見ることはどのように機能しますか?

広い意味での同義語

医療:視覚、視覚化

見て、見て

英語:見て、見て、見て

前書き

見ることは非常に複雑なプロセスであり、まだ完全には詳細に解明されていません。光は電気的な形で情報として脳に渡され、それに応じて処理されます。

視力を理解するために、いくつかの用語を知っておく必要があります。それらについて以下に簡単に説明します。

  1. 光とは

  2. ニューロンとは何ですか?

  3. 視覚経路とは何ですか?

  4. 光学視野とは何ですか?

フィギュア眼球

  1. 視神経(視神経)
  2. 角膜
  3. レンズ
  4. 前房
  5. 毛様体筋
  6. 硝子体
  7. 網膜

視力とは

目で見ることは、光の視覚と脳の視覚中心(CNS)への伝達です。
これに続いて、視覚的印象の評価とそれに対するその後の反応の可能性があります。

光は網膜上の眼の化学反応を引き起こし、それが特定の電気インパルスを生成し、それが神経路を介してより高い、いわゆる光学的脳の中心に渡されます。そこに向かう途中、つまりすでに網膜にある電気刺激は、それに応じて提供された情報を処理できるように、高次センター向けに処理および準備されます。

さらに、あなたはあなたが見たものから生じる心理的結果を含める必要があります。脳の視覚野の情報が意識的になった後、分析と解釈が行われます。視覚的な印象を表すために架空のモデルが作成され、その助けを借りて、見られるものの特定の詳細に集中が向けられます。解釈は、視聴者の個々の発達に大きく依存します。経験や記憶がこのプロセスに無意識に影響を与えるため、各人は視覚から「自分のイメージ」を作成します。

光とは

私たちが知覚する光は、380〜780ナノメートル(nm)の範囲の波長の電磁放射です。このスペクトルの異なる波長の光が色を決定します。たとえば、赤色は650〜750 nmの波長範囲にあり、緑は490〜575 nmの範囲にあり、青色は420〜490nmにあります。

よく見ると、光は小さな粒子、いわゆる光子に分解することもできます。これらは、目に刺激を与えることができる光の最小単位です。刺激が目立つようにするために、これらの光子の信じられないほどの数が目の刺激を引き起こさなければなりません。

ニューロンとは何ですか?

A ニューロン 一般的には 神経細胞.
神経細胞は非常に異なる機能を担うことができます。ただし、主に、電気インパルスの形で情報を受け取ります。電気インパルスは、神経細胞の種類や細胞プロセスを介して変化する可能性があります(軸索, シナプス)次に、それを1つ、またははるかに多くの場合、他のいくつかの神経細胞に渡します。

神経終末のイラスト(シナプス)

  1. 神経終末(歯状突起)
  2. メッセンジャー物質、例えばドーパミン
  3. 他の神経終末(軸索)

視覚経路とは何ですか

なので 視覚経路 の接続 そして 多数の神経プロセスによって示されます。目から始めて、それは網膜から始まり、 視神経 脳に。の中に 外側膝状体、視床(両方の重要な脳構造)の近くで、視覚放射線への切り替えがあります。次に、これは視覚中心が位置する脳の後頭葉(後頭葉)に放射状に広がります。

光学視野とは何ですか?

視覚の光学中心は、主に目から来る情報を処理し、適切な反応を開始する脳内の領域です。

これには主に 視覚野脳の後ろにあります。それは一次視覚野と二次視覚野に分けることができます。ここで見られるものは、最初に意識的に知覚され、次に解釈され、分類されます。

脳幹には、眼球運動と眼球反射の原因となる小さな視覚中心もあります。それらは健康な視力にとって重要であるだけでなく、例えば脳のどの部分または視覚経路が損傷しているかを決定するための検査においても重要な役割を果たします。

網膜の視覚

私たちが見るためには、光が目の後ろの網膜に到達する必要があります。それは最初に角膜、瞳孔および水晶体を通って落下し、次に水晶体の後ろの硝子体液を横切り、それが初めて効果を引き起こすことができる場所に到達する前に、最初に網膜全体に浸透しなければなりません。

角膜とレンズは(光学)屈折装置の一部であり、光が正しく屈折し、画像全体が網膜上で正確に再現されることを保証します。そうしないと、オブジェクトがはっきりと認識されません。これは、例えば、近視または遠視の場合です。
瞳孔は、膨張または収縮することによって光の入射を調節する重要な保護装置です。この保護機能を無効にする薬もあります。これは、手術後、例えば、治癒過程をより良く促進するために瞳孔をしばらく固定する必要がある場合に必要です。

