OKO I PROCES VIDJENJA

1. OKO I PROCES VIDJENJA Autor: Milić Jovana

2. Gradja oka: • Oko je organ čula vida, približno sfernog oblika prečnika oko 2.5 cm. • Spolja je obavijeno beonjačom, koja je na prednjem delu malo ispupčena. Ispod nje se nalazi roznjača, a ispupčenje je zapravo komora ispunjena očnom vodicom. Iza nje je okrugli, obojeni deo oka-dužica ili iris, koji na sebi ima kružni otvor-zenicu (pupila), i on omogućava da svetlost padne na očnosočivo. • Zenica se po potrebi može širiti I skupljati čime se kontroliše količina svetlosti koja pada na sočivo, a samim tim oko se štiti od prekomernog nadražaja. • Kontrola otvora zenice vezana je za simpatčke i parasipatičke živce(živci autonomnog nervnog sistema, funkcionišu van nase volje i kontrole), pa tako nadraživanje parasimpatičkih živaca izaziva skupljanje zenice-mioza, a stimulacija simpatickih živaca dovodi do grčenja radijalnih niti dužice, što širi zenicu i to je midrijaza.

3. Pupilarni refleks: • Kolicina svetlosti koja ulazi u zenicu srazmerna je površini zenice, a zenica oka čoveka se može smanjiti na 1,5mm ili povećati čak do 8mm, pa se stoga kolicina svetlostimože tridesetostruko promeniti. • Ako nam slučajno bljesne svetlo u oči suziće nam zenice, što je nazvano refleks zenice na svetlost tj. pupilarni refleks. Ovaj refleks je jako bitan jer ima zadatak da pomogne oku da se ono neverovatnom brzinom prilagodi promenama svetlosnih uslova. • Važnu ulogu u prilagodjavanju oka svetlosnim uslovima okoline imaju ifotohemijske supstancei biohemijske reakcije koje se dešavaju u unutrašnjosti oka, unutar ćelija specijalizovanih za vid.

4. Gradja unutrašnjosti oka: • Očno sočivo izgradjeno je od vlaknaste pihtijaste mase, i tetivama je vezano za cilijalne mišice, koji imaju ulogu menjanja oblika sočiva tj. akomodacije. • Prostor iza sočiva ispunjava pihtijasta masa – staklasto telo, a zadnja površina je prekrivena finim spletom nervnih vlakana – mrežnjačom. • Ovo područje je zapravo najvažniji deo oka jer se na njemu formiraju likovi i prizori. • Vlakna mrežnjace sačinjena su od jako osetljivih ćelija štapićaičepića, koji plivaju u tečnosti koja se naziva vidni purpur. • Na mrežnjači postoji jedno specijalizovano malo udubljenje prečnika 0.25mm sastavljeno samo od sitnih čepica – žuta mrlja – na kome se formira najoštriji lik. Središnji deo žute mrlje precnika 0.4mm naziva se foveja, koja je centar najoštrijeg vida.

5. Oblikovanje slike na mrežnjači: • Kao sto stakleno sočivo može izoštriti sliku na listu papira, tako i naš sistem sočiva u oku izoštrava sliku na mrežnjači. • Iz mrežnjače ka mozgu polazi očninerv koji prenosi impulse, iz jednog oka do vidne hijazme u mozgu gde se oni sreću sa impulsima drugog oka, ukrštaju i nastavljaju put preko vidnogtrakta, odakle vidnim radijacijama stižu do vidnog dela kore velikogmozga u kome sledi nihova obrada. • Slika je obrnutaiokrenuta u odnosu na predmet, ali naša svest zapaža predmete u pravom položaju uprkos obrnutoj slici u mrežnjaci iz razloga sto je mozak uvežban da obrnutu sliku doživljava kao normalnu. • Sam kraj očnog nerva na mrežnjaci je slepa mrlja jer nema ni štapića ni čepića.

