Mis on nägemine? (0)

NÄ GEMINE - Tähtsaim mittekontakne meel.
Nägemist stimuleerib valgus. Objektid kas kiirgavad,peegeldavad või neelavad valgust.
• Valgust saab iseloomustada:
-lainepikkusega (nähtava valguse spekter on 360-760 nm).
-intensiivsusega (vrdl amplituud ; kiirgusenergia hulk ajas).
NB! Värvilist valgust pole olemas! - see mida me värvidena näeme, on erinevate lainepikkuste nähtav kiirgus ( peegeldus ), st ilma vaatlejata pole ka värvi!(nt kui räägitakse ‘sinisest valgusest’, siis tähendab see, et räägitakse valguse neist lainepikkustest, mis tekitavad ‘sinise’ aistingu,st nähtava spektri lühemad lainepikkused).
Elektromagnetiliste lainete nähtav spekter (360-760 nm) :
Silm:
Silmas on mitmed abistruktuurid, näit. lääts ( lens ) ja vikerkest e. iiris , mis tagavad sobiva proksimaalse stiimuli, s.t. võrkkestakujutise (retinal image ) tekke.
Ühe silma nägemisväli umb 150, ja kahel kokku 200 kraadi,kõrgus 135 kraadi. (NB! Proksimaalne stiimul e.reetinakujutis on ümberpööratud!)
• Kui valgus on jõudnud võrkkestale e. reetinale, siis transformeeritakse ta vastavate retseptorrrakkude –kepprakkude (rods), umb. 120 milj., ja koonusrakkude (cones),umb. 6 milj.vahendusel närviimpulssideks.
Retseptorid annavad erutuse bipolaarsetele rakkudele,ja need omakorda ganglionrakkudele
Nägemisnärv (n. opticus) ühendab umb 1 miljon ganglionrakkude aksonit ,algab võrkkesta piirkonnast , mida nimetatakse pimetähniks.
Fotoretseptorite paiknemine reetinal:kepprakud perifeerses osas,koonusrakud tsentris .Nägemisteravus on suurimvõrkkesta osas, mida nimet. fovea (koonusrakkudetihedus suurim).Rakukihtide lateraalne paiknemine fovea suhtes(et nähtavus oleks parim):
Ganglionrakud erinevad ka kuju ja funktsioonidepoolest: parvo- ja magno-ganglionrakud.P Cells M Cells
• Suured magno- rakud paiknevad rohkem reetina perifeerias, nendes erutuse leviku kiirus suurem, impulss kiire ja taastuvad kiiremini,- funktsioon: liikumise, sügavuse, ajalise suhte avastamine.
• Parvo-rakkudel väiksem retseptiivväli ja erutuse kiirus; püsiv erutus ;- funktsioon: detailne vormianalüüs,värvinägemine, ruumisuhted .
Juhteteed:
Võrkkesta erutusmuster muundatakse elektrilisteks signaalideks ja kantakse edasi ajju edasiseks töötluseks
Kokkuvõttes: nägemisvälja stimulatsioon projitseerub topograafiliselt primaatidel umb. 20-sse erinevasse ajupiirkonda; 40 % ajukoorest tegeleb nägemisega.
Järgmine üldine jaotus on …
…‘MIS’ ja _’KUS’ süsteemid (WHAT-WHERE) ajukoores:
• ‘KUS’-süsteemi ehk Tekto-pulvinaarse süsteemi funktsioon:objektide ruumiline lokalisatsioon;silmaliigutuste juhtimine;suurte vormide tajumine ;sügavustaju ( tertsiaarsed alad kiirusagaras, BA 7. jt).
• ‘MIS’-süsteemi ehk Genikulo-striaarse süsteemi funktsioon tajus :objektide vormi peenanalüüs, värv(tertsiaarsed alad oimusagaras, BA 20.-22. jt)
Nägemisteravus:
• Projektsioon reetinal peab olema selge – seda omadust nimetatakse nägemisteravuseks.
• Silmaläätse kohanemist objekti kaugusega nim. akommodatsiooniks, see on sisuliselt fookuskauguse muutus, saavutatakse läätse kuju muutmisega kas kumeramaks või lamedamaks.
• Lähifookuspunkt umb 25 cm kaugusel silmast(s.o.nooremas keskeas inimestel; noorematel lähemal;50-a umb 40 cm, 60-a aga umb 1 m kaugusel).
• Häired: läätse kuju muutmisest ei piisa kujutise teravaks muutmiseks – põhjuseks võib olla nt läätse elastsuse kadumine; sarvkesta kuju muutused; silmamuna anatoomia eripära... (Ka imikul ei ole lääts veel piisavalt elastne.)