光が網膜を透過すると、桿体細胞や錐体細胞と呼ばれる細胞に光が当たります。これらの細胞は光に敏感です。
それらは、タンパク質、より正確にはGタンパク質、いわゆるトランスデューシンに結合する受容体(「光センサー」)を持っています。この特別なGタンパク質は、ロドプシンと呼ばれる別の分子に結合しています。
ビタミンAの部分とタンパク質の部分、いわゆるオプシンで構成されています。このようなロドプシンに当たる軽い粒子は、以前にねじれた炭素原子の鎖をまっすぐにすることによって、その化学構造を変化させます。
ロドプシンの化学構造のこの単純な変化により、トランスデューシンとの相互作用が可能になりました。これはまた、酵素カスケードが活性化され、シグナル増幅が起こるように受容体の構造を変化させる。
眼では、これにより細胞膜の負電荷が増加し(過分極)、電気信号として伝達されます(視力の伝達)。

ザ・ 口蓋垂細胞 黄色い点(黄斑)とも呼ばれる最も鋭い視力の点、または中心窩と呼ばれる専門家のサークルにあります。
錐体には3種類あり、非常に特定の波長範囲の光に反応するという点で異なります。青、緑、赤の受容体があります。
これは、私たちに見える色の範囲をカバーしています。他の色は主に、これら3つの細胞型の同時の、しかし異なって強い活性化から生じます。これらの受容体の青写真の遺伝的逸脱は、さまざまな色の失明につながる可能性があります。

ザ・ 桿体細胞 主に中心窩周辺の境界領域(周辺)に見られます。桿体には、さまざまな色の範囲の受容体がありません。しかし、それらはコーンよりもはるかに光に敏感です。彼らの仕事は、コントラストを高め、暗闇(暗視)または暗い場所(薄明)で見ることです。

夜間視力

空が澄んでいる夜に、小さくて認識できる星を修正することで、これを自分でテストできます。軽く見渡すと、星が見やすくなります。

網膜における刺激の伝達

の中に 網膜 4つの異なる細胞タイプが主に光刺激の伝達に関与しています。
信号は垂直方向(網膜の外側の層から網膜の内側の層に向かって)だけでなく、水平方向にも送信されます。水平およびアマクリン細胞は水平感染に関与し、双極細胞は垂直感染に関与します。細胞は互いに影響し合い、それによって錐体と桿体によって開始された元の信号を変更します。

神経節細胞は、網膜の神経細胞の最内層にあります。次に、神経節の細胞プロセスが死角に引っ張られ、そこで 視神経(視神経)焦点を合わせ、目を離して脳に入ります。
盲点 (各眼に1つずつ)、つまり視神経の始まりには、当然のことながら錐体と桿体はなく、視覚もありません。ちなみに、あなたは簡単にあなた自身の死角を見つけることができます:

盲点

片方の目を手で覆い(もう一方の目はもう片方の目の死角を補うため)、覆われていない目で固定します オブジェクト(壁の時計など)を使用して、親指を上げた状態で、伸ばした自由な腕を同じ目の高さで左右にゆっくりと水平に動かします。すべてを正しく行い、目でオブジェクトを実際に固定した場合は、上げられた親指が消えるように見えるポイント(目の少し横)を見つける必要があります。これが死角です。

これに関する詳細情報:

  • 盲点
  • 死角をテストする

ところで: 口蓋垂や桿体で信号を生成できるのは光だけではありません。目への打撃または強い摩擦は、光と同様に、対応する電気インパルスをトリガーします。目をこすったことがある人なら誰でも、目にしたと思う明るい模様にきっと気付くでしょう。

視覚経路と脳への伝達

神経節細胞の神経突起が束ねられて視神経(Nervus opticus)を形成した後、それらは眼窩(Canalis opticus)の後壁の穴を通して一緒に引っ張られます。
その背後で、2つの視神経が視交叉で出会う。神経の一部(網膜の内側半分の繊維)が反対側に交差し、別の部分は側面を変えません(網膜の外側半分の繊維)。これにより、顔の半分全体の視覚的印象が脳の反対側に確実に切り替わります。
視床の一部である外側膝状体の線維が別の神経細胞に切り替わる前に、一部の視神経線維は脳幹のより深い反射中心に分岐します。
したがって、眼から脳への途中で損傷した領域を特定したい場合は、眼の反射機能の検査が非常に役立ちます。
外側膝状体の後ろでは、神経索を介して一次視覚野に続きます。これはまとめて視覚野と呼ばれます。
これは、視覚的衝動が初めて意識的に知覚される場所です。ただし、通訳や割り当てはまだありません。一次視覚野は網膜に配置されています。つまり、視覚野の非常に特定の領域は、網膜上の非常に特定の場所に対応します。
最も鮮明な視力の場所(中心窩)は、一次視覚野の約4/5に表されます。一次視覚野からの繊維は、主に二次視覚野に引き込まれます。二次視覚野は、一次視覚野の周りに馬蹄形のように配置されています。これは、知覚されたものの解釈が最終的に行われる場所です。得られた情報は、脳の他の領域からの情報と比較されます。神経線維は、二次視覚野から実質的にすべての脳領域まで伸びています。そして徐々に、見たものの全体的な印象が作成され、距離、動き、そして何よりも、それがどのタイプのオブジェクトであるかの割り当てなどの多くの追加情報が組み込まれます。

