WYKRYWANIE ŚWIATŁA
         Faktycznymi receptorami wzrokowymi oka są czopki i pręciki. Są to komórki ułożone blisko siebie poniżej powierzchni siatkówki.

1.        Pręciki. Przeciętnie w każdym oku jest około 100 000 wyjątkowo wrażliwych na światło pręcików. Są one używane przeważnie w czasie patrzenia w przyciemnionym świetle. Obraz produkowany przez pręciki nie jest jednakże ostry. Pręciki funkcjonują w grupach. Innymi słowy, wiele pręcików współdzieli jeden obwód nerwowy do mózgu. Jeden pręcik może zainicjować impuls w tym obwodzie, jednak mózg nie może rozpoznać, który pręcik w grupie wysłał ten impuls. Pręciki przystosowane do ciemności muszą być bardzo wrazliwe na światło i muszą być w stanie wykrywać nawet pojedyncze fotony. Pręcik jest wyspecjalizowanym typem neuronu.

         Dyski komórek pręcików są całkowicie oddzielone od zewnętrznej błony komórkowej. Sygnał, który jest generowany przez komórki pręcików, inaczej jak w przypadku neuronów, nie jest typem odpowiedzi wszystkie-lub-żaden. Intensywność sygnału może być stopniowana. Czysty efekt światła ma zredukować stopień otwarcia kanałów sodowych, nie wpływając na stopień zamknięcia tych kanałów. Dlatego jeśli stopień otwarcia kanału sodowego chwilowo się zmniejszy, to zmniejszy się koncentracja sodu w pręcikach, prowadząc do hiperpolaryzacji.

         Aby pręciki stały się tak czułe jak to tylko możliwe konieczne jest, aby stopień syntezy rodopsyny przewyższał stopień jej rozkładu. Znaczy to, że jasne światło musi być wyeliminowane z oka. Wiemy jak trudno coś zobaczyć w ciemnym pomieszczeniu bezpośrednio po wejściu z jasno oświetlonego miejsca. Całkowite przystosowanie wzroku do ciemności zabiera nawet 30 minut.

2.        Czopki Niestety wiemy mniej o działaniu czopków niż pręcików. Na przeciwko soczewki, na skrajnej części siatkówki znajduje się około 15 000 czopków na każdym milimetrze kwadratowym. Czopki działają tylko w jasnym świetle i umożliwiają nam widzenie barw. Przynajmniej dwa rodzaje czopków muszą być ułożone w odpowiedniej kolejności aby mogły wykryć jakikolwiek kolor. Trzy rodzaje czopków pozwalają oglądać obraz pełen wszystkich kolorów. Każdy czopek musi zawierać pigment, który absorbuje określoną długość fali świetlnej. Teoretycznie, mózg mógły łączyć wrażenia z odbioru trzech podstawowych kolorów, aby wytworzyć każdą z ponad 17 000 różnych barw, które dobrze wyćwiczone oko może odróżnić. Pojedynczy czopek zawiera tylko jeden z trzech pigmentów (czerwony, zielony lub niebieski). Pracujące razem czerwono-, zielono- i niebiesko-absorbujace czopki dają podstawę do odbioru kolorowych obrazów.

         Geny kodujące pigmenty, zostały odwzorowane w określonych chromosomach. Gen purpury wzrokowej (rodopsyna) znajduje się w trzecim chromosomie, gen kodujący pigment niebieski w chromosomie siódmym, zaś dwa geny dla pigmentów czerwonego i zielonego w chromosomie X. Pomimo ich dużego podobieństwa, pigmenty czerwony i zielony są wyraźnie różnymi białkami.

         Pomiędzy pręcikami i czopkami istnieją pewne różnice strukturalne. Nie ma jednak dowodu na to, że mechanizmy reakcji chemicznej lub biochemicznej są różne. Dyski komórek czopków wykazują pewne więzi z zewnętrzną błona komórkową, która może jakoś przyczyniać się do szybszej niż w komórkach czopków odpowiedzi błony komórkowej na hiperpolaryzację.

         Wrażliwość i czas odpowiedzi pręcików różnią się od od wrażliwości i czasu odpowiedzi czopków. Odpowiedź czopka jest około cztery razy szybsza niż odpowiedź pręcika. Dlatego czopki są lepiej dostosowane do rozróżniania szybko zmieniających się zdarzeń wizualnych, zaś pręciki lepiej przystosowane do ostrości wizualnej przy słabym oświetleniu. Bezpośrednia współzależność pomiędzy tymi różnicami funkcjonalnymi i różnicami strukturalnymi pomiędzy organellami i/lub pewnymi białkami zaangażowanymi w transdukcję i wzmocnienie sygnału nie została jeszcze stwierdzona.


DROGA INFORMACJI WZROKOWEJ



DROGA INFORMACJI WZROKOWEJ

U naczelnych, lewe połowy siatkówek są połączone komórkami nerwowymi do lewej strony kory wzrokowej,podczas gdy prawe połowy obu oczu wysyłają sygnały doe prawej połowy mózgu. Prosze śledzić trasę komórek nerwowych na tym rysunku. Informacja, przed dotarciem do mózgu, jest przetwarzana w każdym z bocznych ciałek kolankowych, i stamtąd jest przekazywana do kory wzrokowej do ostatecznego przetwarzania i obróbki.

 

         Wszystkie impulsy nerwowe generowane przez pręciki i czopki wędrują z powrotem do mózgu drogą neuronów w nerwie wzrokowym. Na siatkówce, w punkcie gdzie w przybliżeniu na nerwie wzrokowym skupia się około miliona neuronów, nie ma wcale pręcików lub czopków. Dlatego to miejsce, "ślepa plamka", nie jest wrażliwe na światło.

POWRÓT   English Version