GÖZ ve GÖRME DUYUSU Hazırlayanlar: VİLDAN GAYE BALA (050517019) ŞİLAN AKTAŞ (050517007) SELİN BİLGİN (050517023) Fen Bilgisi Eğitimi A.B.D. PROF. DR. FİGEN ERKOÇ Gazi Eğitim Fakültesi GAZİ ÜNİVERSİTESİ
GÖRÜNTÜ OLUŞTURMA MEKANİZMASI
GÖRÜNTÜ OLUŞTURMA MEKANİZMASI Göz, tayfın görünür bölgesine denk gelen ışık enerjisini optik sinirdeki aksiyon potansiyeline çevirir. Tayfda görünür ışığın (VIS) dalga boyu yaklaşık olarak 397 nm ile 723 nm sınırları arasındadır. Çevredeki nesnelerin görüntüleri retina üzerine odaklanır. Retinaya çarpan ışınlar basil ve konilerde potansiyeller üretir. Retinada başlayan impulslar, görme duyusu oluşturdukları serebral kortekse iletilir.
Optiğin İlkeleri Işınlar çarptıkları yüzeye dik olarak gelme durumu hariç bir ortamdan farklı yoğunlukta bir diğer ortama geçerken kırılırlar. Bikonveks merceğe çarpan paralel ışınlar, lensin arkasındaki bir noktada toplanacak şekilde kırılır (ana odak-fokal nokta). Ana odak mercek yayının ortasından geçen bir doğru olan ana eksen üzerindedir. Mercek ve ana odak arasındaki mesafe ana odak mesafesi'dir. Pratik amaçlarla bir merceğe 20 feet (6 m) den daha uzak bir nesneden gelen ışınların paralel oldukları kabul edilir. 20 ft'den daha yakın nesnelerden gelen ışınlar ayrışmakta olduğundan ana eksen üzerinde, ana odaktan daha uzak bir odak oluşturur. Bikonkav mercekler ışınların ayrışmasına (diverjans) neden olurlar.
Bir lensin eğriliği ne kadar fazla ise kırma gücü o kadar daha büyüktür. Bir merceğin kırma gücü klasik olarak diyoptri ile ölçülür ve diyoptri sayısı metre cinsinden ana odak uzaklığının resiprokudur. Örneğin ana odak uzaklığı 0.25 m olan bir mercek, 1/0.25 veya 4 diyoptri kırma gücüne sahiptir. İnsan gözü dinlenme sırasında yaklaşık 66.7 diyoptrilik kırma gücüne sahiptir.
Gözün Yapısına Genel Bakış http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/imagepages/1094.htm
RETİNA Retina gözün görmeyi sağlayan, ışığa ve renge duyarlı reseptör hücrelerin bulunduğu tabakadır. Retina pembemsi renkte, göz küresi boşluğuna bakan iç kısımda duysal (nörosensorik) tabaka ve dışa doğru pigmentli tabakadan oluşan iki katmanlı bir yapıdır. Retina, Latince ağ anlamına gelen "rete" kelimesinden türemiştir, Türkçe karşılığı da ağ tabakadır, içerisindeki kan damarlarının görülebilir ağsı yapısı nedeni ile bu ismi almıştır.
Retina ile optik sinirin konumu http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/imagepages/9695.htm
Optic nerve(n. Opticus): görme siniri Fovea centralis: küçük çukur Macula (macula lutea): sarı benek Choroid: korioid (gözün damar tabakasının arka parçası)
Retina da fotoreseptörlerin yerleşimi
FOTORESEPTÖRLER Retinanın yapısında görme reseptörleri olan rod (çubuk) ve koniler bulunur. Reseptörlerden başka 4 çeşit nöron vardır: 1. Bipolar (iki kutuplu) hücreler, 2. Gangliyon (ganglion) hücreleri, 3. Horizontal hücreler, 4. Amakrin (amacrine) hücrelerdir.
