Hur fungerar Sense of Sight?
Upplevelsen av sikt börjar när fotoner från världen träffar linsen i vårt öga och fokuseras på en liten lapp av fotoreceptiva celler på en del av ögat som kallas näthinnan. Dessa celler finns i två typer - stavar och kottar. Kottar är för färgdetektering, fungerar bra i starkt ljus, och stavar är mer känsliga men också färgblinda. Människor har cirka 125 miljoner stavceller och 6 miljoner konceller. Vissa arter har många fler stavar, särskilt sådana som är anpassade att leva på natten. Vissa ugglor har nattsyn 100 gånger mer akut än det synet vi är vana vid.
Stänger och kottar utför en funktion som kallas fototransduktion, vilket helt enkelt innebär att konvertera inkommande ljus till elektriska signaler som ska skickas till hjärnan, vilket möjliggör syn. Alla dessa celler innehåller fotoreceptiva proteiner med olika pigmentmolekyler. I stavar kallas dessa rodopsin. I kottar kan olika pigment hittas, vilket gör att ögat kan skilja mellan olika färger. När ljus som är associerat med pigmentet påverkar fotoreceptorcellen sänder det en signal ner den optiska fibern, annars gör det inte. Fotoreceptorceller och synförmågan är extremt gamla evolutionära innovationer som går tillbaka till den kambriska perioden för över 540 miljoner år sedan.
Det finns två anmärkningsvärda strukturella egenskaper hos den mänskliga näthinnan. Den första är fovea, ett starkt kondenserat område av fotoreceptorceller som ligger i mitten av näthinnan. Celltätheten här är flera gånger större än på periferin, vilket förklarar varför det är mycket tydligare när vi tittar direkt på något än att titta på det genom ögonhörnet.
Fovea är också ansvarig för beteendeanpassningarna som provocerar oss att snabbt vända våra huvuden och stirra på något om det skrämmer oss. Om fovea inte fanns och fotoreceptortätheten var enhetlig över ytan på näthinnan, skulle vi inte behöva göra detta - vi skulle bara behöva vända huvudet något så att händelsen åtminstone föll inom vårt synfält . Fovealområdet är en relativt liten del av synfältet, cirka 10 grader brett.
Den andra anmärkningsvärda strukturella egenskapen i näthinnan är vår blinda fläck. Det är här den optiska fibern ansluter till baksidan av näthinnan för att få visuell information, vilket utesluter förekomsten av fotoreceptorer på en liten plats. Våra hjärnor fyller automatiskt våra blinda fläckar för oss, men olika visuella övningar kan bevisa att det är där.
När ljuset omvandlas till elektriska impulser och skickas ner den optiska fibern, går det hela vägen till baksidan av hjärnan (efter att ha gjort några mellanlandningar), där den visuella cortex finns. I det visuella cortexet isolerar en hierarki av detektorceller användbara regelbundenheter i den visuella datan, och kasserar överflödig information. Ett lager celler upptäcker saker som linjer och kurvor.
Ett högre upp-lager skulle upptäcka regelbundenheter som rörelse och 3D-former. Det högsta lagret är där gestalter - övergripande symboler - dyker upp, ansvariga för den medvetna upplevelsen av synen under normala omständigheter. Det visuella cortexet är bland de mest begripliga i alla hjärnområden, med en omfattande neurovetenskaplig litteratur.