• szem
• színlátás

Emberi színlátás és a szem működése

A szín fogalmát, a szín tudományát egyértelműen az ember színlá­tásához kapcsoljuk. Színnek csak azt a vizuális élményt nevezzük, amelyet az átlagos, ép színlátású emberből vált ki a színes fény. A színeket ma már mérni is tudjuk. A színmérés olyan mérési el­járás, amely modellezi az emberi színlátást, és számokkal írja le, amit az emberi szem érzékel. A színes látás megértéséhez meg kell ismerni annak folyamatát, az ember szemét, ami csak az agy­működéssel együtt biztosítja a színes látást számunkra.

A látás mint ideg folyamat

A szem és az agyközpont kapcsolatát a látóideg biztosítja. A lá­tósejtek száma mintegy 130 millió, ezzel szemben az idegrostok száma, amelyek a szem ingerületeit az agyba továbbítják, csupán 1 millió. A két adat mutatja, hogy a látósejtek az agy látóközpontjá­val nem alkothatnak közvetlen összeköttetéseket, ugyanis arány­lag sok látósejt viszonylag kevés idegsejttel áll kapcsolatban. Míg az egyes idegsejtekhez néha több száz pálcika (fényérzékelésért felelős látósejt) is kapcsolódik, addig a csapok (színérzékelésért felelős látósejt) között olyanok is találhatók, amelyek közvetlen egyirányú összeköttetést mutatnak, sőt számos idegsejt a retiná­ban csak az idegsejteket köti össze.

A látóséma pályája

Az agyvelő felülnézete

Az agyvelő domború felszíni oldalnézete

Az agyvelő mediális metszete

Az emberi szervezetet egységbe foglaló idegrendszer anatómiailag két nagyobb csoportba osztható: egyrészt a központi, azaz a centrális idegrendszerre, másrészt a környezeti, azaz a perifériális idegrendszerre. A központi idegrendszer legfőbb feladata, hogy az élet változó körülményei között is biztosítani tudja az emberi szervezet környezethez való alkalmazkodását, valamint hogy a kü­lönböző szervek működését egységes szervezeti működéssé fogja össze. A központi idegrendszer négy egymásra épülő reflexköz­pontból épül fel: gerincvelő, agytörzs, kéreg alatti magvak, agy­kéreg.

A gerincvelő:

A gerincvelő a központi idegrendszer legalacsonyabb rendű, legegyszerűbb, legősibb része, és a többi három reflexközpont szabályozása alatt áll.

Az érzőrendszer, amely különböző ingereket felvevő idegvég­ződésekkel valamely érzékszervben kezdődik (fény, hang, íz, szag, fájdalom), majd a gerincvelő idegpályáiban folytatódik, és végül az agykéregben végződik, a felszálló idegpályát működteti. A másik idegcsoport a leszálló idegpályát működteti, az úgynevezett moz­gatórendszert, amely ellentétesen az agykéregből indul ki, majd a gerincvelőből kilépve működteti az izmainkat, mirigyeinket.

Az agyvelő főbb részeinek magyarázata a fejlődés alapján

Az utasítás az agyközpontból érkezik, és különböző testrészek felé irányul. Végül a gerincvelőben találjuk meg az asszociációs pályákat, amelyek a gerinc­velő összes szakaszát összekötik. Röviden tehát az idegrendszer közvetítésével a szervezet különféle ingerek hatására válaszként reflexeket hoz létre, amelyek­nek meghatározott struktúrájuk van. Ehhez szükséges az ingert felvevő ideg­végződés, a befutó ideg, amely a hírt viszi, a központ, amely az utasítást átadja, a kifelé futó ideg a végrehajtási paranccsal, és végül a szerv, amely végrehajtja az utasítást.

Az agytörzs:

Az agytörzs valójában az agyvelőnek a folytatásába eső, tengelyi része. A gerinc­velő folytatása a nyúltvelő, majd a híd és a középagy. Szervezetünkben valójában mindenről az agykéreg dönt. Hogy mi jut el az agy­kéregig, azt az agytörzs határozza meg, hiszen az agytörzs az idegrendszerünk működésének szervezője. Az agytörzs működésével csak az általános izgalmi szintet biztosítja az agykéregben, és egyben fogadja és feldolgozza az egyes idegpályákon befutó ingerületeket.