RETİNA DA BİLGİNİN İŞLENMESİ
Koniler: Gün ışığında görüşü sağlar (fotopik görüş). Renklere duyarlı. Çözünürlüğü yüksek. Çubuk (basil, rod): Karanlıkta görüşü sağlar (skotopik görüş). Konilerden 1000 defa daha duyarlı fakat çözünürlüğü düşük. Rodopsin (ışığa duyarlı pigment) içerirler. Işık ile rodopsin, opsin ve all-trans retinol (vitamin A türevi) ayrışır ve bunlar da sinirleri uyarır. Gangliyon hücreleri ve bipolar hücreler: Renk görme ile ilgili olduğu sanılıyor (karşıt renkler teorisi). Görme sinyalleri gangliyon hücrelerine kadar elektrotonik olarak iletilir. Sinyaller ilk olarak gangliyon hücrelerinde aksiyon potansiyeline çevrilmiş olarak görme sinirine aktarılırlar. Horizontal hücreler: Sintyalleri reseptorlara, diğer horizontal hücrelere ve bipolar hücrelere taşır. Basiller, koniler ve bipolar hücre dendritleri ile sinaps yaparlar. Her zaman inhibitör sinyal çıkartırlar. Kontrast sağlar ve görsel uyarılar kontrast bilgileri ile kortekse iletilir ve görme keskinliği sağlanır. Amakrin hücreler: Sinyalleri bipolar hücrelere, diğer amakrin hücrelere ve gangliyon hücrelerine taşıyabilir. Basillerin görmesine yardımcı olur.
Reseptorlar bipolar hücrelerle sinaps kurmuşlardır. Bipolar hücreler de gangliyon hücreleri ile sinaps birleşme kurarlar. Gangliyon hücrelerinin aksonları görme sinirini (N. opticus u) meydana getirirler.
IŞIK RESEPTORLARI (FOTORESEPTORLER) Retinanın basil (rod) ve konileri ışık reseptörleridir. Işık bu reseptörleri etkileyince bunlarda bulunan ışığa duyarlı pigmentler (renkli maddeler) ışığı absorplar ve yapılarında değişme olur. Reseptör potansiyelini doğuran da bu değişikliktir.
Çubuk ve konilerde bulunan pigmentler farklıdır. Fakat gözde bulunan ve ışığa duyarlı pigmentlerin hepsinin yapısında opsin adı verilen protein ve retinal bulunur (rodopsin=protein+pigment).
BASİLLER 1. Işığa duyarlılığı yüksektir, gece görüşü için özelleşmiştir. 2. Daha fazla ışık yakalayabilmek için, fotopigment miktarı yüksektir. 3. Amplifikasyon özelliği yüksektir. Tek fotonu tespit edebilir. 4. Gün ışığında satüre olur. 5. Noktasal ışığa daha duyarlıdır. 6. Yavaş cevap, uzun bütünleştirme zamanı. 7. Ardışık ateşlemeler yavaş. KONİLER 1. Işığa duyarlılığı düşüktür, gündüz görüşü için özelleşmiştir. 2. Fotopigment miktarı düşüktür. 3. Amplifikasyon özelliği düşüktür. 4. Sadece yoğun ışıkta satüre olur. 5. Eksenlil ışınlara daha duyarlıdır. 6. Hızlı cevap, kısa bütünleştirme zamanı. 7. Ardışık ateşlemeler hızlı.
Basil (rod) Koni Yavaş çalışır Hızlı çalışır Retinada yaygın, fovea da bulunmaz Şekillerin genel görünüşünden sorumludur, renkleri ayırt etmez Tek tipi bulunur Fovea da yoğun, retinanın diğer kısımlarında giderek azalır Renklerin ve detayların görülmesinden sorumludur Üç tipi vardır. Görünür ışığın farklı dalga boylarını absorplar
RESEPTÖR HÜCRELERİNDE POTANSİYEL Karanlıkta dış segment içinde cgmp miktarı artmıştır. PDE (fosfodiesteraz) aktif değildir ve Na + kanalları açıktır ve sürekli dış segment içine alınır (depolarizasyon, istirahat potansiyeli). Aydınlığın etkisi ile PDE aktive olur, cgmp parçalanır ve Na + kanalları kapanır (reseptör hiperpolarize olmuştur).
