A látás - a látás - a látás - a látás - a látás

Az agy információi 80%- át a szemen keresztül kapja. Minden tanulással foglalkozó tananyagnak, így a digitális képfeldolgozásnak is - ahol kiemelt szerepe van a látásnak - tartalmaznia kell egy, a szem felépítettségére és működésére vonatkozó részt.

A szem kialakulása

A létező legegyszerűbb szem, a szemfolt - fényérzékelő sejt – ocellus. Ez csak a fényt és a sötétséget tudja megkülönböztetni a benne levő fényérzékeny protein (opszin) segítségével. Ilyen sejttel rendelkezik a zöld szemes ostoros. A mikroszkopós képen jól látható a szemfolt piros színben.

Ebből alakultak ki a későbbi látószervek azáltal, hogy a lencsefolt az állat testébe nyomulva kehely, illetve csésze alakot vett fel. A kehely szem már nem csak a fény- és sötétség érzékelésére volt alkalmas, hanem a fény irányát is tudta érzékelni – ilyenek a férgek, puhatestűek szeme.

A kehelyszem további besüllyedése hozta létre a hólyagszem különböző fajtáit. A kezdetlegesebbekből még hiányzott a lencse  - csigaházas polip.

Később a tintahalaknál és a gerinceseknél a krisztallin nevű fehérjéből létrejövő lencserendszer tette teljessé a látást.

A heidelbergi Detlev Arendt és Jochen Wittbrodt felfedezte, hogy a szemünkben lévő fényérzékeny sejtek az agy ősi fényérzékeny sejtjeiből származnak. Még most is találhatók agyunkban fényérzékeny sejtek, ezek befolyásolják napi ritmusunkat.

A gerincteleneknél az un. rabdomérák váltak a szem részeivé, és a ciliáris sejtek az agyban maradtak, míg a gerinceseknél a ciliáris sejtekből alakultak ki a csapok és pálcikák. Így a szem agyunk meghosszabbított része. Ezért van az, hogy a látottak elő-feldolgozása már a szemben elindul.

A hólyagszem további fejlődését már az evolúciós szükségletek határozták meg. A szemgolyó a külső mechanikai hatások ellen a koponyacsontok általi védett üregbe húzódott vissza. Vérellátását az érhártya biztosítja - bizonyos esetekben ennek képe is látható a retinán. Az ideghártyában pedig a fényt és sötétséget megkülönböztető pálcikák, és a színre érzékeny csapok helyezkednek el.

A cápák és ráják szemeiben nincsenek csapok, így színeket sem érzékelnek. A vízben, a nagyobb mélységekben fény hiányában nem látszanak a színek. Egyes majmok sem látnak színt. Bizonyos elméletek szerint a színlátás a rejtőzködő kígyók miatt alakult ki az állatoknál és az embernél, tehát ahol a majom közelében nincs kígyó, ott nem kell színlátás.

Néhány szemtípust bemutatnék az előnyeivel együtt

A békák alsó szemhéja átlátszó, így csukott szemmel is látnak. Szemük ugyanakkor csak a mozgásra reagál, tehát mindig a friss élelemre „hajtanak”.

A sasok, baglyok szeme „infrával” és „teleobjektívvel” is el van látva, hogy a nagyon kicsi egereket és azok vizeletét is lássák. Az éleslátás helyén, a sárgafoltban négyzetmilliméterenként 1,3 millió érzéksejtje van a vándorsólyomnak. Ennek köszönhetően egy fecskét 1,5 km-ről, egy szitakötőt 800 méterről felismer.

Legérdekesebb szemük talán a kaméleonoknak van, hiszen szemgolyóikat kúp alakú védőburok takarja, és egymástól függetlenül is tudják forgatni. Így egyidejűleg előre és hátra is figyelhetnek. Szemükben egy különleges csaptípus is van, amellyel az ultraibolya sugarakat is képesek érzékelni. A legtöbb gyíknak megvan az alsó és a felső szemhéja, így pislogni is képesek.

A lónak a sárgafoltban csupán 12500 érzéksejtje van, mivel a fűevéshez ez is elég - közel hajol evés közben a fűhöz J

A macskák szemében a retina mögött fényvisszaverő réteg van, így este is látnak, és ezért világít este a szemük.

A főemlősök kivételével az emlősök "színvakok", hiszen csak fekete-fehér képet látnak. Az ember nem rendelkezik ezekkel az előbb ismertetett képességekkel, de erre nem is volt szüksége. Nem vadászott egerekre és szitakötőkre, nem kellett este vadásznia, és az álló vad is elég „friss” volt a számára. De ezeket a képességeket az ember segédeszközökkel tudja pótolni, pl. távcsöves – infrás eszközök, infra szemüveg, stb. A digitális képfeldolgozás egyik nagy előnye, hogy nagyfelbontású, nagysebességű kamerák segítségével úgy láthatunk, mint az említett állatok.

Az emberi szem

Még néhány gondolatot az emberi szemről. Felépítését az ábrán láthatjuk.  Védelméről a koponyacsontok, a szemhéj (por ellen) és a könnyek gondoskodnak. A fénytől a pupilla szűkülése védi, melyet a lenti képen szintén láthatunk.

Szemünk szerepe nagyon megnőtt a számítógépek elterjedésével, így a szem kiszáradásának és elfáradásának veszélye is megsokszorozódott. A későbbiekben írok arról, hogyan „frissítsük fel” szemünket, és hogyan javíthatjuk látásunkat.