Az agytörzs oldalnézete

Röviden tehát az agytörzs szerepe egyrészt minden érzésféleség felvétele, mér­legelve a szervezet egészére kapott ingerület fontosságát, és míg egyeseket igen, addig másokat nem enged eljutni az agykéregig.

A kéreg alatti magvak:

Működésük akaratunktól független. Ez egy bonyolult magrendszer, amelyet agyalapi dúcokként nevez a szakirodalom. A kétoldali agyalapi dúcok között ta­lálható a két agyféltekét összekötő köztiagy felső részében egy tojásdad alakú kapcsolóállomás, a thalamus, amely az agykéreg és az alsóbbrendű központok közé épül be.

A thalamus szerepet játszik egyrészt valamennyi érzésféleség, külvilági ingerü­let felvételében és továbbításában mint a látás, hallás, tapintás, ízlés, a hő- és fájdalomérzékelés. Mivel ez a látórostok találkozási helye is, ezért kapta a lá­tótelep elnevezést. A thalamusban az ingerület már lelki reakciókat hoz létre, ahol az érzetek érzelmi színezetet kapnak, amelyek lehetnek kellemesek vagy kellemetlenek. Továbbítódnak a nem akaratlagos mozgásainkat irányító rend­szerfelé, amelyeket mozgásra késztetnek. Igy jönnek létre a különböző érzelmi állapotokkal kapcsolatos vegetatív reakciók, mint például a fájdalom, ami okoz­hat pupillatágulást, verejtékezést vagy szívdobogást.

A nagyagy frontális, azaz
homlokzati metszetének legfontosabb részei

A nagyagy mediális metszetének legfontosabb részei

Az agykéreg:

Az agykéreg az agyvelőnk legfiatalabb része, és a nagyagy legmagasabb rendű alkotórésze. Az agykéreghez fűződik minden magasabb rendű pszichés, azaz lelki megnyilvánulás. A nagyagyat a középen húzódó hosszanti hasadék két fél­tekére osztja, amelyeket fehérállományból álló kéregtest köt össze, és a két félteke szimmetrikus pontjait kapcsolja egybe. A féltekék lebenyekre oszthatók, elöl a homloki, a koponyatetőn a fali, kétoldalt a halántéki és hátul a nyakszirti lebeny található. A lebenyeken belül kisebb-nagyobb területek láthatók, sejtes felépítésük egyszerű, és működésük is egységes. Ezeket nevezzük kérgi mezők­nek, amelyek lényegileg érzéseink és cselekvéseink legmagasabb érzékelő- és mozgatóközpontjai.

A látással kapcsolatos asszociációs tevékenységek a 18., 19. mezőkben játszódnak le, ami csaknem minden nagyagyi területre kiterjed. A friss látási érzetek a régebbi látási érzetekkel, valamint az egyéb kérgi mezők képzetanyagával itt kapcsolódnak össze. így alakul ki a látási megismerés.

A színérzékelő mechanizmus

A vizuális környezetet az ember számára hozzuk létre, így azt az emberi látás sajátosságának figyelembevételével kell kialakítani. Az ember és a külvilág kapcsolatában érzékszerveink, elsősorban a látószervünk jelentős szerepet játszik. Az érzéki információk 90%-ához látás útján jutunk, tevékenységünk nagy része is látás­hoz kötött. A látásfolyamat egyik része a fényérzékelés, a másik az érzékelt fény feldolgozása. A fényérzékelés eszköze a szem, a tudati feldolgozás az agyban történik.

A szem szerkezete

Az emberi szem a látható fénysugarak, az elektromágneses hul­lámok 400-700 nm közötti tartományát érzékeli. A szem optikai berendezése összegyűjti a külvilágból érkező fénysugarakat, és a szemgolyó belsejét képező, ún. ideghártyán a látott tárgy fordított, kicsinyített képe jön létre. A szem mint egy sötétkamra működik, anatómiai szempontból két fő részből áll, ezek: a szemgolyó és a járulékos szervek. Gyakori hasonlat, hogy a szemgolyó ugyanolyan elvek szerint működik, mint a fényképezőgép.