6. Recepcija nadražaja i put impulsa do vidnog dela u kori velikog mozga

7. Specijalizovane ćelije za vid – štapici ičepici – fotoreceptori • Pre nego svetlost dopre do mrežnjače ona mora proći kroz slojeve nehomogenog tkiva ispred mrežnjače debljine nekoliko stotina mikrona, što bi smanjilo oštrinu vida, medjutim u sredini mrežnjače, tačnije iznad foveje, ti slojevi su malo pomaknuti, pa je smanjenje oštrine minimalno. • Štapići ičepići su složene ćelije, a ono sto je bitno je da se u njima nalaze fotohemijske supstace – u štapicima je to rodopsin, a u čepicima ih ima nekoliko, koje se razlikuju po osetljivosti na odredjeni deo spektra i koje se konstantno svakog sata obnavljaju, a samim tim se obnavlja i deo ćelija osetljiv na svetlost. • Crni pigment – melanin – koji se nalazi na mrežnjači je jako bitan u procesu vidjenja jer sprečava da se svetlost odbija unutar očne jabučice, što nam pomaže da jasno i oštro vidimo. Zapravo ima ulogu mračne komore u fotoaparatu, da nema melanina mrežnjaca bi bila difuzno osvetljena i ne bi bilo kontrasta svetlo – tamno. • Rodopsin je fotosenzitivni pigment ( vec pomenuti vidni purpur), koji se pri apsorbciji svetlosti raspada, i aktivira štapice. Rodopsin se nizom složenih biohemijskih reakcija pretvara u vitamin A koga ima dosta u pigmentnom sloju mrežnjače. • Ako je oko tj. mrežnjača dugo izložena jakoj svetlosti znatno će se smanjiti koncentracija fotohemijskih supstanci, a povećati koncentracija vitamina A. U potpunom mraku dešava se suprotno tj. velika je koncentracija rodopsina, a mala koncentracija vitamina A,što može izazvati noćnu slepoću, koja može nastati i kao posledica neunošenja dovoljne količine vitamina A hranom. • Ukratko - osetljivost štapica i čepica se može znatno uvećati ili umanjiti, čim dodje i do neznatnih promena u koncentraciji fotohemijskih supstanci.

8. disperzija svetlosti po mrežnjači da nema melanina

9. Raspoznavanje boja – adaptacija na svetlo i na mrak: • Adaptacija na svetlost i mrak – nastaje kao posledica duge izloženosti svetlu, pri čemu se velika količina rodopsina pretvori u vitamin A, samim tim se smanji koncentracija fotohemijskih supstanci, a time i osetljivost oka na svetlost. Pri adaptaciji na mrak dešava se suprotni proces pri cemu osetljivost receptora postaje toliko velika da ih i najmanja količina svetlosti može nadražiti. • Čepici se adaptiraju na mrak brze od štapica jer brze obnove fotosenzitivne pigmente, ali nikad ne dostignu nivo osetljivosti štapica u mraku. Adaptacija na svetlo je znatno brza od adaptacije na mrak koja može trajati od 10-20 minuta pa čak i do 18 sati da se postigne maksimum osetljivosti. • Prema tome može se reći da u odnosu na najvecu adaptacju na mrak i na svetlo, mrežnjaca može promeniti svoju osetljivost na svetlo čak 500 000 do 1 000 000 puta, što se dešava automatski pri promeni osvetljenja. • Adaptacija na svetlost i mrak može se postići i promenom veličine zenice, ili nervnom adaptacijom. • Negativna naknadna slika – posledica je ovih adaptacija (opticka varka) i nastaje kada duže vreme bez prekida gledamo neki prizor. Svetli delovi adaptiraju mrežnjaču na svetlo, a tamni na mrak, pa je razlika u toj promeni osetljivosti vidljiva kada pogledano na beli papir i vidimo negativnu sliku. • Foto-pigmenti u štapicima sadrže skotopsine, koji omogućavaju skotopsko vidjenje – vidjenje po mraku (oko je više osetljivo na plavu boju zbog suženog spektra – razlikovanje nijansi crnog i belog), dok čepici sadrže fotopsine, koji omogućavaju vidjenje po danu – fotopsko vidjenje (razlikovanje boja) i čiji je spektar osetljivosti veći, a maksimum funkcije se nalazi na talasnoj dužini zelene boje(555 nm) što znači da je broj fotona potrebnih da izazovu osećaj svetlosti minimalan. Iz tog razloga zelena boja ‘odmara oči’.

