Ugrás a tartalomhoz

Általános pszichológia 1-3. – 1. Észlelés és figyelem

Csépe Valéria, Győri Miklós, Ragó Anett

Osiris Kiadó

4. fejezet - 3. FEJEZET – A látás alapvető folyamatai

4. fejezet - 3. FEJEZET – A látás alapvető folyamatai

A látás általában, az emberi látás pedig különösen páratlan teljesítménye az érzékelésnek, észlelésnek. Ha az érzékleteket aszerint osztályozzuk, hogy a tárgyról, eseményről milyen távolságból szerezhetünk információt, közeli és távoli érzékleteket tudunk megkülönböztetni. A látás az utóbbiak közé tartozik. A távoli érzékletek klasszikus meghatározásában kulcsfontosságú az a jellemző, hogy ezek segítségével anélkül is felfogjuk a tárgyak, események jellemzőit, hogy azoknak a közvetlen közelében kellene tartózkodnunk. Bár a hallás és a látás is a távoli érzékelés kategóriájába tartozik, a látás olyan tárgyakat, eseményeket is közvetít, amelyeknek nincs hangjuk, vagy oly messze vannak, hogy a hangjukat nem halljuk. A látás az érzékelési-észlelési folyamatok közül az egyik legfontosabb, úgynevezett vezető érzékleti modalitás. Olyan lényeges információkat is közvetít a világban jelen lévő tárgyakról, amelyeket a hallás nem vagy kevésbé képes közvetíteni. Ilyen a tárgyak színe, mérete, formája, téri helye, mozgása. Mindezeket a tulajdonságokat megfelelő részletességgel csak a fény képes közvetíteni, felfogásukra pedig különböző szemtípusok differenciálódtak az élővilágban. Ezek receptorai végzik az átalakítást (trandsz- dukciót). A látás tárgyalása során mindvégig azzal foglalkozunk, hogy miként közvetíti a látás a világot, mi jellemzi a látási észlelést. Ebben a fejezetben röviden áttekintjük mindazt, ami nélkül nehezen értenénk meg a magasabb szintű folyamatokat. Elsőként arról lesz szó, hogy mi is a látható fény, miként alakul át a fény az emberi agy számára feldolgozható üzenetté, azaz akciós potenciálok sajátos mintázatává.

A fénytől a retináig

A fény

A fény az elektromágneses sugárzás egyik formája. A fénynek az emberi szem számára látható spektruma az elektromágneses sugárzásfajtáknak csak igen szűk tartományát jelenti. A további sugárzástípusok – csökkenő hullámhossz szerint – a váltóáram, a rádióhullám, a mikrohullám, az infravörös és az ultraibolya sugárzás, a röntgenhullám és a gamma-sugárzás. Ezt szemlélteti a 3.1. ábra. A fizikából jól ismerjük, hogy az elektromágneses sugárzás igen gyorsan halad (sebessége 300 000 km/s). Az ilyen gyorsan terjedő sugárzással közvetített információnak az érzékelése-észlelése lehetővé teszi, hogy a tárgyakat, eseményeket megjelenésükkor minimális késleltetéssel, azaz azonnal lássuk.

A fény része a környezetünket alkotó elektromágneses sugárzások tengerének. Ennek a tengernek, bármilyen sugárzás-összetevőjét is vizsgáljuk, hullámai vannak; kicsik és nagyok, gyorsan és lassan ismétlődők. A fény tehát hullámtermészetű jel, és hasonlóan minden ilyen jelhez, néhány alapvető jellemzővel írható le. A hullám magassága az amplitúdó, a másodpercenként érkező hullámok száma a frekvencia. Magasabb frekvencia esetén például egy másodperc alatt jóval több hullám érkezik, mint alacsony frekvenciánál. Több hullám, azaz magasabb frekvencia esetén természetszerűleg a hullámcsúcsok távolsága kisebb lesz, azaz a fény hullámhossza kisebb lesz, mint alacsony frekvenciánál. A fény hullámainak ismétlődésére, eltérően a hanghullámoktól, ahol a frekvencia a konven- cionálisan használt jellemző (lásd A hallás alapvető folyamatai című fejezetben), a hullámhosszt használjuk mutatóként. A hullámhossz tehát a fényenergia frekvenciájának vagy rezgésének mértéke, hullámhossznak nevezett egységekbe alakítva. A hullámhossz nem más, mint annak az útnak a hossza, amelyet a sugárzás egyes hullámok (rezgések) között megtesz. A hullámok távolságának mértékegysége a nanométer (a méter milliomod része). A látható fény tartománya a 400 és a 700 nanométer közé esik.

