Természet Világa, 2008 (139. évfolyam, 1-12. szám)
2008-04-01 / 4. szám
A szem optikai rendszere (szaruhártya, szemlencse, üvegtest), a fényképezőgépekhez hasonlóan, fordított állású, kicsinyített és valós képet vetít a szem hátsó felszínét borító sejtrétegre, az ideghártyára (retinára, 1. ábra). A látás alapfeltétele, hogy a külvilágról éles kép keletkezzen az ideghártyán. A retina a szem kialakulásakor a fejlődő agyhólyagból törődik ki. A benne levő fotoreceptorok és a fényingerek kezdeti feldolgozásához szükséges idegsejtek és kapcsolataik már a központi idegrendszer részei á il. A külvilágból érkező információkat a retina fogja fel és alakítja idegimpulzusok sorozatává, majd a látóideg vezeti az agyba. Az agyban e jelek értelmezésével létrejön a látási érzékelés, vagyis a megfigyelőt körülvevő formák, színek és mozgások szubjektív észlelete. A retinát három sejtréteg alkotja. A fény energiáját kémiai és elektromos energiává alakító fényérzékelő sejtek (pálcikák és csapok) rétege, a bipoláris sejtek rétege (amelyek a jeleket továbbítják), valamint a ganglionsejtek (dúcsejtek) rétege, amelyek axonjainak együttese alkotja a látóideget. E sejtek között még két sejtfajta: a horizontális és az amakrin sejtek teremtenek párhuzamos kapcsolatot (2. ábra). A pálcikák és csapok elektromos jelei szinapszisokon keresztül először a bipoláris sejtekre, onnan a ganglionsejtekre kerülnek, ezek axonjai pedig átkapcsolások után a látókéregbe juttatják a jeleket. A horizontális és a makrin sejtek az eredetileg párhuzamos idegpályákon futó jeleket összekapcsolják és szétválasztják, ezzel téve lehetővé olyan bonyolult jelelemzést, mint a kontraszt vagy a mozgás érzékelése. A retina - mint a központi idegrendszer kihelyezett része - tehát már egyfajta képelemzést is végez. A még „nyers” vizuális jelekből komplex információkat tartalmazó jelet állít elő az agy számára, amelyből aztán az agy megalkotja azt a képet, amit voltaképpen észlelünk. [1] Ennek a bonyolult élettani folyamatnak az első lépése a fényenergia idegi jelekké történő átalakítása. Ezt a szem fényérzékelő sejtjei, a pálcikák és a csapok végzik, amelyek a retina hátulsó felszínén alkotnak hálózatot. A pálcikák gyenge fényben működnek, és annyira érzékenyek, hogy normális, nappali megvilágításnál túlterhelődnek és működésképtelenné válnak. Nappali fényben a látást a csapok biztosítják, amelyek éppen intenzív fényben működnek megfelelően. A csapsejtek által létrehozott kép tér- és időbeli részletekben is gazdagabb, sőt a színek érzékelését is lehetővé teszi. A pálcikákban és csapokban a jel átalakítását és továbbítását az e feladatra specializálódott sejtszervecskék végzik. A fényt a sejtek szemlencsétől távolabb eső része, az úgynevezett külső szegmens nyeli el, amely azután bonyolult biokémiai folyamatok során elektromos jeleket állít elő. A pálcikák külső szegmense henger alakú, míg a jóval kisebb méretű csapoké általában kúpszerűen elkeskenyedik. A jelek a sejt másik pólusán, a szinaptikus végződésen keresztül adódnak át a retina egyéb idegsejtjei (a bipoláris és horizontális sejtek) felé; a jeltovábbítást bizonyos átvivőanyagok (kémiai transzmitterek) teszik lehetővé. Mindkét fotoreceptortípus a transzmitter-felszabadulás csökkenésével reagál a fényre. Az interneuronok ezt követően kiemelik a megvilágítási különbségeket, a retinára vetített képet fény-sötétség kontrasztok formájában dolgozzák fel. Mindkét sejttípus külső szegmense nagy kiterjedésű, fényérzékeny membránrendszert tartalmaz, amely a fényt elnyelő látó- LŐW PÉTER Nem hiszek a szememnek! Optikai csalódások ELSŐ RÉSZ Az állatok a külvilág információinak jó részét a látás útján szerzik meg. Gerinceseknél a látórendszer két fő részből áll. Az egyik rész a szemben elhelyezkedő optikai rendszer és az ideghártya (retina), a másik rész a látópálya és az agykérgi látóközpont, ami már a koponyán belül, az agyban található. A látórendszer teljesítőképessége több szempontból is egyedülálló. A retinában a háromdimeziós tér kétdimenziós képpé alakul, majd a központi idegrendszer a kétdimenziós képből újra alkotja a háromdimenziós érzetet. A látott kép az ideghártyából jövő jelzésekből alakul ki, amit a látókéreg a korábbi vizuális és nem vizuális tapasztalatok alapján kijavít és kiegészít a retina eredetű információkkal. Valamennyi érző rendszer közül a látórendszer alakítja át a legnagyobb mértékben a szenzoros sejtek ingerületét. A látási illúziók a látás állandó jellemzői. Ezeket a jelenségeket a képzőművészek már jóval a kutatók előtt felismerték és évszázadok óta alkalmazzák. Írásom első része a retina szerkezetét és a térlátást, valamint a hozzá kapcsolódó illúziókat mutatja be. 1. ábra: Az emberi szem metszete 2. ábra. A retina idegsejtjei és a receptív mező Természettudományi Közlöny 139. évf. 4. füzet 161 ÉLETTAN