10. Raspoznavanje boja: • Postoji više teorija o vidjenju boja, a najpoznatija je trihromatska teorija, koju je postavio Young, a proširio Helmholtz i koja danas nosi ime Young-Helmholtzova teorija. • Ona se zasniva na činjenici da postoje tri vrste čepica osetljive na različite intervale talasnih dužina u većem procentu, što zapravo znači da se dele prema osnovnoj boji na koju su najviše osetljivi, pa razlikujemo: čepice osetljive nacrvenu, plavu i zelenu boju. • Medjutim, čepici nemogu sami da odgonetnu boju, tj. nijansu, pa se to prepoznavanje dešava i vidnom delu kore velikog mozga i to po sistemu kontrasnih (komplementarnih) boja: crveno-zeleno, plavo-žuto. • Osećaj bele boje izazvaće podjednak nadražaj sve tri vrste čepica, jer je bela kombinacija svih talasnih dužina spektra. • Potpuno slepilo za boje se retko javlja, dok se daltonizam – slepilo za odredjene boje (crvenu i zelenu, plavu ili ljubicastu) javlja kod 4% muške populacije.

11. Raspoznavanje crta i granica, uočavanje položaja i dimenzija: • Gledanjem u praznu belu površinu ne nadražuju se nervne stanice u kori velikog mozga,,medjutim ako imamo crno-belu sliku, doći će do nadražaja neurona, ali samo područja duž oštrih granica vidne slike, što znači da naš mozak razlikuje samo ivicekontrastnih površi, a ne jednolične povrsine. Analogno tome jačina nadražaja zavisiće od jačine kontrasta. • U kori mozga ne samo da se registruju kontrastne površi već i njihov položaj (horizontalan, vertikalan, pod uglom), već i dužina. Ulogu u tome imaju neuronski stubići i vidnoj kori, čijim se složenim mehanizmom nadraživanja dobijaju podaci o slici. • Zanimljlivo je da se i pri pomeranju posmatrane crte ili predmeta odredjenih dimenzija osećaj za realne dimenzije ne menja.

12. Stapanje treperave svetlosti na mrežnjači – gledanje TV-a: • Treperavo svetlo je svetlo čija jačinanaizmenično raste i opada. Trenutni bljesak svetlosti nadražuje receptore tokom 1/10 do 1/5 sekunde. obzirom na trajanje nadražaja, više uzastopnih bljeskova ce se stopiti i dati utisak neprekidne svetlosti. Na ovom nedostatku oka je zasnovana TV i filmska tehnologija. • Slike na filmskom platnu se pojavljuju brzinom od 24 slike u sekundi, dok se na ekranu TV-a smenjuje 60 slika u sekundi. • Frekfencija pri kojoj se bljeskovi stapaju zove se kriticna frekfencijastapanja, i ona se menja u zavisnosti od osvetljenosti prostorije. • Uz slabu svetlost stapanje može nastati i na frekfenciji od svega 2 do 6 bljeskova u sekundi. To je jedan od razloga zamračivanja bioskopske sale. Pri jakom svetlu frekfencija dostiže svoju granicnu vrednost od čak 60 bljeskova u sekundi.

13. Veličina slike na mrežnjači i oštrina vida – percepcija dubine: • Ako je udaljenost predmeta od očnog sočiva 17m i udaljenost od sočiva do slike na mrežnjači 17mm, odnos veličine predmeta prema veličini slike biće 1000:1, zbog čega predmet veličine 1m na udaljenosti od 17m stvara sliku na mrežnjači veličine 1mm. Iz ovoga sledi da bi slika tačkastog izvora svetlosti na beskonačnoj udaljenosti, kad bi se izoštrila na mrežnjači bila beskonačno malena. Medjutim zbog nesavršenosti oka to nije moguće. Nnajveća oštrina ljuckog oka koja omogućuje razlikovanje dva tačkasta izvora svetlosti iznosi 26 sekundi tj. ugao izmedju zrakova koji dopiru iz tih izvora mora minimalno biti 26 sekundi, jer ce se u suprotnom oni videti kao jedna tačka. • Postoje 3 načina za procenu udaljenosti predmeta tj. percepciju dubine: • Prema relativnoj veličini predmeta – ako znamo da je čovek visok 180cm, njegovu udaljenost možemo proceniti na osnovu veličine slike na mrežnjači, što naš mozak automatski procenjuje, na osnovu već poznate veličine predmeta.