3.1. ábra. Az elektromágneses sugárzásfajták teljes tartománya, kinagyítva a látható fény szűk hullámhossztartományában a teljes spektrum

A 3.1. ábra, amelyen az elektromágneses sugárzás fajtáit, illetve a látható fény spektrumát tüntettük fel, jól szemlélteti, hogy a látható fény az elektromágneses hullámok tartományának igen kis részét foglalja el. Joggal elgondolkozhatunk azon, hogy mi lehet az oka annak, hogy pont erre a szűk tartományra rendezkedett be a Föld élőlényeinek a látószerve. Feltehetően fizikai és evolúciós okai vannak mindennek. Nem valószínű például, hogy a sokkal szélesebb tartományt alkotó ultraibolya vagy infravörös fény felfogására kialakuló szem jól biztosította volna az élőlények alkalmazkodását a környezethez. Elsősorban azért nem, mert a rövidebb és a hosszabb hullámhosszú energia nem nagyon alkalmas a környezet tárgyainak, eseményeinek közvetítésére. A 400 nanométernél rövidebb hullámhosszú fénnyel az a probléma, hogy a földi légkör molekulái jelentős részben elnyelik, ezért a világ tárgyaihoz el sem jut, és így vissza sem verődhet. A látható fénynél, tehát a 700 nanométernél nagyobb hullámhosszal jellemezhető hullámokkal viszont az a probléma, hogy ezek részben vagy teljesen áthatolnak a tárgyakon, és nem verődnek visz- sza róluk (ilyen az infravörös fény is). Ez egyébként a mikrohullámú készülékek működésének fizikai alapja.

A látható fény egy durván 300 nanométeres tartományt ölel fel. Az ebbe a spektrumba tartozó hullámhosszak együtt alkotják az összetett fényt vagy fehér fényt. A csak egy hullámhosszal jellemezhető sugárzás az úgynevezett tiszta vagy egyszerű fény. Ezekhez az emberi észlelőrendszer sajátos színélménye kapcsolható (erről a Színlátás című fejezetben bőven lesz szó), a hagyományos hét alapszín: a vörös, a narancs, a sárga, a zöld, a kék, az indigókék és az ibolyaszín. Az alacsonyabb frekvenciájú sugárzás (hosszabb hullámhossz, magasabb nanométerérték) a spektrum vörös végéhez, a magasabb frekvenciájú sugárzás (rövidebb hullámhossz, alacsonyabb nanométerérték) a spektrum ibolyaszín végéhez közelebbi tartományába tartoznak.

A szem

Az embrionális fejlődés során a szemek szövettanilag azonos struktúrákból differenciálódnak, mintegy az agy „kinövései”. Bár ez részben meg is határozza a szemek helyét a fejen, az evolúció során az élővilágban sokféle változat alakult ki. A gerinceseknél például elég jó összefüggést lehet felfedezni a szemek elhelyezkedése és az állatfaj életmódja között. Ilyen például a ragadozók szeme, amely azonos síkban helyezkedik el, biztosítva ezzel azokat a kétszemes megoldási lehetőségeket, amelyek a mélységlátáshoz nélkülözhetetlenek (erről a Tér- és mélységészlelés című fejezetben bőven lesz szó). Úgynevezett panorámalátással azonban egyetlen gerinces sem rendelkezik, tehát azt, hogy az alaposan szemügyre veendő tárgyakkal szemben helyezkedjünk el, testünk, fejünk és/ vagy szemünk mozgatásával biztosítjuk. Tudjuk azt is, hogy egyes állatok (pl. a bagoly) alig tudják mozgatni a szemüket, így tekintetük irányításához az egész fejüket mozgatják, míg mások (pl. a seregély) jóval nagyobb szemmozgató repertoárral rendelkeznek, mint az ember.

4.1. táblázat -

SZEMIZMOK

A szem izmai két csoportba sorolhatók. Négy izomköteg a szemgolyótól egyenesen, további két izomköteg pedig ferdén fut hátrafelé. Az egyenes izmok a szemgolyó elülső részéhez közel, eltérő helyen tapadnak. Ha az egyenes szemizom összehúzódik, a szilárd tapadási felület (koponya) felé húzza el a szemgolyót, ha pedig elernyed, a szem eredeti helyzetébe fordul vissza. A középső egyenes szemizom (rectus medialis) az orr közelében tapad, összehúzódásakor az orr felé forgatja el a szemet. Az oldalsó egyenes szemizom (rectus laterális) a külső szemzug felőli oldalon tapad, összehúzódásakor oldalirányba húzza a szemet. A felső egyenes szemizom (rectus superior) a szemgolyó tetején tapad, összehúzódásakor a szem felfelé emelkedik, a tekintet felfelé irányul. Ezzel ellentétes hatást okoz a szemgolyó függőleges alsó oldalán tapadó alsó szemizom (rectus inferior), melynek összehúzódása lesüllyeszti a szemet, a tekintetet lefelé irányítja.

Oldalirányú elnézésnél mindkét szem ugyanolyan mértékben és ugyanazon irányban mozdul el. Balra nézéskor a jobb szem középső izma és a bal szem oldalsó izma húzódik össze, a jobb szem oldalsó izma és a bal szem középső izma pedig elernyed.


