tkáně, odvádět
odpadní produkty metabolismu.
Čočka (lat. lens crystallina) je průhledná bikonvexní struktura, spolu s
rohovkou láme světlo, aby mohlo být zaměřeno na sítnici. Optická
mohutnost lidské čočky je asi 15 dioptrií, což je přibližně čtvrtina celkové
optické mohutnosti oka. Hlavní funkcí čočky je akomodace.
Sklivec (lat. corpus vitreum) je průhledné, čiré, bezbarvé, rosolovité těleso s
řídkou vláknitou strukturou, vyplňuje 2/3 vnitřního prostoru oční koule. Tvoří
se pouze v embryonálním období a neregeneruje. V případě ztrát se
nahrazuje jen komorovou tekutinou.
14
Tvorba obrazu na sítnici
světlo z určitého
bodu se šíří
všemi směry
světelné paprsky
se lámou na
rohovce a čočce
světelné paprsky
soustředěné do
jednoho bodu na
sítnici
Každý bod objektu je zobrazen jako bod
na sítnici, kde se vytváří obraz původního
objektu.
15
Tvorba obrazu na sítnici
čočka
rohovka
zornička
přední komora
žlutá skvrna
zrak. nerv
sklivec
spojivka
16
Akomodace čočky
zaostření na blízký objekt
zaostření na vzdálený objekt
rozmazané
zaostřeno
rozmazané
zaostřeno
• úprava ohniskové vzdálenosti oka
17
Konvergence očních koulí
vzdálený objekt blízký objekt
18
Dalekozrakost
• obraz objektu se vytváří za sítnicí
• konvexní čočky (spojky)
19
Krátkozrakost
• obraz objektu se vytváří před sítnicí
• konkávní čočky (rozptylky)
20
Astigmatismus
• nerovnoměrné zakřivení čočky nebo rohovky
astigmatická
rohovka
normální
rohovka
21
Astigmatismus
• různý lom paprsků
• rozdílná ohniska na sítnici
22
Binokulární vidění
binokulární zorné pole
levé zorné pole pravé zorné pole pravé zorné pole
zrakové centrum
levá
hemisféra
levé oko
levý
optický
nerv
levá hemisféra vyhodnocuje
obraz z pravého zorného pole
23
Binokulární vidění
člověk
holub sova
24
Nervová dráha a zpracování informací
Zrakový nerv nese informaci od oka dále do mozku, kde dochází k
optickému křížení. Díky tomuto zkřížení dochází k tomu, že levá část mozku
zpracovává informace z pravé části zorného pole a naopak. Poté se
informace dále nese zrakovým traktem až do zrakového kortexu.
V kortexu se zraková informace zpracovává pomocí retinotopie
(odpovídající části vizuálního pole odpovídá určitá část mozku přesně tak,
jak jsou po sobě i v tomto vizuálním poli - samozřejmě "vzhůru nohama",
díky prvotnímu průniku světla přes čočku, která obraz obrátí).
Z této části mozku vedou dvě dráhy, které dále zpracovávají informace.
• Mango systém zajišťuje rychlé rozlišování a postřehování. Odpovídá na
otázku "kde" - změny v bezprostředním okolí, rozlišení pohybu a směru
pohybu, které souvisí s vývojem vizuálně zaměřené pozornosti a
zpracováváním pohybových podnětů. Je napojen na tyčinky, proto není
senzitivní na barvy. Zato však je citlivý i při nízké intenzitě světla.
• Parvo systém zajišťuje rozlišování objektů v prostoru. Odpovídá na
otázku "co" - tvary předmětů a jejich umístění v prostoru. Je napojen na
čípky, proto je citlivý na barvy. Je ale pomalejší, než mango systém.
25
Zajímavosti
Hladinovka čtyřoká = Halančík čtyřoký (Anableps anableps)
26
Zajímavosti
Hladinovka čtyřoká = Halančík čtyřoký (Anableps anableps)
27
Složené oči hmyzu
komorové oko
s čočkou s rohovkou složené oko
čočka
rohovka
receptory receptory
čočky
obratlovci
hlavonožci
medúzy
plži
kroužkovci
pavoukovci
(obratlovci)
(larvy hmyzu)
hmyz, korýši
(měkkýši, kroužkovci)
28
Složené oči hmyzu
čočka
fotoreceptor
faseta
faseta
29
Složené oči hmyzu
rohovka
krystalinní
kužel
pigmentové
buňky
rhabdom
receptorová
buňka
(sítnice)
axon
bazální
membrána
ommatidium
30
Složené oči hmyzu
apoziční
(denní)
superpoziční
(noční)