Az emberi szem összetettsége - a vak- és a sárgafolttól kezdve a fókuszált és perifériás látásig

Az elmúlt 500 millió év alatt az evolúció a szimpla fényérzékeny pont óta hihetetlen mennyiségű különböző szemet produkált. Ez egy komoly evolúciós lépés, mivel a látó lények világos előnyöket élveznek vak társaikkal szemben. A kutatók álláspontja továbbra is megoszlik azzal kapcsolatban, hogy ezek a változatok a szimpla előszemből vagy egymástól függetlenül különböző körülmények között fejlődtek-e. A különböző szervezetek eltérő szemtípusokat eredményeztek a lapos, gödör, pont és összetett vagy komplex típusoktól kezdve a gerincesek lencsével rendelkező szeméig. Ez utóbbi szemtípus az egyik legkifinomultabb látószerv, amelyet az evolúció eddig teremtett. A lencsével rendelkező szem fejlődése a környezet olyan érzékelését tette lehetővé, amely egyszerre világos és éles. Azonban még az emberi szemnek is megvannak az evolúciós gyengeségei...

Szemünkkel szorosan együttműködve az agyunk kulcsszerepet játszik az emberi látás komplex rendszerében. Feltűnés nélkül, minimális erőkifejtéssel kompenzálja a szemünk gyengeségeit. Ez a példaértékű csapatmunka legjava!

A gerincesek, így az emberek lencsével rendelkező szemének fejlődése közben valami furcsaság történt. Például a tintahal igen kifinomult, buborék formájú, lencsével rendelkező, a felhám betüremkedésével kialakult szemével ellentétben az emberi szem látszólag véletlenszerűen, teljesen másképp, az agy kinövéseként fejlődött ki. Első ránézésre ez egy apró különbségnek tűnhet, sőt még előnyökkel is jár, mivel ugyanakkora szemnek több fotoreceptora lehet. Mégis furcsamód a fényérzékeny sejtjeink rosszul helyezkednek el a retinán, visszafelé állnak a test felé, az idegsejtjeink pedig a fényforrás felé. Ez azt jelenti, hogy „fordított szemünk” van, így agyunknak kell visszahelyezni a tárgyakat a megfelelő perspektívába. Valamint azt is jelenti, hogy az embereknek és minden gerincesnek vakfoltja is van.

A vakfolt, vagy szkotóma, a szemünk azon része, ahol a látóideg áthalad a retinán az agy felé. A látóideget is tartalmazó idegsejtek alkotta csővezeték egyfajta „lyukat” alkot a retinán, így a látótér egy részét nem érzékeljük, mivel itt nincsenek fényérzékelő fotoreceptorok. Ezt a látszólag gyenge, látóterünkben a vakfoltot okozó területet nevezik a szakemberek fordított szemnek. A vakfolt a látógödörtől körülbelül 15 fokra a nazális oldalon helyezkedik el. Az egészséges emberek általában nem érzékelik a vizuális információk ezen kiesését, mivel az agyunk a környező részletek, a másik szemtől kapott információk és a szemmozgásból adódó különböző képek alapján kitölti a vakfoltot.

A vakfoltot először Edme Mariotte, egy francia fizikus dokumentálta 1660-ban.

1. Vakfolt                    2. Sárgafolt
3. Látóideg                 4. Kötőhártya
5. Szaruhártya             6. Szemkamra
7. Pupilla                     8. Írisz
9. Lencse                   10. Sugárizom
11. Csarnokvíz            12. Ínhártya
13. Érhártya               14. Retina

Így lehet megcsinálni:
Csukja be a bal szemét és fókuszáljon jobb szemével a bal oldali pontra. Nagyjából a pont és a rács középpontja közötti távolság duplájának megfelelő távolságra helyezkedjen el a képernyőtől. Most lassan távolodjon el a képernyőtől hátrafelé. Egy adott pontnál azt fogja észrevenni, hogy a rács hiányzó közepe „kitöltődik”. Ez a vakfolt – a pont, ahol a hiányzó vizuális információt kitölti az agy.

A vakfolt mellett minden emberi szemben van a retinán egy terület, a sárgafolt vagy macula lutea, amely kiváló minőségű fókuszált látást biztosít. A sárgafolt közepén a legnagyobb a két fotoreceptor közül az egyik, a csapok koncentrációja. Ez a kicsi központi gödör, a látógödör vagy fovea centralis - pont a sárgafolt közepén helyezkedik el, az éles központi látásért felelős.

Az olyan állatoknak, amelyeknek jó éjszakai látásra van szükségük, általában nagy a szemük. Gondoljon a baglyokra, az olyan egzotikus állatokra, mint a pápaszemes maki vagy akár a macskára. Valójában a macskáknak speciális a retinájuk, amely egy tükröző réteget is tartalmaz, így segít, hogy a retinát több fény érje. Az éjszakai vadászok szemének felépítése eltér az emberétől. A nappali emberhez képest az éjszakai állatok szemében jóval több a pálcika (a fény érzékeléséért felelős), mint a csap (a színek érzékeléséért felelős).

A csapoknak tehát kulcsszerepük van a színlátásunkban. Három különböző csappal rendelkezünk, melyek a vörös, zöld vagy kék fényre érzékenyek, a napfény adott hullámhosszának megfelelően. Éjszaka ennek a három színnek a fényhullámhossza kiesik. Ebből adódóan nincs információnk a színekről, hiszen csak a csapok aktívak, ezért látszik minden szürkének.

Mondhatnánk azt is, hogy minden lénynek olyan a szeme, amilyet megérdemel. Az olyan állatoknak, amelyek közvetlenül a ragadozók alatt állnak a táplálékláncban fontos, hogy kiváló körkörös látótere legyen. Ezért van a nyulak, szarvasok és egyéb potenciális prédák szeme oldalt. Azonban ezáltal nehezebben tudják megítélni a mélységet és a távolságot.

Előre tekintő szemünknek köszönhetően mi emberek különösen jól meg tudjuk ítélni a mélységet és a távolságot, bár nem rendelkezünk 360°-os látómezővel, valószínűleg azért, mert már nincs rá szükségünk.

Tudta, hogy szigorúan véve nem bámulunk egy tárgyat, ha ráfókuszálunk? A retinánkon lévő fotoreceptor sejtek csak a fényviszonyok változásaira reagálnak. Tehát ha tényleg bámulnánk valamit, a mozdulatlan kép halványodni kezdene. De a természetnek, mint mindig, most is van megoldása: szemünk folyton apró véletlenszerű mozdulatokat tesz anélkül, hogy észrevennénk, így biztosítja a folyamatos fókuszt és azt is, hogy a körülöttünk lévő dolgokat is érzékeljük. Tehát szemünk még egy pontra való fixálás közben is folyamatosan apró és gyors mozdulatokat, szakkádokat végez.

A perifériás látás látásunk azon része, amely kívül esik a központi, fókuszált tekinteten. A perifériás látás feladata, hogy kezdeti benyomást vagy környezetet biztosítson számunkra, mielőtt valamire ráfókuszálunk, így másként működik, mint a fókuszált látásunk. A perifériás látás látóterünk jóval több mint 90%-át fedi le, pedig a fotoreceptoraink csak körülbelül 50%-ához fér hozzá. Ez alapvetően azt jelenti, hogy a finom részletek megkülönböztetése lehetetlen a perifériás látásunk számára, hiszen jóval gyengébb a látóélessége vagy a felbontása. Azonban a perifériás látásunk sokkal jobban érzékeli a mozgásokat, mivel még most is szükségünk van erre a készségre, hogy gyorsan beazonosíthassuk a lehetséges veszélyeket.