14. Prema paralaksi zbog pokreta – ako gledamo u daljinu potpuno mirnih očiju, ne opažamo paralaksu zbog pokreta, pokrenemo li glavu u stranuslike predmeta bliskih oku brzo će preći preko mrežnjaće, dok će slike udaljenih ostati skoro potpuno mirne. Ova osobina oka je bitna jer se na taj nacin mogu odrediti relativne udaljenosti različitih predmeta i samo jednim okom. • Procena udaljenosti stereopsijom (binokularna paralaksa) – ova metoda slična je prethodnoj samo što se predmeti posmatraju sa oba oka. Naše oči vide različito, jer su na medjusobnoj udaljenosti od 5cm, pa svako stvara svoju sliku. Zraci predmeta blizih oku padaju na periferni, dok zraci udanjenih predmeta padaju na centralni deo mrežnjače. Zato se ovom metodom može veoma precizno odrediti relativna udaljenost bliskih predneta, dok je na udaljenosti većoj od 60m ova metoda procene neupotrebljiva. • O nesavrsenosti našeg oka govori i greška koju najčešce pravino pri proceni veličine časovnika na tornju. Zbog visine na kojoj se nalazi časovnik se vidi u skraćenju, a mi samo donekle imamo predstavu o njegovoj pravoj veličini, koja je skoro uvek par puta veća nego što mi to predpostavljamo.

15. Oko kao fotoaparat: Optika oka jednaka je optici fotoaparata, jer i oko ima sličan sistem sočiva i zaklona sa različitim otvorima i mrežnjaču koja odgovara filmu Sistem sočiva u oku čine: • Granična površ izmedju vazduha i prednje površine rožnjače • Granična površ izmedju zadnje površi rožnjače i očne vodice • Granična površ izmedju očne vodice i prednje površi sočiva • Granična površ izmedju zadnje površi sočiva i staklastog tela

16. Pojednostavljeno oko: • Kada se algebarski saberu sve prelamajuće površi oka i smatraju jednim sočivom, optika normalnog oka se značajno pojednostavljuje išematski je to pojednostavljeno oko. • Ukupna optička jačina očnog sočiva kada je s obe strane okruženo tekućinom iznosi samo 15 dioptrija. Kada bi isto sočivo bilo van oka, okruženo vazduhom, bilo bi jako 150dioptrija. Razlog ovog velikog smanjenja dioptrije su tekućine u oku, koje okružuju očno sočivo, čiji je indeks prelamanja slican indeksu prelamanja sočiva, pa mala razlika znatno smanjuje prelamanje svetlosti na površini sočiva. • Bitna karakteristika sočiva je što se zakrivljenost, a time i jacina, može menjati da bi se postigla akomodacija.

17. Akomodacija oka: • Jačina očnog sočiva se voljom kod dece može povećati od 15 do približno 29dioptrija, što znači da je ukupna akomodacija 14 dioptrija. Sa starošću moć akomodacije se svede na svega 2 dioptrije u dobu od 45-50 godina, jer sočivo gubi elastičnosti to je prezbiopija. Iz ovog razloga starije osobe moraju nositi bifokalne naočare. Akomodacija je zapravo moć sočiva da pomoću cilijalnih mišića promeni oblik i od umereno konveksnog postane znatno konveksno sočivo. • Sistem mišića i opni koje obavijaju sočivo se složenim mehanizmom opusti ili stegne u zavisnosti od cilijalnog mišića. • Pri kontrakciji cilijalnog mišića sočivo će imati okruglasti oblik i najveću moć prelamanja, i obrnuto. • Kada je moć prelamanja veća, oko izoštrava sliku bližih predmeta više nego oko čija je moć prelamanja manja. • Cilijalni mišić je uglavnom pod kontrolom parasimpatickog nervnog sistema.

18. Fiksacijski pokreti očiju • To su najvažniji pokreti oka koji omogućavaju da oči fiksiraju jedan deo vidnog polja. Fiksacijske pokrete kontrolisu dva različita nervna mehanizma: • voljni – kada hotimice pokrećemo oči ne bi li pronašli željeni objekat • van nase volje – održava pogled na jednom pronadjenom predmetu. • Mehanizam fiksacije: oči normalno vrše 3 vrste neprekidnih, gotovo neprimetnih pokreta: - Neprekidno podrhtavanje učestalošcu od 30 do 80 cikla u sekundi (nastaje naizmenicnom kontrakcijom mišića oka) • Sporo zanošenje očnih jabučica u jednom ili drugom smeru • Nagli trzaji koje kontroliše mehanizam fiksacije van nase volje • Oči imaju automatsku sposobnost da se odmah fiksiraju na istaknute objekte u vidnom polju, Ova sposobnost se može izgubiti oštećenjem nekih nerava. • Sakadični konjugovani pokreti očiju: kad se prizor neprestalno pomiče pred očima npr. pri vožnji automobilom, oči fiksiraju jedan za drugim istaknute objekte u vidnom polju skačući s jednog na drugi brzinom od 2 do 3 skoka u sekundi. Ti skokovi se zovu sakade ili trzaji.