A jobb szem vízszintes metszete felülnézetből

A szemgolyó formailag lapított gömb alakú szerv, átmérője 23-25 mm. Funkcionálisan három részét különböztetjük meg, ame­lyek egymástól különálló, de egymásra simuló rétegek: törőközeg (szaruhártya, lencse, üvegtest), ingerfelvevő réteg (recehártya vagy retina), burok (külső, középső, belső burok).

A szivárványhártya a szaruhártya mögött a lencse előtt he­lyezkedik el. Feladata, hogy mindig csak annyi fényt bocsásson a szembe, amennyi a kép élességét legjobban biztosítja. Mint egy mozgékony szerv, körbefutó, küllőszerűen húzódó izmai se­gítségével szűkíti vagy tágítja a szembogarat, a pupillát, amely a szembe hatoló fény útjának kapuja. A pupilla átmérője 1,8-7,4 mm közötti méretváltozásra képes oly módon, hogy hunyorításra növekszik.

A pupilla átengedi a fényt, míg a szivárványhártya részben elnyeli, részben visszaveri. A fény visszaverését, elnyelé­sét a színezékanyaga végzi, innen ered a szivárványhártya színe. A pupilla által felfogott fehér fény 70-85%-a jut el a recehártyára. A szivárványhártya és a pupilla nagyságának változásai tehát azt a célt szolgálják, hogy a szem alkalmazkodjon a látási viszonyokhoz. A sötétre és a világosságra való alkalmazkodási képesség az em­beri szem igen jelentős tulajdonsága.

Az éles látás

A szem fényérzékeny rétege előtt levő optikai rendszerek (a szaru­hártya és a lencse) vetítik a retinára a látott tárgy képét, élesre ál­lítva. Azt a távolságot, ami a lencsék középpontjától a gyújtópontig tart gyújtó- vagy fókusztávolságnak nevezzük, ezt lencsék erőssé­gének mértékéül használják.

A lencse fénytörési mértékegysége a dioptria. Egydioptriás erősségnek nevez­zük azt a lencsét, amelynek gyújtótávolsága a lencse középpontjától 1 m távol­ságra van:

1 dioptria = 1 m/gyújtótávolság,

vagyis a gyújtótávolságot jelző tört reciproka a lencse fénytörési jellemzője. Kö­zeli tárgyak érzékelésekor a szem távolságra történő alkalmazkodása fizikailag csak egy módon lehetséges, mégpedig meg kell növelni a szem fénytörését. Ez valójában a dioptriaszám növelését követeli, ami azt jelenti, hogy a gyújtópont­nak közelebb kell kerülnie a lencse középponti tengelyéhez. A szem fénytörése többféle módon növelhető. A gerinceseknél a szem nyugalmi állapotban általánosságban távolra tekint. A hal szeme például közelre tekin­téskor a lencsét előre-hátra tudja csúsztatni izomösszehúzódás révén, és ezzel a lencse és szemfenék távolságát képes megnövelni. A kígyó és a madár szemé­ben pedig olyan izom van, amely a rugalmas lencsét össze tudja nyomni, ezáltal növekszik a lencse fénytörő képessége.

A lencsék értelmezése, fajtái és fénytörő-tulajdonságai A lencse gömbfelületektől határolt átlátszó test, az optikai tengely és a gömbfelületek középpontjain átvezetett képzeletbeli egyenes, amely merőleges a lencse középpontjára.

Az emberi szemben a sugártest nyugalmi állapotban kifeszítve tartja a lencsét, közelre alkalmazkodáskor a sugártest izmai összehúzódnak. A lencsetartó rostok meglazulva engednek a lencse rugalmasságának, s ez így összeugrik. Az életkor növekedésével a lencse alkalmazkodási képessége a rugalmasság elveszítésével csökken.

Ha a szem végtelenbe néz, akkor a szemgolyók tengelyei párhuzamosak, míg ha közelebb álló tárgyra irányul a tekintetünk, akkor az irányvonalak összetartok lesznek, ezt a szemgolyókat működtető izmok biztosítják. Tulajdonképpen ezen alapul a tapasztalatok által nyert távolságbecslési képesség, igaz, minél kisebb a távolság, a becslés annál pontosabb.