二次視覚野の周りには、もはやレチノトピー的に順序付けられておらず、非常に特定の機能を担う視覚野がさらにあります。たとえば、視覚と言語を組み合わせたり、身体の対応する反応を準備して計算したり(「ボールをキャッチ!」など)、記憶として見られるものを保存したりする領域があります。
このトピックの詳細については、視覚経路を参照してください。

視覚の見方

基本的に、「見る」プロセスは、さまざまな視点から見て説明することができます。上記の観点は、神経生物学的観点から起こった。

もう一つの興味深い視点は、心理的な視点です。これにより、視覚プロセスが4つのレベルに分割されます。

ザ・ 第一段階 (物理化学的レベル)および 第二段階 (物理的レベル)神経生物学的文脈における視覚的知覚に多かれ少なかれ類似していることを説明します。
物理化学的レベルは、セル内で発生する個々のプロセスと反応に関連しており、物理レベルはこれらのイベント全体を要約し、すべての個々のプロセスのコース、相互作用、および結果を考慮します。

第3 (精神レベル)知覚イベントを説明しようとします。これは、エネルギー的にも空間的にも、視覚的に体験されたものを把握できないほど簡単ではありません。
言い換えれば、脳は新しいアイデアを「発明」します。視覚を体験した人の意識にのみ存在する、視覚に基づく発想。今日まで、電気的な脳波などの純粋に物理的なプロセスでそのような知覚体験を説明することはできませんでした。
しかし、神経生物学の観点からは、知覚体験の大部分は一次視覚野で行われていると推測できます。に 第4段階 次に、知覚の認知処理が行われます。これの最も単純な形は知識です。これは知覚との重要な違いです。これは、最初の割り当てが行われる場所だからです。

例を使用して、知覚されるものの処理がこのレベルで明らかにされます。
人が写真を見ていると仮定します。画像が意識的になったので、認知処理が始まります。認知処理は3つの作業ステップに分けることができます。まず、グローバルな評価があります。
画像が分析され、オブジェクトが分類されます(たとえば、前景に2人、背景にフィールド)。
これにより、最初は全体的な印象が生まれます。同時に、これは学習プロセスでもあります。視覚的な経験を通じて経験が得られ、見られるものには適切な基準(重要性、問題解決との関連性など)に基づいた優先順位が割り当てられるためです。
新しい同様の視覚の場合、この情報を使用して、処理をはるかに迅速に行うことができます。その後、詳細評価に進みます。写真内のオブジェクトを新たに詳細に検査およびスキャンした後、人物は顕著なオブジェクトの分析に進みます(たとえば、人物の認識(カップル)、行動(お互いを保持))。
最後のステップは、入念な評価です。いわゆるメンタルモデルはアイデアと同様に開発されますが、脳の他の領域からの情報も流れ込みます。たとえば、画像で認識された人々の記憶などです。
視覚システムに加えて、他の多くのシステムがそのようなメンタルモデルに影響を与えるため、評価は非常に個別的であると見なされなければなりません。
それぞれの人は、経験と学習プロセスに基づいて異なる方法で画像を評価し、それに応じて特定の詳細に集中し、他の詳細を抑制します。
この文脈での興味深い側面は現代美術です:
赤いペンキの塊だけの単純な白い絵を想像してみてください。色のスプラッシュは、経験や学習プロセスに関係なく、すべての視聴者の注意を引く唯一の詳細であると想定できます。
一方、解釈は自由のままです。そして、これが高等芸術の問題であるかどうかという問題になると、すべての視聴者に当てはまる一般的な答えは確かにありません。

動物界との違い

上記の見方は、人の視覚に関係しています。
神経生物学的には、この形態は脊椎動物や軟体動物の知覚とほとんど変わりません。
一方、昆虫やカニは、いわゆる複眼を持っています。これらは約5000個の個別の目(ommatids)で構成され、それぞれに独自の感覚細胞があります。
これは、視角がはるかに大きいことを意味しますが、一方で、画像の解像度は人間の目の解像度よりもはるかに低くなります。
したがって、飛んでいる昆虫は、それらを認識して分類するために、彼らが見る物体(たとえば、テーブルの上のケーキ)にはるかに接近して飛ぶ必要があります。
色覚も異なります。ミツバチは紫外線を知覚できますが、赤色光は知覚できません。ガラガラヘビやマムシには、体温のような赤外線(熱放射)を見る熱線の目(ピット器官)があります。これは夜の蝶にも当てはまる可能性があります。

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