Hur fungerar känslan av syn?

Upplevelsen av synen börjar när fotoner från världen träffar linsen i vårt öga och blir fokuserade på en liten lapp av fotoreceptiva celler på en del av ögat som kallas näthinnan.Dessa celler finns i två typer - stavar och kottar.Kottar är för färgdetektering, fungerar väl i starkt ljus och stavar är mer känsliga men också färgblind.Människor har cirka 125 miljoner stavceller och 6 miljoner konceller.Vissa arter har många fler stavar, särskilt de som är anpassade till att bo på natten.Vissa ugglor har nattvision 100 gånger mer akut än att synen vi är vana vid.

Stavar och kottar utför en funktion som kallas fototransduktion, vilket helt enkelt innebär att konvertera inkommande ljus till elektriska signaler som ska skickas till hjärnan, vilket gör synen möjlig.Alla dessa celler innehåller fotoreceptiva proteiner med olika pigmentmolekyler.I stavar kallas dessa rhodopsin.I kottar kan olika pigment hittas, vilket gör att ögat kan skilja mellan olika färger.När ljus som är associerat med pigmentet påverkar fotoreceptorcellen, skickar det en signal ner den optiska fibern, annars gör det inte.Fotoreceptorceller och synförmågan är extremt gamla evolutionära innovationer, som går tillbaka till den kambriska perioden för över 540 miljoner år sedan.

Det finns två anmärkningsvärda strukturella egenskaper hos den mänskliga näthinnan.Den första är fovea, ett mycket kondenserat område av fotoreceptorceller belägna i mitten av näthinnan.Celltätheten här är flera gånger större än på periferin och förklarar varför när vi tittar direkt på något är det mycket tydligare än att titta på det genom hörnet av vårt öga.

Fovea ansvarar också för de beteendemässiga anpassningar som provocerar oss att snabbt vända huvudet och stirra på något om det skrämmer oss.Om fovea inte fanns och fotoreceptortensiteten var enhetlig över näthinnan, skulle vi inte behöva göra detta - gifta sig bara för att vända huvudet något så att händelsen åtminstone föll inom vårt synfält.Foveal -området är en relativt liten del av synfältet, cirka 10 grader bred.

Den andra anmärkningsvärda strukturella egenskapen i näthinnan är vår blinda fläck.Det är här den optiska fibern ansluter upp till baksidan av näthinnan för att få visuell information, vilket utesluter förekomsten av fotoreceptorer på en liten plats.Våra hjärnor fyller automatiskt i våra blinda fläckar för oss, men olika visuella övningar kan bevisa att dess där.

När ljuset omvandlas till elektriska impulser och skickas ner den optiska fibern, går det hela vägen till baksidan (efterGör några mellanlandningar), där den visuella cortexen är belägen.I den visuella cortex isolerar en hierarki av detektorceller användbara regelbundenheter i visuella data och kasserar överflödig information.Ett lager celler upptäcker saker som linjer och kurvor.

Ett högre upp lager skulle upptäcka regelbundenheter som rörelse och 3D-former.Det högsta skiktet är där gestalts - övergripande symboler - verkar, ansvariga för den medvetna upplevelsen av synen under normala omständigheter.Den visuella cortex är bland de bäst förstås av alla hjärnområden, med en omfattande neurovetenskaplig litteratur.