• Levinumad olukorrad: hüpermetroopia, müoopia.
Kahese nägemise teooria ( duplex theory of vision ) kohaselt on kepprakkudel ja koonusrakkudel erinev funktsioon: -kepprakud on tegevad madalatel valguse intensiivsustel ja tekitavad värvitu aistingu -koonusrakud toimivad suurematel valguse intensiivsustel ja vastutavad värvide tajumise eest.Teooriat tõendavad spektraalse tundlikkuse kõverad
•Kokkuvõttes: inimsilma tundlikkus kogu spektri ulatuses pole ühesugune: maksimaalne on see ‘türkiis-rohe- kollases ’ osas (500-600 nm vahel)
• Purkinje (Purkynĕ) nihe - erinevate lainepikkuste (värvide) näiva heleduse muutumine juhul, kui valguse intensiivsus muutub:
• Valguse muundamine närviimpulssideks algab fotokeemilise protsessiga, mille käigus lagundatakse erinevaid nägemispigmente fotoretseptorites, mis siis hiljem uuesti sünteesitakse. Rodopsiin (orgaanil. Molekul retinaal + valk opsiin) on pigment , mis sisaldub kepprakkudes.
• Koonusrakkudes on 3 erinevat pigmenti, mille keemiline koostis pole päris üheselt selge.
Interaktsioonid nägemissüsteemis:
• Nägemissüsteemi osad on pidevas vastastikuses toimes.
• Interaktsioon ajas - nt. mitut liiki adaptatsiooninähtused ( kohanemine erinevate valguse- ja vaatlustingimustega).
• Visuaalne adaptatsioon on tavaliselt seostatav ka silmaliigutustega, kuid nt stabiliseeritud kujutiste protseduuri puhul on see protsess häiritud!
• Ökoloogiline sisu > tagab uute stiimulite kergema avastamise ja ei koorma närvisüsteemi.
• Interaktsioon võib olla ka ruumiline – reetina naaberpiirkondade vahel. Selline on näiteks heleduskontrast KATSE mille puhul erinevate heledustega alade kokkupuutekohas näivad heledused kontrastsematena
Machi ribade heledusjaotus:Heleduskontrasti aluseks on füsioloogiline mehhanism , mida nimet. lateraalseks pidurduseks (retseptiivväljade uuringutes leitud, et naaberväljad reetinal mõjutavad üksteist; saates ühelt rakult erutuse ajju, saadetakse impulss ka naaberrakule, millele ta mõjub pidurdavalt (horisontaal- ja amakriinrakkude kaudu!)
See mehhanism tagabki vormitaju, kuna võimaldab tajuda kontuure!
Visuaalsete kontuurid ja tunnuste detektorid:
…väga olulised vormide äratundmisel. Kontuurid avastatakse vastavate detektorite (feature detectors) abil, mis paiknevad nii võrkkestas (ganglionrakud) kui ajus (on nt.servade, orientatsiooni, vormide, liikumise detektorid).
Ganglionrakkude retseptiivväljad:ganglionraku retseptiivvälja määrab reetina piirkond,millele langev valgus erutab antud rakku;
....tüüpiliselt on ganglionrakkude retseptiivväljadel 2 tsooni: on- center cells ja off-center-cells. /vt (ON-center rets .väli (‘+’ on tsentris) annab vastuse kui stimuleerida,ümbrus annab pärssiva vastuse (st kui viimases valgus ilmub,siis ei
reag.seesama ganglionrakk, kuid kui kustub siis reageerib;OFF-center rets.väljadel (‘-’ on tsentris) on kõik vastupidi !)
Madalama taseme retseptiivväljadest luuakse sisendid kõrgema taseme retseptiivväljadele, lihtsamad kombineeritakse keerulisemateks retseptiivväljadeks (liht-, kompleks , hüperkompleksrakud)– hierarhiline ülesehitus ( kusjuures toimib ka tagasiside).
Aju primaarses näg.piirkonna V1 (ehk BA17) liht-, kompleks-, ja hüperkompleksrakud reageerivad väga spetsiifilistele kontuuride üksikomadustele ( servad , nurgad, orientatsioon ,
kontuuri lõpp, liikumine jne)
• Selliste detektorrakkude selektiivne adaptatsioon võib seletada teatud muutusi tajus, mis leiavad aset pärast pika aja jooksul teatud kindlat tüüpi stiimuli jälgimist; nagu näiteks liikumise järelefekt.
[Sarnaselt adaptatsioonile, mis tekitab vastandvärvuste taju, võib tekkida peale liikumise lõppemist ka vastassuunalise liikumise taju - seni pärsitud olnud vastassuuna edetektor erutub nüüd rohkem.]