Szemizmok és szemmozgásirány

Az ember különösen gyorsan tudja mozgatni a szemét, tekintetét töredék másodperc alatt tudja egyik tárgyról a másikra irányítani. Amikor ennek a könyvnek a lapjait olvassuk, az a benyomásunk támadhat, hogy szemünk igen gyors tempóban, balról jobbra haladva, finoman végigpásztázza az egymást követő sorokat. Mint korábban jeleztük, az önmegfigyelés tévútra vezet. Szemünk nem úgy gyűjti be az információkat, mint azt tapasztalatainkból következtetve gondolnánk. Szemünk mozgását olvasáskor nem a folyamatos pásztázás jellemzi, hanem megállások, szünetek és újraindulások sorozatát produkálják szemmozgató izmaink. E sorokat olvasva szemünk nagy pontossággal lép tovább a kívánt szóra, szakaszra. Ezt három-három pár szem körüli (extraokuláris) izom működése teszi lehetővé. Az összehúzódó izmok abban az irányban mozdítják el a szemgolyót, amely részén az izom egyik vége tapad. Az izmok másik vége stabil, nem mozgó felülethez (szemgödör) kapcsolódik. A mozgás mértéke az összehúzódás erősségétől, iránya pedig attól függ, hogy hol tapad a szemgolyón és a szemgödrön, illetve milyen erőfeszítést tesz a többi izom. a szemmozgást a szemgolyók elmozdulási iránya szerint két csoportba sorolj u k A tekintet összehangolt, azonos irányú elmozdulását összetartozó szemizompárok (lásd az emlékeztető szövegdobozt) feszülése és elernyedése biztosítja, ezt a fajta szemmozgást konjunktív (egyirányú) szemmozgásnak nevezzük.

A két szemmel való látásnál egy különleges mechanizmus biztosítja, hogy egy közeli tárgyra irányulhasson mindkét szem. Bármily furcsa, ehhez a két szemnek ellentétes irányban kell körmozgást végeznie. Ezt a többirányú, egész pontosan ellentétes irányú forgatást nevezzük vergens szemmozgásnak vagy vergenciá- nak. A vergens mozgás során a bal szem jobbra, a jobb szem pedig balra fordul, azaz mindkét szem befelé, az orr irányában mozog. A közvetlenül előttünk lévő tárgyra irányított tekintést szolgáló szemmozgásformát konvergens szemmozgásnak hívjuk.

A szemmozgások dinamikája

A szemmozgások jellegzetes mozgásdinamikájuk szerint is osztályozhatók. Az egyik szem- mozgástípust a nagy sebesség jellemzi, segítségével igen gyorsan képes tekintetünk egyik tárgyról a másikra váltani. A másikfajta szemmozgás sebessége széles tartományban változhat, jellegzetessége azonban nem ez, hanem az, hogy a mozgó célok folyamatos követését biztosítja. E két eltérő dinamikájú szemmozgás eltérő célt szolgál, és részben eltérő agyi feldolgozóhálózat működéséhez köthető. A gyors szemmozgás teszi lehetővé a retina perifériájáról (itt gyenge az éles látás) a foveára (itt jó az éles látás) történő váltást. A periférián megjelenő tárgyra a tekintet igen gyorsan vált, majd a szemmozgás végén a tekintet a tárgyon megállapodik. Az ugrást szakkádnak, a megállást fixádénak nevezzük. A szakkád egyébként a szem állandó jellegzetes mozgása, egész pontosan az egyik ponttól a másikig történő tovamozdulása, például olyankor, amikor valamilyen vizuális eseményt nézünk, valamilyen tárgyat keresünk. A szakkádok a tekintetirány igen gyors változását igénylik. Eközben az egyensúly és a látás mechanizmusaiért felelős, úgynevezett veszti- bulo-okuláris reflexek a fejmozgásból adódóan bekövetkező képeltolódás ellenére is képesek biztosítani, hogy a szemgolyó ideghártyáján (retina) stabil legyen a kép.

A szakkád a vizuális keresés, pásztázás (exploráció) egyik jellegzetes eszköze. Végrehajtása során valójában nincs információfelvétel, azaz „mozgó szemmel nézünk, nyugvó szemmel látunk” (Kardos 1970). Erről megbizonyosodhatunk akkor, ha megpróbáljuk saját szakkádjainkat a tükörben megfigyelni. Hiába mozgatjuk majd szemünket, mozgást nem fogunk látni. Ennek a szakkádikus elnyomásnak nevezett jelenségnek azonban nem önmagában a mozgás az oka. Ezt úgy vizsgálhatjuk, hogy ugyanolyan sebességgel mozgatjuk a tárgyakat, mint amilyen a szemmozgás sebessége a szakkád alatt. Azt fogjuk tapasztalni, hogy sem az alacsony kontrasztú, lassan mozgó tárgyakat, sem a kicsiny tárgyakat, függetlenül a kontrasztjuktól, nem látjuk. Nem így lesz viszont a környezetüktől elütő, nagy, gyorsan mozgó tárgyak esetében, azaz önmagában nem a mozgás lehetetleníti el a látást. Mai ismereteink szerint a szakkádikus elnyomás amiatt jön létre, mert a vizuális rendszernek nincs pontos információja a szem helyzetéről, „nem tudja”, hogy hova irányul a tekintet. Tudjuk, hogy a látórendszernek, különösen pedig az agynak bonyolult számításokat kell elvégeznie ahhoz, hogy a szemek mozgása közben is megőrizze a környezetről szerzett információkat, és a fixációk során begyűjtött töredékeket egész képpé rakja össze.

