Biofyzika vnmania svetelnch podnetov Videnie prjem a spracovanie

Biofyzika vnímania svetelných podnetov

Videnie - príjem a spracovanie informácií o vonkajšom svete v zrakovom centre, ktoré sú výsledkom dopadu fotónov viditeľného svetla na receptory v oku Zrakový analyzátor – oko – optické dráhy – zrakové centrum

Skladba oka a optické vlastnosti Ľudské oko - guľovitý orgán ( asi 24 mm) • obsahuje optické a nervové elementy Vrstvy oka: 1. Bielko (4/5 povrchu očnej gule) Rohovka (za-predná očná komora) 2. Cievovka Vráskovec Šošovka Dúhovka - zrenica Sklovec 3. Sietnica optické prostredia oka rohovka komorová voda šošovka sklovec

Gullstrandov model oka Indexy lomu Rohovka Komorová voda Šošovka Sklovec 1, 376 1, 336 1, 413 1, 336 Optické mohutnosti Rohovka Šošovka vnútri oka Oko ako celok Polomery krivosti Rohovka Predná plocha šošovky Zadná plocha šošovky 7, 80 mm 10, 00 mm -6, 00 mm Polohy ohnísk (merané od vrcholu rohovky) Ohnisko predmetové Ohnisko obrazové Poloha sietnice -14, 99 mm 23, 90 mm 42, 70 D 21, 70 D 60, 50 D

redukované oko podľa Dondersa – celý optický systém oka nahradený jedinou guľovou lomnou plochou (r = 6 mm) – vonkajšie prostredie n = 1 – vnútorné prostredie n = 1, 336 – jeden uzlový bod, leží 17 mm pred sietnicou – optická mohutnosť 59 D • význam len pre schematické zobrazovanie

Vznik obrazu na sietnici • zmenšené a prevrátené obrazy vonkajšieho sveta • • veľkosť predmetu y veľkosť obrazu y´ vzdialenosť predmetu od uzlového bodu a vzdialenosť obrazu b

Akomodácia oka • schopnosť očnej šošovky meniť svoju optickú mohutnosť v závislosti na vzdialenosti pozorovaného objektu základné fixačné body: • Bod ďaleký (punctum remotum) - ostro videný bez akomodácie (v nekonečne) • Bod blízky (punctum proximum) - videný ostro s maximálnou akomodáciou (do 25 cm) • akomodačná šírka oka - rozdiel prevrátených hodnôt vzdialeností oboch týchto bodov od oka

Poruchy optického systému oka • emetropické oko - zobrazuje viac menej bodovo a jeho obrazové ohnisko leží na sietnici • ametropické oko - obrazové ohnisko neleží na sietnici, alebo nezobrazuje optický systém oka bodovo Ametropie (refrakčné chyby oka): – sférické – asférické

Ametropie sférické • bodové zobrazenie zachované, obrazové ohnisko ale leží – pred sietnicou – krátkozrakosť (myopia) – za sietnicou – ďalekozrakosť (hypermetropia) hypermetropia myopia

Myopia - krátkozrakosť • Bod blízky – bližšie k oku • Bod ďaleký – konečná vzdialenosť pred okom • Korekcia - roptylky

Hypermeropia - ďalekozrakosť • Bod blízky – vzdialený od oka • Bod ďaleký – v konečnej vzdialenosti za okom • Korekcia - spojky

Ametropie asférické • Astigmatizmus - lámavé plochy optického systému oka nemajú súmerný sférický tvar (elipsoid) • meridiány - rezy okom, v ktorých je optická mohutnosť najväčšia a najmenšia (navzájom kolmé) • Fokály - úsečkové ohniská zodpovedajúce obom meridiánom

Podľa vzájomnej polohy fokál: • Astigmatizmus jednoduchý (simplex) - jedna z fokál leží na sietnici a druhá buď pred ňou (astigmatizmus jednoduchý myopický), alebo za ňou (astigmatizmus jednoduchý hyperopický) • Astigmatizmus zložený (compositus) - oba fokály ležia buď pred sietnicou (astigmtizmus zložený myopický), alebo za sietnicou (astigmatizmus zložený hyperopický) • Astigmatizmus zmiešaný (mixtus) - jedna z fokál leží pred sietnicou a druhá za sietnicou

Pohľad • Zdravým (emetropickým okom) • Astigmatickým okom

Test na astigmatizmus

Vyšetrovanie ametropií • Skiaskopia - podstata - vyvolanie tzv. červeného reflexu a jeho zmeny pri pohybe svetelného zdroja • Placidov keratoskop - orientačné zistenie rohovkového astigmatizmu • Javalov oftalmometer (keratometer) - kvantitatívne hodnotenie