• Detektorid võivad analüüsida väga keerukaid omadusi, nt spetsiifilise nägude äratundmise häire –prosopagnoosia- puhul.
Värvinägemine:
• Nägemisaistingute kvalitatiivne iseloom > erinevate värvide tajumine.
• Tajutud värv on objektidelt peegeldunud valguse neuraalne representatsioon (‘värv on ajus’).
• Inimene eristab max umbes 2 miljonit erinevat värvi! Milleks on värvitaju vaja?? Objektide ja tausta eraldamiseks, Objektide omaduste hindamiseks ja äratundmiseks, Signaalsüsteemides, Värvikodeerimiseks.
• Värvi iseloomustab 3 dimensiooni:
1) värvitoon (hue) /200/ – valguse lainepikkuse omadus; kromaatiline;
2) heledus (brightness) /500/ - muutub kiirguse hulgaga ; kui palju valgust näib pinnalt peegelduvat; võib iseloomustada nii akromaatilisi kui kromaatilisi värvusi; mõned värvitoonid ongi heledamad kui teised..;
3) küllastatus ( saturation ) /20/ - värvi puhtus (mida vähem akromaatilist on segatud värvile, seda küllastatum, nt punane on küllastatum kui roosa .
• Esimese 7-st spektrivärvist koosneva värviringi koostas 1673.a I. Newton .
• Maksimaalne küllastatus on erinevatel toonidel erinev
• Värvide nüüdisaegse määratlussüsteemi töötas välja a-tel 1862 -67 H.von Helmholtz .
• Esimese värviatlase, st kehade pinnavärvinäidiste süsteemse kogu avaldas
1915.a ameerika maaliõpetaja A. Munsell (2500 värvinäidist).
Värvitaju uurimisel kasutatakse nn värviruumi mõistet (matemaatiliselt defineeritud koordinaatide süsteem, nim ka värvsusdiagrammiks või värvsuskolmnurgaks)
• Põhivärvide rahvusvaheline standard (CIE 1931 ) lubab kõiki värve kirjeldada kolme põhivärvi kaalutud summana (tegelikkuses pole olemas kolme sellist värvi mis annaksid
kombinatsioonides omavahel kõik ülejäänud värvid! - seega on need 3 standard-põhivärvi mitte tegelikud vaid virtuaalvärvid A, B ja C.
Aditiivne ja subtraktiivne ja värvide segamine :
• Teatud intensiivsustel
PUNANE (650 nm),
ROHELINE (530 nm) ja
SININE (460 nm) on aditiivsed põhivärvid (primaarvärvid). Neid ei saa segamise teel.
• Aditiivsed värvid põhinevad valguse omadustel. Aditiivsete värvide segu on alati heledam kui ükski nende individuaalkomp-st.
• Summarselt annab põhivärvide aditiivne segu valge valguse.
• Kasutatakse valgust kiirgavate seadmete, näiteks telerite ja arvutimonitoride töös /RGB/.
• Teatud intensiivsustel TAEVASININE ( Cyan ), PURPUR (Magenta) ja KOLLANE on subtraktiivsed põhivärvid.
• Subtraktiivsed värvid on pigmendid. Subtr.värvide segu on alati tumedam kui ükski nende individuaalkomp-st.
• Summarselt annab võrdsetes hulkades põhivärvide subtraktiivne segu neutraalse värvitooni. Nende erinevates hulkades segamisel võib saada mistahes erinevaid värvitoone.
• Kasutatakse trükitööstuses ja värviprinterites /CMYK/. Neljavärvitrükk põhineb subtraktiivsel värvimudelil: Subtraktiivse segamise puhul värvid segunevad enne silma jõudmist, nt. kunstniku paletil või värvifiltrites (nt sinise ja kollase filtri üksteise peale
asetamisel ‘lahutatakse’ sinise (420-520 nm) ja kollase spektriosa 480-660 nm) vahe, st blokeeritakse osad, mida kumbki filtritest läbi ei lase- üle 520 nm ja alla 480 nm- ja alles jääb roheline spektriosa)
Aditiivse segamise puhul tulemus on teistsugune, sel juhul stimuleerivad kaks või enam stiimulit (värvi) üht ja sama reetina osa, seega segunemine toimub vaataja silmas (nt erineva valgusega projektorid valgustavad üht ja sama piirkonda ekraanil; värvi- TV; optilised maalimistehnikad,nt pointillism….).