4.2. táblázat -

OLVASÁS ES SZEMMOZGAS

Az olvasás során a szakkádok indulása és vége közötti távolság átlagosan 6-8 betű, ennek ideje átlagosan 20 ezredmásodperc (milliszekundum = ms). Egy adott szakkád alatt alig vagy egyáltalán nem vesz fel a szem információt, szakkádikus elnyomás történik (Matin 1974). Valójában feldolgozórendszerünk nem sokra menne a szemmozgások rendkívüli sebessége miatt elkent, homályos látási információval. Arra vonatkozóan azonban, hogy a szakkádikus elnyomás alatt a kognitív folyamatok elnyomása is történik-e, ellentmondó adatok vannak. Az ellentmondás eredete a kísérleti helyzetek különbségében, .-jilletve a szemmozgás vizsgálatára használt helyzet ökológiai érvényességében keresendő. A szemmozgás vizsgálatok eredményei alapján azonban igen korán felmerült, hogy a fixációk és szakkádok jellegzetes mintázatát az is meghatározza, hogy milyen előzetes elvárás alapján nézünk valamit.

Yarbus (1967) klasszikus kísérletében a kísérleti személyeknek ugyanarról a festményről, az orosz Ilja Repin Váratlan látogató című művéről készült képet mutatott. A három csoportnak vagy a szereplők ruhájára, vagy a szereplők és tárgyak helyére kellett emlékeznie, vagy azt kellett megbecsülnie, hogy mennyi ideig lehetett távol a látogató. Yarbus azt találta, hogy a szemmozgások és fixációk a feladat szerint eltértek (bővebben lásd Csépe 2006). Valószínű tehát, hogy a kognitív elnyomás eltér aszerint, hogy mit figyelünk, illetve hogy tárgy- vagy témakeresés zajlik-e, vagy pedig „csak” olvasunk. Persze a szakkádok nem egyformák. Méretük (a mozgás nagysága szerint) és idejük (a mozgás sebessége szerint) is más. Szokásos elrendezésű szövegeknél a szakkádok vizuális szöge igen kicsi, mindössze 0,5-1,5 fok, képek esetében ennél jóval több. A laboratóriumi kísérlet tehát sokszor olyan változókat visz a folyamatba, amelyeket az értelmezésnél mindenképpen figyelembe kell vennünk.

Az olvasás lényegének megközelítése csak az infravörös fényt alkalmazó szemmozgásvizsgálókkal vált pontossá, megbízhatóvá. A kutatók azonban már akkor vizsgálták, hogy mi történik a szakkádok alatt, amikor ezek az eszközök még nem álltak rendelkezésre. Marton és munkatársai (1984) a szak- kádok alatti információfeldolgozást egy igen ötletes eljárással tanulmányozták. A szakkádhoz szinkronizálták átlagoláskor az agyi választ. Azt találták, hogy a szakkád indulásakor az inger jelzett vagy becsült helye szerint változtak a szakkádhoz kötött agyi potenciálok. Ezeket a szerzők lambda-válasznak nevezték. Az eredmények meglepőek voltak, ugyanis a lambda-válasz késői szakasza ugyanúgy tükrözte az információ feldolgozását, mint a vizuális ingerhez kötött agyi válaszok (ezekről az 1. fejezetben volt már szó). A lambda késői pozitív hulláma eltért aszerint, hogy ismert vagy csak becsült volt-e a szakkád végállomásának, a célingernek a helye.

A fixációk és a szakkádok időtartama erősen függ az olvasott szöveg természetétől is. Előfordul, hogy a szöveg egy adott részén fixációk egész sora jelenik meg, tekintési letapadás jön létre. Az úgynevezett tekintési idő ezeknek a fixációs időknek az összege. Az olvasást tehát a fixációk, a szakkádok és a tekintési letapadások sajátos mintázata kíséri. Ha az olvasott szöveghez a szemmozgás-regisztráló segítségével hozzárendeljük ezek idejét, érdekes törvényszerűségekre figyelhetünk fel. Például arra, hogy vannak olyan szavak, amelyeket az olvasó kétszer is fixál, míg másokat egyszer sem. Egyes szavakon – ezek többnyire tartalmas szavak (pl. asztal, fut, sárga) – hosszan időzik a tekintet, míg másokon csak röviden vagy egyáltalán nem. Az utóbbiak általában funkciószavak (pl. és, hogy, az). Az olvasási időkből készült statisztikák szerint (Rayner 1999) a tartalmas szavaknak általában 80 százalékára van fixációnk, míg ugyanez az arány a funkciószavaknál 40 százalék. Ezenkívül minél ritkább egy szó írott alakjának előfordulása (ezt a nyelvészeti kutatásokban az adott nyelvre készült gyakorisági szótárak tartalmazzák), annál hosszabb a fixációs idő. Általában az olvasott szöveg szavainak mintegy 65 százalékán állapodik meg hosszabb-rövidebb időre a tekintetünk. Ennek az aránynak az alakulását alapvetően két faktor befolyásolja: a szöveg tartalma és az olvasó egyéni jellemzői. Jó, ha tudjuk, hogy a szavak azonosításának nem szükségszerű feltétele a fixáció.

