A színészlelés fiziológiai alapjai

1. A színészlelés fiziológiai alapjai Schanda János

2. A szem szerkezetének fejlődése • Különböző fajokban különböző, mégis azonos gének működnek a kifejlesztésében pl. a légy és az egér esetében. • A primitív szemben is a rhodopsin a fotopigmens, (600 millió éves) • S és L (vagy M fotopigmens 500 millió éves (régebbi, mint a gerincesek).

3. A látás és a camera obscura • Mo Tzu: 470-390 BC • Ibn al-Havtham: 965 –1039 • Leonardo da Vinci: 1452 – 1519 • Neurális faktorok • Késői látóképesség visszaadás problémái • Információ szűrés

4. Szem transzmisszió Folytonos vonal: Cornea és aqueous humor Szaggatott vonal: minden a retina előtt

5. Leképezés különböző állati szemekben fésű-kagyló: 2 retina Polip és halak: mozgó lencse

6. Leképezés különböző állati szemekben Madarak: flexibilis lencse Főemlősök: görbületi sugarat is változtatják

7. Az emberi szem

8. Látótér és mélységi látás • Emberi látás 208°-os szöget fog be vízszintesen • Éles látás kb. 0,15 dioptrián belül: pl. 0,7 m – 1,8 m

9. Horopter, szteropszis • Az a kör, melyről a két szemmel történő fixálás esetén élesen látunk

10. Az emberi szem, részletek

11. A retina keresztmetszete

12. Receptorok • Receptorok egy energiafajtát másikká alakítanak • Pálcikák, 120 x 106, szkotopos látás,V’(l), max érzékenység 507 nm. • Csapok, 6 x 106, fotopos látás • Pálcika látás kb. 100-szor érzékenyebb, de vörösben nem: sötétkamra világítás • Fovea centralisban, 0,2 – 0,3 mm átmérő (kb. 1°): 150 000 csap/mm2

13. Csap és pálcika eloszlás

14. Sejt elhelyezkedés a foveolaban, leképeződés az agyban • Foveola kb. 0,01 %-a a retina területének, de az agyban a látókéreg 8 %-ra képeződik le. • 0,4 szögperc-re vannak a csapok a foveolaban.

15. A fovea szerkezete

16. Csapok és pálcikák

17. Csapok • Hosszú hullámhosszú, Long wavelength sensitive, érzékenység max.: 560 nm. • Közepes hullámhosszú, Meddium wavelength sensitive, érzékenység max.: 530 nm. • Rövid hullámhosszú, Short wavelength sensitive, érzékenység max.: 425 nm. • Arányuk durván: L:M:S=32:16:1, de nagy egyéni szórás

18. A 3 csapféleség színképi érzékenysége

19. A foveális retina sematikus szerkezete

20. Retina képek adaptív optikával és anélkül

21. Adaptív optikai rendszer sematikus vázlata

22. Csap – pálcika időfüggés • Pálcikák: kb. 100 ms-os szummáció • Csapok: 10 ms – 20 ms szummáció80-90 Hz-ig villogás érzet

23. Fotopos – mezopos – szkotopos látás fénysűrűség, cd/m2 : 10-2 10 1000 Oftalmologiai fénysűrűség egység, retinális megvilágítás: 7 mm-es pupilla esetén 1 troland = 0,01 cd/m2

24. Fotopigmensek • Pálcika: rhodopsin, áll az opsin-ből (egy protein) és a retinal-ból (A-vitamin származék) • Csapokban különböző opsinok (meghatározzák az abszorpciós színképet) • A retinal elnyeli a fényt: alakját változtaja, photoisomerizáció, esetleg kettétörik – kifakul.

25. Pálcikák és csapok működése • Sötétben Na+ ionok áramlanak a külső szegmensbe • Fény hatására a cGMP csatornák zárnak • Sötétben 50 pA-es sötétáramot kapcsol ki a fény, a membrán hiperpolarizációja –40mV-ról –70mV-ra nő. cGMP: cyclic guanosine monophosphate továbbítja az információt a fényabszorpció és a sejt membrán közt

26. Pálcikák Nagy érzékenység Sok fotopigmens Nagy belső erősítés Telítődik nappali megvilágítás esetén Lassú, hosszú integrációs idő Beeső szórt fényre érzékeny Csapok Kevésbé érzékenyek Kevesebb fotopigmens Kisebb belső erősítés Nagyobb telítési fénysűrűség Gyorsabb működés, rövidebb integrációs idő, nagyobb időbeli felbontás Nagyobb tengely irányú érzékenység Pálcikák és csapok összehasonlítása

27. Fotopigmensek kódolása • A DNS molekulán a nukleotidok sorrendje kódolja fotopigmenst • A rhodopszint kódoló gene a 3. kromoszomán van, az S-csap pigmnest kódoló a 7. Kromoszomán, az L és M pigmenst kódoló az X kromoszomán, és a 364 kódoló közül csak 15 különböző. • Kis különbségek az L és az M pigmensekben is vannak.

