Hvordan fungerer Sense of Sight?

Opplevelsen av synet begynner når fotoner fra hele verden treffer linsen i øyet vårt, og blir fokusert på en liten lapp med fotoreseptive celler på en del av øyet som kalles netthinnen. Disse cellene kommer i to typer - stenger og kjegler. Kjegler er for fargedeteksjon, fungerer godt i sterkt lys, og stenger er mer følsomme, men også fargeblinde. Mennesker har rundt 125 millioner stavceller og 6 millioner kjegleceller. Noen arter har mange flere stenger, spesielt de som er tilpasset å leve om natten. Noen ugler har nattsyn 100 ganger mer akutt enn at synet vi er vant til.

Stenger og kjegler utfører en funksjon som kalles fototransduksjon, som ganske enkelt betyr å konvertere innkommende lys til elektriske signaler som skal sendes til hjernen, noe som gjør synet mulig. Alle disse cellene inneholder fotoreseptive proteiner med forskjellige pigmentmolekyler. I stenger kalles disse rhodopsin. I kjegler kan man finne forskjellige pigmenter, slik at øyet kan skille mellom forskjellige farger. Når lys assosiert med pigmentet påvirker fotoreseptorcellen, sender det et signal ned den optiske fiberen, ellers gjør det ikke. Fotoreseptorceller og synets evne er ekstremt gamle evolusjonsinnovasjoner, som dateres tilbake til den kambriske perioden for over 540 millioner år siden.

Det er to bemerkelsesverdige strukturelle egenskaper ved den menneskelige netthinnen. Den første er fovea, et sterkt kondensert område med fotoreseptorceller som ligger i sentrum av netthinnen. Celletettheten her er flere ganger større enn på periferien, og forklarer hvorfor når vi ser direkte på noe, det er mye tydeligere enn å se på det gjennom øyekroken.

Fovea er også ansvarlig for atferdstilpasningene som provoserer oss til å snu hodet raskt og stirre på noe hvis det skremmer oss. Hvis fovea ikke eksisterte og fotoreseptortettheten var jevn over overflaten av netthinnen, ville vi ikke trenge å gjøre dette - vi trenger bare å vri hodet litt slik at hendelsen i det minste falt innenfor synsfeltet vårt . Fovealområdet er en relativt liten del av synsfeltet, omtrent 10 grader bredt.

Den andre bemerkelsesverdige strukturelle egenskapen i netthinnen er vår blinde flekk. Det er her den optiske fiberen kobles opp til baksiden av netthinnen for å få visuell informasjon, og forhindrer eksistensen av fotoreseptorer på et lite sted. Hjernen vår fyller automatisk ut de blinde flekkene for oss, men forskjellige synsøvelser kan bevise at det er der.

Når lys er konvertert til elektriske impulser og sendt ned optisk fiber, går det helt til baksiden av hjernen (etter å ha gjort noen få mellomlandinger), der den visuelle cortex ligger. I den visuelle cortex isolerer et hierarki av detektorceller nyttige regelmessigheter i de visuelle dataene, og kaster overflødig informasjon. Ett lag celler oppdager ting som linjer og kurver.

Et høyere opplag vil oppdage regelmessigheter som bevegelse og 3D-former. Det høyeste laget er der gestalter - generelle symboler - dukker opp, som er ansvarlige for den bevisste opplevelsen av synet under normale omstendigheter. Den visuelle cortex er blant de best forstått av alle hjerneområder, med en omfangsrik nevrovitenskapelig litteratur.