Kihagyott szavak

Miért hagy ki az olvasó egyes szavakat? Ennek sok összetevője van. Az egyik, hogy egy adott szöveg olvasásakor mennyire várható, hogy milyen szó következik. Minél kevesebb a kontextus alapján lehetséges alternatívák száma, annál nagyobb a valószínűsége, hogy nem áll meg tekintetünk az adott szón, nincs fixáció. A fixáció elmaradását a szavak gyakorisága is befolyásolja. A gyakori szavaknál sokkal inkább várható, hogy nincs fixáció, mint a ritka szavaknál. Azok közül a tényezők közül pedig, amelyek meghatározzák, hogy elmarad-e a fixáció, az egyik legerősebb a szavak hossza (Brysbaert-Vitu 1998). A rövid szavakon (vaj, kés, hal) sokkal gyakrabban átsiklik a tekintet, mint a hosszabbakon, például a hat szótagig egybeírt összetett szavakon (halászháló, madáretető).

Regresszív szakkádok

A fixáció-szakkád-letapadás mintázatokat közelebbről szemügyre véve azt is észrevehetjük, hogy vannak a mondatnak, a szövegnek olyan részei, amelyeknél a szem visszatér a megelőző szavakra, és ismét fixálja azokat. Ezek azok az úgynevezett regresszív szakkádok, amelyek az összes szakkádnak mintegy a 10-15 százalékát teszik ki. A regresszív szakkádok többnyire akkor jelennek meg, amikor az olvasó szemmozgásával túlságosan is „előreszaladt”, egy adott szón hamarabb túllépett, mint ami annak felismeréséhez vagy éppen a mondatba illesztéséhez szükséges. Ez azt jelenti, hogy vissza kell lépni.

A regresszív szakkádok akár szavakon belül is megjelenhetnek (Rayner 1998), és persze legárulkodóbb jelei az olvasási készségek fejlettségének. A jól olvasók regresszív szakkádjai pontosak, oda térnek vissza, ahol a felismerési probléma nehezíti a szövegértést. A diszlexiásoknak sokkal több visszatérésre van szükségük, több lépésben tudnak csak a kritikus szóhoz visszatérni. A gyengén olvasók bizonytalan szakkádregressziói azt sugallhatják, hogy a diszlexia oka a szemmozgások alacsony hatékonysága. Az olvasáskutatók egy része valóban évtizedeken át meg volt erről győződve. Ennek egyenes következménye volt, hogy számtalan szemmozgástréning született, mégpedig annak reményében, hogy segítségével az olvasási teljesítmény javulni fog. Sajnos számos kutatás azt mutatta, hogy a szemmozgási mintázat anomáliái csupán tünetei, és csak ritkán okai a gyenge olvasásnak.


Valójában a szem soha nincs teljes nyugalomban. Azokat az apró mozgásokat, amelyeket valakinek a szemébe nézve nem láthatunk, de érzékeny eszközökkel mérhetünk, mik- roszakkádoknak nevezzük. A mikroszakkádok ugyancsak fontos szerepet töltenek be a látási folyamatokban. A mikroszakkádok kiiktatásakor (a retinakép elmozdulását megakadályozó optikai készülékkel) a tárgyak elhalványulnak, sőt akár teljesen el is tűnnek. A mikroszakkádok a retinakép frissítését szolgálják.

Mint fentebb már említettük, a mozgásdinamikát tekintve látórendszerünket egy másik szemmozgásfajta is szolgálja. A követő szemmozgások folyamatosak, nem ballisztikusak, mint a szakkád, azaz a mozgás sebessége és iránya állandóan változik, módosul. A követő szemmozgás a mozgó tárgyak észlelésében igen fontos szerepet játszik, mivel pontatlan követéskor a kép elmosódott lesz. Ezekkel a jelenségekkel bővebben foglalkozik majd a Mozgásészlelés című fejezet.

4.3. táblázat -

A SZEM FELEPITESE

A szem szerkezetével foglalkozó leírások gyakran használják a fényképezőgép-analógiát. Nem véletlen, hiszen mindkettő arra szolgál, hogy a látható világról valósághű képet készítsen. Ne tévesszen azonban meg bennünket mindez, hiszen ennek is, mint minden analógiának, korlátai vannak.

Az emberi szem három koncentrikus rétegből áll, ezek kinézete, szerkezete és elsődleges funkciója is más. A legkülső rétegtől befelé haladva követi egymást az ínhártya, az érhártya és a retina. Ábránkon jól látható ez a háromrétegű elrendezés. Azt is jól láthatjuk, hogy a szem két üregre osztható: egy kisebb elülső és egy nagyobb hátulsó, üvegszerű kamrára. A szem alapszerkezetét a három koncentrikus réteg, a két kamra, a szivárványhártya, a pupilla és a lencse alkotja.

Az ínhártya és a szaruhártya

Az ínhártya a szem legkülső rostos rétege, kemény és sűrű anyagból ál. Latin neve, a sclera (kemény) is erre utal. A sűrűn kapcsolódó, összefonódott rostok az ínhártya felszínével párhuzamosan futnak, ezek adják a keménységet. Ha az ínhártya nem lenne elég kemény, nem lennének tarthatók a szemgolyó belsejének a légköri nyomás kétszeresét kitevő nyomásviszonyai. Az ínhártya merevsége azt is biztosítja, hogy ne deformálódhasson a szemgolyó, ez ugyanis rontaná a látvány minőségét.