Sietnica – biologický detektor svetla Sietnica - svetlocitlivá vrstva oka so schopnosťou automaticky sa prispôsobovať intenzite dopadajúceho svetla • histologicky - 10 vrstiev • prepojene 3 neurónov: – axóny tyčiniek a čapíkov – axóny bipolárnych buniek – axóny gangliových buniek • opúšťajú sietnicu v slepej škvrne a spájajú sa do nervus opticus - konvergencia v neurónových prepojeniach

Fotoreceptory sietnice čapíky • 7 miliónov • umožňujú videnie za denného svetla, rozlíšenie detailov a videnie farieb • adaptácia oka na svetlo – fotopické videnie • maximálna citlivosť pre žltozelené svetlo s vlnovou dĺžkou 555 nm • najvyššia koncentrácia - žltá škvrna tyčinky • 120 miliónov • videnie za šera, adaptácia na tmu - skotopické videnie • najcitlivejšie na zelenomodré svetlo s vlnovou dĺžkou 507 nm • maximálna hustota - v kruhu asi 20˚ od žltej škvrny • adaptácia sietnice – na svetlo po 5 min, na tmu po 20 min

Mechanizmus fotorecepcie • podráždenie fotoreceptorov - sprostredkované fotochemickou reakciou oxidačnoredukčného charakteru • zrakové pigmenty bielkovinovej povahy (tyčinky – rodopsín, čapíky – iodopsín) pôsobením svetla – blednutie pigmentu – rušenie väzby medzi opsínom a retinalom - rozpad pigmentu – generátorový potenciál – akčný potenciál v gangliových bunkách

Farebné videnie a jeho poruchy • Slnečné svetlo, biele svetlo – polychromatické • Farby – základné a doplnkové – každá farba je daná farebným tónom, svietivosťou a sýtosťou – vzájomným miešaním - vnem bieleho svetla Trichromatický systém CIE - možnosť napodobniť ktorékoľvek farby zmesou 3 základných farieb: červenej, zelenej a modrej

Farbocit - schopnosť správneho vnímania farieb okom • mechanizmus vnímania farieb - trichromatická teória • • 3 druhy čapíkov (pigmentov): Cyanolab (λ= 435 nm -modrá) Chlorab (λ= 535 nm- zelená) Erytrolab (λ= 565 nm -červená) podráždenie len jedného druhu čapíkov- vnem príslušnej základnej farby rovnomerné podráždenie všetkých troch druhov čapíkov - vnem bielej farby

Poruchy normálneho videnia • Trichromat – má všetky 3 druhy čapíkov • Dichromat – má 2 druhy čapíkov • Monochromat (achromat) – má 1 druh čapíkov, vníma len v odtieňoch šedej farby Protanopia – neschopnosť vnímať červenú farbu Deuteranopia - neschopnosť vnímať zelenú farbu, mýlia si červenú a zelenú – vnímajú ich ako žltú Tritanopia - neschopnosť vnímať modrú farbu, nerozlišujú modrú a žltú

tritanopia deuteranopia protanopia

Vyšetrovanie farbocitu • predmety alebo obrazce rôznych farieb, ale rovnakej svetlosti sa javia farboslepému ako jednofarebné • pseudoizochromatické tabuľky (Stillingove, Velhagenove, Ischiharove, Rabkinove)

Ostrosť videnia • dva body možno vzájomne rozlíšiť len vtedy, ak ich obrazy dopadajú na dva čapíky, medzi ktorými ostal aspoň jeden čapík nepodráždený • priemer čapíka v žltej škvrne - 0, 004 mm • vzdialenosť sietnice od obrazového uzlového bodu -17 mm uhlová vzdialenosť dvoch ešte rozlíšiteľných bodov 0, 0003 rad = 1 uhlová minúta = rozlišovacia medza oka (minimum separabile)

Snellenove optotypy • veľkosť celého obrazca je z danej vzdialenosti videná pod zorným uhlom 5 minút • detail obrazca je videný pod uhlom 1 minúty • najčastejšie pozorovacie vzdialenosti 4, 5 a 6 m

Zraková ostrosť (vízus) pozorovacia vzdialenosť v m ––––––––––––– číslo riadku správne rozlíšeného obrazca • Jaegerove tabuľky - vyšetrenie zrakovej ostrosti na krátku vzdialenosť (čítanie z konvenčnej vzdialenosti 0, 25 m)

Perimetria – vyšetrenie periférnej zrakovej ostrosti