Az emberi szemlencse hibái

Az emberi szemlencse törési hibái természetesen a közel- vagy távollátás esetén nemcsak életkorral járó zavarok lehetnek, fia­talkorban is gyakorta előforduló jelenség. A fénytörő közegek a különböző hullámhosszú sugarakat nem egyformán törik meg. Ugyanez vonatkozik a lencse fénytörő közegére is. A lencse a priz­mához hasonlóan az összetett fehér fényt a színkép színeire bont­ja. Ennek következménye a színeltérés vagy a kromatikus aberrá­ció jelensége.

Homályos látás:

A rendellenes látás leggyakoribb esete a homályos látás. Hibátlan látás esetén a tárgy képének minden pontja a sárgafoltra esik, ettől eltérően homályos kép alakul ki, aminek több oka lehet. Leggyakrabban azért homályos, mert a szem­lencse nem a retinára vetíti a tárgy képét. Ha a kép a sárgafolt előtti pontra fókuszálódik, az a rövidlátás, ha a kép a sárgafolt mögötti pontra fokuszálódik, az a távollátás. Ezekben az esetekben a látás szemüveggel korrigálható. Az életkor előrehaladtával a szem átlátszósága csökken, emiatt a színek elszürkülnek.

Színi eltérés (kromatikus aberráció):

A gyűjtőlencse a párhuzamos sugarak közül az ibolyaszínű sugarakat töri meg legerősebben, legkevésbé a vörös sugarak törnek meg, ezek találkozási pontja (fókusza) legtávolabbra esik a lencse középsíkjától. A többi színnek megfelelő sugarak a színképben látható sorrendben, a két határ között egyesülnek. A fény természetéből adódó színi eltérés magyarázza azt a gyakorlatban tapasztalha­tó jelenséget, miszerint a kék alapon vörös betűk vagy vörös alapon kék betűk nehezen olvashatók. A betűkről ugyanis éles kép nem alakulhat ki egyszerre a kétféle sugárral.

Az emberi szem lencsetörési hibái

A távollátó szem és a megfelelő javító lencse

A közellátó szem és a megfelelő javító lencse

Kromatikus aberráció, színi eltérés a lencsén áthaladó vörös és kék színű
sugarak különböző helyeken való egyesülése

Szferikus aberráció. A gömbi eltérés a lencsén áthaladó párhuzamosan
érkező sugarakat nem egy pontban egyesíti, aszerint, hogy hol hatolnak át

A szem látótere

A szem látótere az a terület, amelyet a szem képes mozdulatlan állapotban, a fej elforgatása nélkül látni, átfogni, azaz átlátni. Ez a terület meghatározható, ha egy 360°-os beosztású kört magunk köré rajzolunk. A látótér területét azoknak a pontoknak az összeköttetéséből kapjuk, amelyekről a fénysugarak egyidejűleg jutnak a szemünkbe. A látótérnek csak 60°-os belső szélét látjuk két szemmel, ennek közelében a térlátás csak erre a részre kor­látozódik.

A látótér fogalma mellett még használatos a tekintési tér mint fogalom. Ez a látóteret is magában foglaló, a szem mozgatásával, de a fej elfordítása nélkül áttekinthető terület. Az áttekintés természetesen nem jelent egyidejű éleslá­tást, hanem csupán pontról pontra történő szemrevételezést. Egyrészt az egyes színek érzékelése a látótérben nem azonos. A látózónában bizonyos színeket nagyobb szögterületen belül látunk. Másrészt a látótér minden pontját sohasem látjuk egyformán élesen. Az emberi szem is rendelkezik a fényképezőgéphez hasonló „berendezéssel”, amellyel szabályozni lehet, hogy az előtér vagy a hát­tér részletei legyenek élesek.

A látótér nagysága függőleges 55° felfelé, 76° lefelé.
A látótér nagysága vízszintes, 200° irányban

Egy nézett tárgy látótere. Élesen látjuk a tárgymezőt, kevésbé éles
képet kapunk annak hátteréről, míg a környezet képe elmosódott