19. Tokom čitanja osoba obično napravi po nekoliko trzaja za svaki red. U ovom slučaju nema pomeranja prizora, ali su oči naučene da traže po vidnoj slici da bi izvukle bitnu informaciju. Slični trzaju javljaju se pri gledanju slike. • Pokreti praćenja: veoma razvijen mehanizam u kori mozga automatski detektuje smer kretanja posmatranog predmeta, i postupno dovodi do pokretanja očiju u istom smeru. Ukoliko se predmet kreće gore-dole, naše oči će u potpunosti posle par sekundi oponašati kretanje predmeta, što samo govori o velikoj nesvesnoj sposobnosti našeg mozga da procenjuje i računa. • Optokineticki nistagmus – je pokret praćenja koji se zasniva na izračunavanju smera i brzine kretanja prizora, a zatim se prizor prati sve dok oči ne dodju do krajnjeg dela prizora, tada poskoče i gledaju novu tacku u prizoru. Ove pokrete koristimo kada čitamo spisak glumaca na kraju filma.

20. fuzija vidnih slika: • Da bi percepcija i percepcija dubine imale vise smisla, vidne slike iz oba oka se stapaju na korespodentnim tačkama obemrežnjače. Stapanje nastaje u oba oka usled dva mehanizma u vidnom sistemu: kod beba – zbog nasledjenih pokreta očiju, i sa razvitkom vidnog sistema razvija se i sposobnost fiksacije, čime se povećava tačnost fuzije. • Postoje tri vrste fuzije: vertikalna, horizontalna i torziona(jednako zavrtanje oba oka oko optickih osi). • Što je predmet blize oku, veća je razlika izmedju dve slike koje se stvaraju u našim očima, pa je stoga nemoguće da sve korespodentne tačke u vidnoj slici budu istovremeno podudarne, iz čega sledi da što je prednet blize oku, manji je stupanj podudarnosti.

21. DA LI STE ZNALI? • Bočna fatamorgana – fatamorgana se javlja na zagrejanom asvaltu, ali ze isto tako može javiti i na uspravnim zagrejanim zidovima zgrada. ovo je primetio jedan francuski pisac posmatrajući zid tvrdjave koji mu se odjednom učinio izuzetno gladak. svetlost ne odbija sama površina zida već samo sloj zagrejanog vazduha ispred njega. • Veština posmatranja fotografije – fotoaparat je jedno veliko oko, koji fiksira na ploči perspektivni izgled predela koji bi se pojavio u našem oku. Da bi od snimka dobili isti vidni utisak , kao pri samom posmatranju predela moramo: - posmatrati snimak jednim okom, i na odredjenom rastojanju – koje je približno jednako fokusnoj daljini objektiva ( 12-15 cm kod amarerskih aparata) ne bi li dobili reljefnu prostornu sliku sa jasno vidljivim planovima. • Najbolje mesto u bioskopu – prethodna pravila važe i za gledanje pokretnih slika. Postoji posebna formula za izračunavanje najboljeg mesta sa kojeg bi ono sto se prikazuje na filmskom platnu delovalo kao prostor. To je najčesce na sredini platna i udaljenosti od 18 koraka, što se dobija množenjem širine slike sa 3.

22. Stereoskop – je aparat koji poput naših očiju sliva dve slike u jednu ali prostornu, što se postiže staklenim ispupčenim prizmama koje se nalaze u njemu. I naše oči ukoliko ih uvežbamo na specijalan način gledanja mogu videti kao stereoskop. • Živi portreti – učinilo vam se nekada da vas oči nekog portreta prate, ma sa koje strane ga posmatrali? Objasnjenje je u tome da se zenica na očima portreta nalazi uvek u sredini očiju, a baš tako mi vidimo oči čoveka koji gleda pravo u nas! • Posledica kontrasta – na preseku belih traka pojavljuju se i isčezavaju sive kvadratne pege, a trake su zapravo potpuno bele! • Zaključak – da naše oči nisu tako nesavršenebili bi uskraćeni za uživanje u mnogim umetničkim delima, iluzijama, i prirodnim fenomenima od kojih su mnogi jos uvek misterija za ljudsku svest.

23. jos neke zanimljive optičke varke: