A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA. A szem törőközegei. D szem = 63 dioptria, D kornea = 40, D lencse = 15+

Átírás

1 A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM Két kérdés: Sötétben minden tehén fekete Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval, vonalakkal, ütőkkel és labdával? A szem törőközegei D szem = 63 dioptria, D kornea = 40, D lencse = 5+ A szem összetett optikai rendszer Normál szem, Rövidlátás myopia, Távollátás hypermetropia Asztigmatizmus cilinderes lencse

2 A redukált szem 5 méternél távolabbi tárgyak esetén alkalmazható Az emberi szem mint összetett törőrendszer Myopia Hypermetropia (Asztigmatizmus cilinderes lencse)

3 Myopia Hypermetropia (Asztigmatizmus cilinderes lencse) Asztigmatizmus Receptorok szerkezete csapok ~(30 2-4) mikrométer (színlátás) pálcikák ~(60-2) mikrométer (fényérzékelés) A receptorok eloszlása Érzékenység (-2 foton a pálcikáknál) (3-5 receptor) Adaptáció ( lux) Feloldóképesség (70 mikrométer 25 cm távolságon) (két különböző receptor, köztük egy nyugalmi receptor) Pálcika Csap Külső szegmens Pálcikák ~(60-2) mikrométer (fényérzékelés) Cilium diszk zsák Csapok ~(30 2-4) mikrométer (színlátás) (Korrekció cilinderes lencsével) Belső szegmens Szinaptikus terminal sejtmag

4 A fény haladási iránya A rodopszin elhelyezkedése pálcika citoplazma felé néző felszín Diszk membrán külső szegmens diszk belsejébe néző felszín belső szegmens

5 Áram (pa) Pálcika 860 foton 2 2 Sötétben csak a pálcikák működnek. Nincs színlátás 3 foton Csap foton A csapok gyorsabban és rövidebb ideig válaszolnak. Gyors mozgás követésére alkalmasabbak. 90 foton Idő (s) Vavilov kísérlet E n =, hiba = hf n (Poisson eloszlás) Adaptáció ( lux) a. Pupilla reflex (~6 ) E ΔE = hf n = hf = hf Δ E Ehf hf = = = E E E n Ehf b. Fotopigment koncentráció (kevés fény, magas pigment koncentráció) c. Térbeli szummáció (kevés fény, több receptor per idegrost) d. Időbeli szummáció (kevés fény, hosszabb idő alatt vált ki ingert) A pálcikák egy-két foton képesek érzékelni e. (intracelluláris kalcium koncentráció)

6 Fény retinal opszin* tranducin PDE cgmp : : :500 2: :millió (Absz.max. 380 nm) (Absz.max. 500 nm) Na + csatornák bezáródnak hiperpolarizáció transmitter felszabadulás módosul ingerület (több száz Na + csatorna bezáródik, több mint egy millió Na + nem lép be) E jel =.5-3 ev, E ion = 6x0 3 6x0 4 ev, Erősítés = 2x0 3-2x0 4 Fény [cgmp] csatornák bezáródnak hiperpolarizáció transzmitter felszabadulás csökken (gátló transzmitter) stimuláció nő Fény abszorpciója Sötét áram Depolarizált Hiperpolarizált Biokémiai folyamatok sorozatának eredményeképpen a Na + csatornák bezárodnak, hiperpolarizációt eredményezve.

7 SZÍNLÁTÁS SZÍNLÁTÁS A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE Különböző csapok (kék, zöld, vörös) (ugyanaz a retinál, különböző opszin) Young-Helmholtz elmélet X = rr + bb + gg (Monokromatikus szín, kevertszín) (Színtévesztés)

8 ELEKTRORETINOGRAM A szem elektromos tulajdonságai A korneához viszonyítva a retina 6 mv potentiálú. Elektrotinogram (ERG) Korai szakasz (ERP, Early Receptor Potencial) Késői szakasz a b c hullámok Sötét adaptáció (30 perc is lehet) A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM Két kérdés: Sötétben minden tehén fekete Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval, vonalakkal, ütőkkel és labdával? A vitaminhiány, farkasvakság ELEKTRORETINOGRAM A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI Bifázisos hullám Snellius - Descartes ERP a pigmenthám receptor sejtek, hiperpolariáció n ab = sin sin i r kikapcsolási tüske b Müller sejtek depolarizáció

9 FÉNYTÖRÉS A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI Vastag gyűjtőlencsék képalkotása f = ( n ) R + ( n ) + R2 n 2 d R R 2 A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI Vékony gyűjtőlencsék képalkotása f = + k D ( dioptria) = = ( n ) f R + t f R 2 Monokromatikus Aberrációk i i i i sin i = i ! 5! 7! 9! Gömbi eltérés (szférikus aberráció) Kóma (üstökös hiba) Asztigmatizmus Képmezőgörbület Torzítás Kromatikus Aberráció Longitudinális kromatikus aberráció Laterális kromatikus aberrációk 7

10 Gömbi eltérés Kóma Kóma esetén az objektum távol van az optikai tengelytől. Asztigmatizmus Kóma

11 Asztigmatizmus Torzítás Ebben az esetben is a szimmetrikus objektum távol van az optikai tengelytől és a képe tangenciálisan vagy szaggitálisan megnyúlik. Képmezőgörbület Kromatikus aberráció Oka a fénytörés hullámhossz függése diszperzió A fény elhajlik a fehér fényt alkotó színek elválnak (diszperzió). A vörös fény hajlik el legkevésbé, az ultraibolya a legjobban.

12 Longitudinális kromatikus aberráció A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM Két kérdés: Sötétben minden tehén fekete Longitudinális színkép Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval, vonalakkal, ütőkkel és labdával? Hullámhossz (nm) SZÍNLÁTÁS Laterális kromatikus aberráció Hullámszám

13 Receptorok eloszlása nazális temporális receptorsűrűség 0 3 /mm pálcikák vakfolt csapok 30 0 fovea centralis visus érzékenység sötétben (%) visus 80 / /2 /4 / vakfolt fovea centralis vakfolt fovea centralis : Az elnyelt foton csak triggerként szolgál :500 2: :0 6