28. L, M, S csapok • H1 és H2 horizontális sejtek, hozzájárulnak az antagonisztikus jel/környezet jelek kialakításához, különböző L,M, pálcika kapcsolatok • (amakrin sejtek) • B bipoláris sejtek, itt már centrum/környezet antagonisztikus hatások: On- és Off centrum sejtek • G ganglion sejtek: • MC magnoceluláris):in- és dekrementáló • PC (parvoceluláris):2-2 in-és dekrementáló • KC (konioceluláris):2 inkrementáló Csap sejt csoportok a retinában

29. Az antagonisztikus (L-M), (S-L,M) és L+M jelekből az agyban kialakuló észleleti szín-dimenziók

30. A kettős (ON-OFF) jelek kialakulása • Az ON-Centre bipoláris sejtet a csap jel aktiválja, • Az OFF-Centre sejtet a fény csökkenése aktiválja • Ganglion tüzelési különbség

31. Központ és központ+környezet stimulálás • Pálcikák, csapok, horizontális és bipoláris sejtek: hyperpolarizáció • Ganglion sejtek: tüzelés • + környezeti inger gátol a receptor és horizontális sejtekben, bipolárisokban ellentétes polarizáció;ganglion sejtben gátlás

32. Jelek a ganglion sejtek színtjén • Bipoláris sejt receptív mezőjének ingerlésekor az On-Centrum bipolar depolarizál, és depolarizálja az On-ganglion sejtet, mely impulzus sorozattal válaszol. • (Előtte a horizontális és amakrin sejtek módosítják a receptor jelet.) • Ganglion sejt jel idegszálon jut az ikertestekbe(corpus geniculatum laterale)

33. Receptív mezők • Retinán kis kerek mező stimulálása gerjeszt ganglion sejt tüzelés változást, körülveszi egy ellentétes hatású gyűrű: kontraszt-ra reagál. • Foveában csak 1 vagy néhány receptor alkot receptív mezőt. • Agyban a receptív mezők bonyolultabbak lehetnek

34. Mc- és PC- dendrit szerkezete MC-sejt PC-sejt

35. ON-Centrum és OFF-Centrum válasz kialakulása klasszikus receptív mező esetén

39. A három sejt-réteg • A Phasic magnocelluláris sejtek (MC) és a Tonic parvocelluláris sejtek (PC) két független hálózatot alkotnak • Új felsimerés: koniocelluláris (KC) hálózat: S-receptor gerjesztéses • Jeltovábbítási sebességek • MC: 15 m/s • PC: 6 m/s

40. Vizuális ideg-pályák • Retinális kép • Chiasma: kereszteződés • Elsődleges vizuális cortex

41. A jel útja a retinától az elsődleges vizuális kortexig

42. Rendeződés az ikertstekben, lateral geniculate nucleus

43. Ikertest – elsődleges vizuális cortex • Magno,-, parvo-, konio-rétegek leképzése

44. A cortex látással kapcsolatos részei

45. Az információ részletei

46. Az MC és PC sejtek dendrikus mezői a retinán • Az MC sejtek dendrikus mezői nagyobbak • Az MC sejtek színképi érzékenysége V(l) jellegű

47. MC, PC és KC opponensség • MC: nem opponens, öszegzi az M és L receptor jeleket • PC: L-M és M-L opponens csatornák, fehér fényű gerjesztésre minimális válasz, 4 kimenő jel típus • KC: M-S és S-L típust találtak • Pálcika jelek elsősorban az MC réteghez járulnak hozzá

48. PC, KC és MC tulajdonságok PC • Összes sejtek 70-80 %-a, kis dendritikus mezők • Fenntartó jelek • Vékony axonok, 6 m/s jel sebesség • 4 parvo-réteghez visz jelet az ikertestben • ON- és OFF-sejtek • Erős szín-kontraszt válasz • Erős akromatikus válasz kis felületű gerjesztésre

49. PC, KC és MC tulajdonságok KC • Erős S-receptor hatás • Nagy sejt testek • Válasz jel hasonló a PC sejthez • Valószínű jelek: • M-S, S-L(+m) • Relatíve nagy receptív mezők

50. PC, KC és MC tulajdonságok MC • A ganglion sejtek 10 %-a, nagy dendritikus mezők • Tranziens válaszok • Vastag axonok: 15 m/s jel sebesség • 2 magno-réteghez vezet az ikertestben • L+M jel V(l) jellegű • On- és OFF sejt alcsoportok