Az ínhártyának a szemüregből kifelé „tekintő” külső rétege áttetsző. Ezen a részen a felület kicsit ki is emelkedik, ez a szaruhártya vagy cornea. A szaruhártya azért átlátszó, mert rostjai szabályosabb formába rendeződnek, és nincs saját vérellátása (a szaruhártyát az elülső kamra folyadéka táplálja).

Az érhártya

Az érhártya (choroidea) a szemgolyó falának közelében halad, kivételt a szemgolyó elülső területe jelent csak. Ez a 0,2 mm vékonyságú hártya nagyobbrészt erőteljesen pigmentált szivacsos struktúrából áll, vérerek, hajszálerek szövik át. A hajszálerek táplálják az ideghártyát (retina). Az érhártya erős pig- mentációja miatt elnyeli a többletfényt, megakadályozva ezzel a fény random szóródását a szemgolyóban. Egy ilyen random szóródás csökkentené a szemben formálódó képek élességét.

A kamrák

Elülso szemkamra. A szem elülső részén az érhártya nem illeszkedik pontosan az ínhártyához, hanem hosszú, elnyúló szerkezetet hoz létre, ez a sugártest. Az érhártya által produkált vízszerű folyadék, a csarnokvíz tölti ki az elülső szemkamrát. Ez a szaruhártya mögött és a lencse előtt helyezkedik el. A csarnokvíz hasonló funkciót tölt be, mint a test más részein a vér. A csarnokvíznek ezenkívül fontos szerepe van abban, hogy az elülső kamrát kitöltve fenntartsa a szemgolyó alakját.

Üvegtest. Az üvegtest a szem teljes térfogatának közel kétharmadát teszi ki. Elölről a lencse, oldalról és hátulról pedig a retina határolja. Ezt a kamrát is áttetsző, viszkózus (hasonló a tojásfehérjéhez) folyadék, a csarnokvíz tölti ki. A sugártest folyadékával ellentétben az üvegtest csarnokvize nem újul meg folyamatosan, így apró, általában ártalmatlan, úszó darabkák jelenhetnek meg benne. Az úszó darabok gyakori jelenléte látást veszélyeztető állapot jele, kezelésre szorul.

Szivárványhártya

A szivárványhártya kör alakú, pigmentált szövetdarab, ez adja szemünk jellegzetes színét. A szivárványhártya a színek sokfélesége miatt kapta az írisz (görögül szivárványt jelent) nevet. Két rétegét a pigmentált külső és a vérereket tartalmazó belső réteg alkotja. A belső réteg színe csak akkor látszik, ha a külső réteg pigmentációja gyenge (pl. albínók).

Pupilla

A szivárványhártya közepén egy kör alakú, fekete terület látható, ez a pupilla. Talán a feketeség és kicsiség, jól formáltság miatt használjuk a magyarban az igen szemléletes „szembogár” kifejezést. Valójában a pupilla két izomcsoport közötti kerek rés vagy nyílás. A belső, körkörös izomköteg és az innen sugarasan futó izmok összehúzódása szabályozza a pupilla nagyságát. A pupilla a körkörös izmok összehúzódásakor kisebb lesz, szűkül, a sugárizmok összehúzódásakor nagyobb lesz, kitágul. A pupilla mérete befolyásolja, hogy mennyi fény éri a retinát. A pupilla méretét befolyásoló tényezők közé tartozik a fényszint, valamint az autonóm idegrendszer válaszát kiváltó tényezők (izgatottság, félelem, szexuális érdeklődés, különböző érzelmi állapotok).

Lencse

A szemlencse a szivárványhártya mögött helyezkedik el. Nevét alakjáról kapta, mérete hasonló egy átlagos tablettáéhoz (kb. 9 mm átmérőjű és 4 mm vastag). A lencse része a fedő vagy tok, a tok belsejében elhelyezkedő hámréteg és maga a lencse. A lencsét körülölelő rugalmas tok a csarnokfolyadék áramlásának szabályozásával a lencse átlátszóságát, rugalmasságával pedig a lencse laposságának változtatását, azaz a lencse optikai erejét biztosítja. A lencsét jelentős mértékben kitevő fehérjeszálak (proteinszálak) párhuzamos haladása biztosítja a lencse fényáteresztő képességét. A proteinszálak csoportosulását zavaró tényezők az áttetszőség csökkenéséhez vezetnek.

A szem anatómiája


3.2. ábra. A retina, amelyben kétféle receptor található (csapok és pálcikák). A pálcikák lehetővé teszik, hogy akár rossz megvilágításban is jól lássunk, a színélményt adó hullámhosszakra azonban nem érzékenyek. A csapok (tölcsér formájú képletek) kevésbé fényérzékenyek, a színeket adó hullámhosz- szakra viszont tipikus érzékenységet mutatnak

A retina

Ahhoz, hogy lássunk, a szemünkbe jutó fényt az agy számára feldolgozható bioelektromos jellé kell átalakítani. Ezt az átalakítást a szem (szerkezetét emlékeztetőként A szem felépítése című szövegdobozban mutatjuk be), ezen belül pedig az ideghártya vagy retina végzi.