Rod: basil, çubuk reseptörü http://thebrain.mcgill.ca/flash/d/d_02/d_02_m/d_02_m_vis/d_02_m_vis.html
http://images.google.com.tr/imgres?imgurl=http://thebrain.mcgill.ca/flash/d/d_02/d_02_m/d_02_m_vis/d_02_m_vis_1 a.jpg&imgrefurl=http://thebrain.mcgill.ca/flash/d/d_02/d_02_m/d_02_m_vis/d_02_m_vis.html&h=392&w=300&sz=18& hl=tr&start=4&um=1&tbnid=enss01wgufdnvm:&tbnh=123&tbnw=94&prev=/images%3fq%3dphotoreceptor%26u m%3d1%26hl%3dtr%26rlz%3d1t4gglr_entr241tr242%26sa%3dn
http://images.google.com.tr/imgres?imgurl=http://www.eyedesignbook.com/ch4/fig4-02cbg.gif&imgrefurl=http://www.eyedesignbook.com/ch4/eyech4- a.html&h=777&w=600&sz=50&hl=tr&start=6&um=1&tbnid=pky9oa96ans1rm:&tbnh=142&tbnw=110&prev=/images%3fq%3dvisual%2bsystem %26um%3D1%26hl%3Dtr%26rlz%3D1T4GGLR_enTR241TR242
http://www.tsbvi.edu/education/preschool.htm
http://www.eyedesignbook.com/ch4/fig4-02cbg.gif
GÖZ UYUMU (AKKOMODASYON) UZAĞA VE YAKINA UYUM Yakın görüşten uzak görüşe ve uzak görüşten yakın görüşe geçerken, hayali (görüntüyü) tam retina üzerine düşürmek için gözün optik sisteminde olan değişikliğe accomodation (uyum) denir. Göze gelen paralel ışınlar siliyer kas gevşediği zaman, optik olarak normal (emetrop) bir gözde retina üzerine odaklanır. Bu gevşeme sürdüğü müddetçe gözlemciye 6 m'den daha yakın nesnelerden gelen ışınlar retinanın arkasında odaklanırlar ve sonuç olarak nesne bulanık görülür.
Daha yakın nesnelerden gelen ayrışan ışınların retina üzerindeki odağa getirilmesi sorunu ya lens ile retina arasındaki uzaklığın artırılmasıyla veya lensin eğrilik veya kırma gücünün arttırılmasıyla çözülebilir. Kemikli balıklarda sorun göz küresinin uzunluğunu artırarak çözülür; bu tür bir çözüm 6 m'den daha yakın mesafede bulunan nesnelerin yaptığı hayallerin bir fotoğraf makinesindeki film üzerine odaklanabilmesi için merceğin filmden uzağa doğru hareket ettirilmesidir. Memelilerde bu sorun lensin eğriliğinin artmasıyla çözülür.
GÖZ UYUMU TİPLERİ 1. Retina nın ileri geri hareketi ile (bazı Mollusca larda ve artropod Copilia da), 2. Lensin (merceğin) ileri-geri hareketi ile (fotoğraf makinesi gibi)(kemikli balıklarda), 3. Cornea nın konveksitesinin (dışbukeyliğinin) azaltılıp çoğaltılmasıyla (bazı kuşlarda), 4. Lensin (merceğin) konveksitesinin azatılıp çoğaltılmasıyla (insan ve memelilerde)
Kaynak: Noyan, Onuncu Baskı, 1998.
Uyum sırasında lens eğriliğindeki değişiklik, temel olarak lensin ön yüzünü etkiler. Bu durum ilk defa yıllarca önce tanımlanan basit bir deneyle gösterilebilir. Bir gözlemci bir nesneyi uzağa doğru bakan deneğin gözlerinin önünde tutarsa, kişinin gözünde nesnenin üç yansıması görülür: berrak, küçük, düz görüntü korneadan; daha büyük, daha soluk düz görüntü lensin ön yüzünden; küçük, ters görüntü ise lensin arka yüzünden yansır.
Bu sırada kişi yakındaki bir nesneye odak yaparsa, büyük, soluk, düz görüntü daha küçülür ve diğer düz görüntüye doğru yaklaşır, oysa diğer iki görüntü çok az değişir. Görüntü boyundaki değişiklik, yansıtıcı yüzey olan lensin ön yüzünün eğriliğindeki artışa bağlıdır. Küçük, düz görüntünün değişmeyip ters görüntünün çok az değişmesi akomodasyonda kornea eğriliği değişmezken lensin arka yüzünün eğriliğinin çok az değiştiğini göstermektedir.
PUPİLLA DAKİ DEĞİŞİKLİKLER Göze giren ışık miktarına göre pupilla genişler veya daralır. Bu herkesce bilinen bir olaydır ve demonstrasyonu kolaydır. Karanlıkta pupilla genişler aydınlıkta daralır. Pupillann reaksiyonları refleks yoluyla olur. Amphibia da, kuşlarda ve bazı aşağı memelilerde (tavşan) sadece uyarılan gözde refleks kontraksiyonu görülür. İnsan ve yüksek memelilerde refleks her iki gözde birden görülür(bilateraldir). Pupilla reflekslerinin afferent sinir telleri N. opticus içindedirler. Efferent sinirleri ise sempatik ve parasempatik sinirlerdir.
İstirahat halindeki göz paralel ışık demetlerini retinanın önünde bir yerde birleştirse bu olaya myopia denir. İstirahat halindeki göz paralel ışık demetlerini retinanın gerisinde bir noktada toplarsa bu olaya hypermetropia denir.