Aditiivse segamise puhul moodustavad teatud puhtad spektrivärvid nn komplementaarvärvusi (eesti k nim ka vastandvärvusteks) . Igal värvitoonil on olemas komplementaarne e. vastandvärvus. Vastandvärvid asuvad värviringil diametraalselt vastupidises küljes. Kui värv “segada” oma vastandvärviga, on tulemuseks monokromaatilise värvi tajumine
(näit. punane-roheline; sinine-kollane…).
Vastandvärvused ja ka heleduskontrast avalduvad ka mingi ühetaolise pinna tajumisel, kui see piirneb teist värvi pinnaga –simultaankontrast või negatiivse järelkujundi tajumisel -suktsessiivkontrast.
Värvide nägemist on seletatud 2 teooriaga:
(1)Young’i -Helmholtzi teooria e. trikromaatiline
värvitaju teooria.
Värvide nägemise retseptorrakke ehk koonusrakke on 3 liiki ja nad erinevad maksimaalselt tundliku ala lainepikkuse poolest, iga rets.tüüp vastab erineval määral eri värvi valgusele (erinevus on ka erutuse tekke kiiruses ).
Kolm värvustundliku retseptori tüüpi eraldi tekitavad ühe baasvärvi aistingu (kas sinine, roheline, v. punane). Kõik teised värvused on nende segud (NB!aditiivsel segamisel). Sellele teooriale tekitab probleeme negatiivsete järelkujundite ja vastandvärvuste tajumine; samuti
näiteks see, et kollane ei ole segu.
(2) Vastandprotsesside teooria (ehk oponent-värvuste teooria)
(E.Hering; L.Hurvich & D.Jameson)
• Kuidas trikromaatiline teooria seletab järelkujundeid?
• Puhaste toonide nimetamise katsetes nimetatakse kollast põhivärvusena.
• Kunagi ei nimetata selliseid värvikombinatsioone nagu: kollakas -sinine, või rohekas -punane.
Milline on järelkujund? Olemas 6 erinevat värvikvaliteeti (punane-roheline, sinine-kollane, must-valge), mis moodustavad kolmvastandlikku paari (kaks esimest süsteemi (paari) määravad tajutud tooni, viimane (must-valge) aga määrab tajutud heleduse):- ja olemas ka vastavad retseptoritüübid – spektraalselt vastandlikud ganglionrakud…ühe paarilise erutumine pärsib teist. Need vastandlikud retinaalsed protsessid tagavad värvinägemise.
• Õige on 2 teooria kombinatsioon ehk kaksikprotsessi teooria: alguses trikromaatiline staadium, ja järgneb vastandprotsesside staadium:
Värvinägemine ja ‘värvipimedus’
• Trikromaadid - mitmed primaadid (sh inimene); paljud kukrulised.
• Dikromaadid – enamik imetajaid; ka need trikromaadid, kellel on sünnipäraselt (geneetiliselt) kahjustunud üks koonusrakkude süsteem.
• Monokromaatsus e täielik värvipimedus - paljud imetajad ei näe üldse värve; sh mereimetajad .
• Tetrakromaadid – linnud , kalad, reptiilid, ämblikulised, paljud putukad.
• Pentakromaadid – nt tuvid
Värvipimedus (e daltonism): ühe v mitme põhivärvi eristamatus (u. 5-8 % meestest, 0,2-0,4 % naistest)
Protanoopia, (dikromatism) kõige sagedasem (99%) – ei erista punast-rohelist.
Deuteranoopia (ei erista rohelist teatud punase ja sinise kombinatsioonidest)
Tritanoopia (ei erista sinistkollast)
Punase/rohelise värvi nägemine (pigmendi olemasolu) seotud sugukromosoomiga X.
M on see dominantne omadus, N on kandjad (kuna N on 2 X kromosoomi, siis normaalselt ei avaldu, st avaldub ainult siis kui mõlemad X on defektiga; M on XY ja seega retsessiivne omadus avaldub fenotüübis).
1) P/R värvipimeduse kandja geen kandub värvipimedalt isalt üle tütardele, kes on heterosügootsed kandjad ja tavaliselt normaalse nägemisega.Värvipimeda mehe pojad ei päri
omadust isalt, kuna nad saavad isalt Y kromosoomi ja mitte (defektiga) X kromosoomi.
2) Defektiga geeni kandja naise puhul on 50 % tõenäosus, et muteerunud X kromosoom antakse edasi igale tema pojale (värvipimeda naise puhul 100%)
3) Kui värvipime mees saab lapsed defektse geeni kandjast naisega (või värvipimeda naisega), võib tütar olla värvipime, kuna pärib defektse kromosoomi oma mõlemalt vanemalt (milline
tõenäosus on palju väiksem kui eelmine võimalus).
Värvikonstantsus: objektid näivad olevat sama värvi sõltumata muutunud valgustustingimustest.