A retina (recehártya) a szem legbelső, igen vékony, hálószerű rétege, nevét is innen kapta. A rete latin szó, azt jelenti háló, valószínű, hogy a magyar recehártya kifejezés is ebből a szótőből alakult ki. A transzdukció szempontjából a retina legfontosabb elemei a fotereceptorok. Ezeknek az a feladata, hogy a fényenergiát idegi jelekké alakítsák át. Ezek az idegi jelek továbbítódnak majd egy eltérő sejtekből, az úgynevezett gyűjtősejtekből álló hálózatba. Maguk a gyűjtősejtek három, eltérő tulajdonságokkal jellemezhető ideg- sejtcsoportot alkotnak. Ezek a bipoláris sejtek, az amakrin sejtek és a horizontális sejtek (ezekről a következő fejezetekben többször szó lesz még). A 3.2. ábra a retina szerkezetét mutatja be. Nyilak jelölik a beérkező fény irányát. Az ábrán jól látható, hogy a fény, mielőtt a fotoreceptorokat elérné, áthalad a gyűjtősejtek és a retinális ganglionsejtek (ezekkel a fejezet második részében foglalkozunk) hálózatán.

Mint korábban már szó volt róla, a retina ugyanabból a szövetből származik, mint az agy. Mielőtt a finomabb szerkezet tárgyalására rátérnénk, röviden foglalkoznunk kell a durvább szerkezettel. A retinán jól elkülönül egy kicsiny terület, az úgynevezett sárgafolt vagy macula. A retinának ez a része felelős az éles látásért, a látott tárgy képe a sárgafolt közepén a legélesebb. Ott, ahol a gyűjtősejtek idegrostjai elhagyják a retinát az agy felé, nem látunk. A terület a nevét is innen kapta: vakfolt.

Térjünk vissza a 3.2. ábrához! Mint már említettük, a fotoreceptorok a retina leghátsó rétegében található specializált idegsejtek. A retina a sárgafolt közepén elvékonyodik (innen a görög eredetű fovea név, jelentése gödör, mélyedés), ez minimalizálja azt a fényelnyelődést, amely amiatt következik be, hogy a fénynek más rétegeken kell áthaladnia ahhoz, hogy elérje a fotoreceptorokat.

A fotoreceptorok

Szemünk recehártyája (retinája) kétféle fotoreceptorból, pálcikákból és csapokból áll. Az emberi retinában mintegy 120 millió pálcika és 8 millió csap található. A fotorecepto- rok nevüket alakjukról kapták. A csap alapja szélesebb, csúcsa elkeskenyedik, mint egy tölcsér (angol neve, a cone = tölcsér egyébként jobban asszociálható a fotoreceptor tényleges alakjával, mint a magyar csap kifejezés). A pálcika viszont valóban pálcika alakú, oldala egyenes, vége tompa, olyan, mint egy miniatűr sóspálcika. A kétféle receptor eltérő funkciót tölt be a látásban. A fény – elérve a fotoreceptorokat – az azok belsejében található fényérzékeny molekulákkal lép kapcsolatba. Ezek a fotopigmentnek nevezett molekulák két összetevőből állnak, egy nagyobb fehérjéből (opszin) és egy A-vitaminból származó kisebből (retinal). A két összetevő stabil molekulát alkot, amely a fény hatására megváltoztatja alakját (izomerizál), ezáltal energiát szabadít fel. Ez a folyamat a fotoreceptorok elektromos állapotának megváltozását eredményezi. A fotoreceptorok elektromos állapotváltozása megváltoztatja az általuk kibocsátott átvivőanyagok (transzmitterek) meny- nyiségét, ez pedig kapcsolatban van az izomerizációk számával. A kémiai anyag koncentrációváltozása a fotoreceptorra vetülő fény mennyiségétől függ.

A receptorok nem csupán a fény mennyiségére, hanem a fény hullámhosszára is érzékenyek. A receptorok jól jellemezhetők azzal a hullámhosszal, amelyre a legérzékenyebbek. A pálcikák például az 500 nanométeres (ezt az emberi szem kékeszöldnek látja) hullámhosszra adnak kitüntetett választ, a rövidebb és hosszabb hullámhossz már gyengébb választ eredményez. A csapok érzékenysége viszont nagyobb tartományban változik, a pontos hullámhossz a csap típusától függ. A csapoknak három különböző osztálya van: a rövid (kb. 440 nm), a közepes (kb. 530 nm) és a hosszú (kb. 560 nm) hullámhosszra érzékenyek. A csapoknak ez az érzékenysége a színlátás szempontjából igen fontos lesz, erről bővebben a Színlátás című fejezetben lesz majd szó.

A pálcikák és a csapok nem csupán kinézetük és hullámhossz-érzékenységük szerint különböznek, hanem a retinán való területi elhelyezkedésük is más. A sárgafolt közepén csak csapok találhatók, pálcikák nem, a sárgafolttól távolabb viszont jóval több a pálcika, csapok csak elszórtan vannak jelen. Az ember sárgafoltjának közepén a csapok olyan sűrűn helyezkednek el, hogy egy egy négyzetmilliméteres területen 150 ezer található. A sárgafolt közepétől távolodva a pálcikák száma jelentősen nő, a retinán az orr felé valamivel több, mint fél centiméterre körülbelül ugyanolyan a pálcikák sűrűsége, mint a csapoké a sárgafolt közepén. A későbbi fejezetekben rengeteg olyan példával találkozunk majd, amelyek minden bizonnyal meggyőznek arról, hogy a retina eltérő területeinek a látásban betöltött szerepe más, és ezt jól szolgálják a pálcikák és a csapok eltérő sűrűségű megjelenésével jellemezhető területek.

A retináról az agy felé továbbított kép minősége erősen változik aszerint, hogy milyen a fotoreceptorok eloszlása az adott területen. Ahol kevesebb a receptor, ott a kép téri részletei kevésbé jók, sőt egyes részletek akár hiányozhatnak is. Az észlelést viszont az szolgálná jól, ha a fotoreceptorok válasza ezeket valamiképp mégis megragadná. Ez akkor teljesül, ha a mintázat minden elemének van egy receptorválasz megfelelője. Ez a retinában valóban így is történik, azonban maga a feldolgozás felső korlátos. Ez azt jelenti, hogy adott mintázatsűrűséget a receptorok már nem képesek hűen visszaadni. Ezt a fotorecep- torok illeszkedési rendszere tudja áthidalni. Az éles látás területén a fotoreceptorok sűrűn és majdnem állandó távolságra vannak egymástól, rendezetten kapcsolódnak. Innen távolodva a szomszédos receptorsejtek távolsága nő, és rendezettségük is kisebb. A foveán ezért a receptorelrendezés a legapróbb részleteket is képes visszaadni, míg ettől távolodva a receptorok durvább mintázatok megragadására képesek. A finomabb mintázatból itt kevésbé jó felbontású, durva mintázat készül, ezt nevezzük másításnak. Az emberi szem fotoreceptoraiból kirajzolódó foltminta vagy mozaik általában jól illeszkedik környezetünk felbontási részleteihez, így másítást általában nem tapasztalunk. Tudjuk tehát, hogy látásunk a fotoreceptorok jellegzetességeit tükrözi. A fejezet második része azt is megmutatja, hogy a retina más összetevői miként határozzák meg, hogy mit látunk.

A retinális kép

A tárgyakról a retináig eljutó kép nem más, mint egyfajta fényeloszlás. Ezt a fényeloszlást szokás retinális képnek nevezni. Bár a retina számára fontos lehet a természetes vagy mesterséges fény, a környezet-észlelés megfeleltetési folyamatban a legfontosabb a tárgyakról és felületükről visszaverődő fény. A fizikában jól ismert, hogy a tárgyak felszíne a fény egy részét elnyeli, a többit pedig visszaveri. Azokat a tárgyakat, amelyek a fény jelentős részét visszaverik, világosnak, azokat pedig, amelyek a fény nagyobb részét elnyelik, sötétnek látjuk. Egy fehér papírlap például a fénynek mintegy négyötödét visszaveri. Egyes felületek a visszaverődés szempontjából nem egyformák, ezért világosság-sötétség mintázatuk jellegzetes fénymintázattal rendelkezik. A visszaverődő fény ezért a felület anyagáról is közvetít információt. Mindez akkor valósul persze meg, ha a fény elég intenzív ahhoz, hogy a szem fénytörő szerkezetein áthatoljon, és eljusson a retináig. Végül és nem utolsósorban a retinára eső fénymintázatnak meg kell tartania annak a tárgynak a téri szerkezetét, amelyről visszaverődött. Ha ez teljesül, a tárgy két szomszédos pontjáról származó fény a retina szomszédos területeire esik. A tárgyak pontjainak téri elrendezését megőrző retinális fényeloszlást nevezzük képnek.

A retinán formálódó képek élessége a szaruhártya és a szemlencse optikai hatékonyságától függ. A szemlencsének úgy kell a fényeloszlást fókuszálnia, hogy az pontosan a retinán legyen. A szemlencse a közeli és távoli tárgyakra tekintéskor változtatja, optimalizálja alakját, változtatja optikai hatékonyságát. Ezt akkomodációnak nevezzük.

A szemlencse, hasonlóan más domború felületű (konvex) lencsékhez, összegyűjti, adott pontra fókuszálja a fényt. Az a távolság, amelyre a lencse a fényt fókuszálja, a lencse domborulatától és a lencsén áthaladó fény induló széttartásától függ. A lencsének megfelelő hosszúságúnak, optimális domborulatúnak kell lennie ahhoz, hogy a kép mindig a retinán keletkezzen, azaz a retinális kép éles legyen. A normál látású szem ilyen (emmetropikus). A normálnál hosszabb, így kevésbé konvex lencse esetében a kép a retina mögött keletkezne, a retinán tehát a fény még mindig széttartó, nem fókuszált. Az ilyen szem távollátó (hiperópiás), a távoli tárgyakat tudja a legjobban fókuszálni. A távollátók korrekció (konvex szemüveg) nélkül gyakran akkomodációval enyhítik problémájukat, az akkomo- dáció ugyanis konvexebbé teszi a lencséket. Rövidebb, ennélfogva konvexebb szemlencse esetében a kép a retina előtt alakul ki, így a retinát érő fény már ismét széttartó, a kép pedig nem éles. Ilyen a rövidlátó (miópiás) szem, amely a közeli tárgyakat képes a legjobban fókuszálni. Ez csak úgy enyhíthető, ha a tárgyat közelebbről nézzük, az akkomodáció itt nem segít. A rövidlátás konkáv lencsével (amely széttartóvá teszi a fényt) korrigálható.