Latas Print

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJAFOTORECEPTOROKA LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSAA SZÍNLÁTÁS ELMÉLETEELEKTRORETINOGRAM

Két kérdés:

“Sötétben minden tehén fekete”

Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval,vonalakkal, ütőkkel és labdával?

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

A szem törőközegei

Dszem= 63 dioptria, Dkornea= 40, Dlencse= 15+

A szem összetett optikai rendszer

Normál szem, Rövidlátás – myopia, Távollátás – hypermetropiaAsztigmatizmus – cilinderes lencse

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

Az emberi szem mint összetett törőrendszer

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

A redukált szem

5 méternél távolabbi tárgyak esetén alkalmazható

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

Myopia

Hypermetropia

(Asztigmatizmus cilinderes lencse)

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

Myopia Hypermetropia

(Asztigmatizmus cilinderes lencse)

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA

(Korrekció cilinderes lencsével)

Asztigmatizmus

FOTORECEPTOROK

Receptorok szerkezete csapok ~(30 × 2-4) mikrométer (színlátás) pálcikák ~(60 × 1-2) mikrométer (fényérzékelés)

A receptorok eloszlása

Érzékenység (1-2 foton a pálcikáknál) (3-5 receptor)

Adaptáció (10-9 – 105 lux)

Feloldóképesség (70 mikrométer 25 cm távolságon) (két különböző receptor, köztük egy nyugalmi receptor)

FOTORECEPTOROKPálcika

zsák

Csap

diszk

sejtmag

Szinaptikusterminal

Cilium

Külsőszegmens

Belsőszegmens

Csapok~(30 × 2-4) mikrométer(színlátás)

Pálcikák ~(60 × 1-2) mikrométer (fényérzékelés)

FOTORECEPTOROK

FOTORECEPTOROK

A rodopszin elhelyezkedése

citoplazma felénéző felszín

diszk belsejébenéző felszín

pálcika

Diszk membrán

belsőszegmens

külsőszegmens

A fé

ny h

alad

ási i

rány

a

FOTORECEPTOROK

FOTORECEPTOROK

FOTORECEPTOROK

nhibahfEn == ,

EhfhfEhfnhfE =⋅=⋅=Δ

nEhf

EEhf

EE 1

===Δ

Vavilov kísérletFOTORECEPTOROK

(Poisson eloszlás)

A pálcikák egy-két foton képesek érzékelni

FOTORECEPTOROK

2×

2×

2×

3 foton

860 foton

36000 foton

190 foton

Áram (pA)Pálcika

Csap

Idő (s)

Sötétben csak a pálcikák működnek.Nincs színlátás

A csapok gyorsabban és rövidebb ideig válaszolnak. Gyors mozgás követésére alkalmasabbak.

FOTORECEPTOROK

a. Pupilla reflex (~16×)

b. Fotopigment koncentráció(kevés fény, magas pigment koncentráció)

c. Térbeli szummáció(kevés fény, több receptor per idegrost)

d. Időbeli szummáció(kevés fény, hosszabb idő alatt vált ki ingert)

e. (intracelluláris kalcium koncentráció)

Adaptáció (10-9 – 105 lux)

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

Fény → retinal → opszin*→ tranducin → PDE → cGMP↓1:1 1:1 1:500 2:1 1:millió

Na+ csatornák bezáródnak → hiperpolarizáció →→transmitter felszabadulás módosul → ingerület

(több száz Na+ csatorna bezáródik, több mint egy millió Na+

nem lép be)

Ejel = 1.5-3 eV, Eion = 6x103 – 6x104 eV,

Erősítés = 2x103 -2x104

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

Fény → ↓[cGMP] → csatornák bezáródnak → hiperpolarizáció → transzmitter felszabadulás csökken (gátló transzmitter) → stimuláció nő

Sötét áram

Depolarizált Hiperpolarizált

Fény abszorpciója

(Absz.max. 380 nm) (Absz.max. 500 nm)

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

Biokémiai folyamatok sorozatának eredményeképpen a Na+ csatornák bezárodnak, hiperpolarizációt eredményezve.

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE

Különböző csapok (kék, zöld, vörös) (ugyanaz a retinál, különböző opszin)

Young-Helmholtz elmélet

X = rR + bB + gG

(Monokromatikus szín, kevertszín)

(Színtévesztés)

SZÍNLÁTÁS

SZÍNLÁTÁS

ELEKTRORETINOGRAM

A szem elektromos tulajdonságaiA korneához viszonyítva a retina –6 mV potentiálú.

Elektrotinogram (ERG)

Korai szakasz (ERP, Early Receptor Potencial)

Késői szakasz ‘a’ ‘b’ ‘c’ hullámok

Sötét adaptáció (30 perc is lehet)

A vitaminhiány, farkasvakság

ELEKTRORETINOGRAM

ERP

Bifázisos hullám

pigmenthám

kikapcsolási tüske

a receptor sejtek, hiperpolariáció

b Müller sejtekdepolarizáció

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA

AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJAFOTORECEPTOROKA LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSAA SZÍNLÁTÁS ELMÉLETEELEKTRORETINOGRAM

Két kérdés:

“Sötétben minden tehén fekete”

Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval,vonalakkal, ütőkkel és labdával?

rinab sin

sin=

Snellius - Descartes

A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

FÉNYTÖRÉSA GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

tkf111

+=

A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

Vékony gyűjtőlencsékképalkotása

fdioptriaD 1)( =

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−=

21

11)1(1RR

nf

A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

Vastaggyűjtőlencsékképalkotása

21

2

21

)1(11)1(1RR

dn

nRR

nf

−+⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+−=

• Monokromatikus Aberrációk

– Gömbi eltérés (szférikus aberráció)– Kóma (üstökös hiba)– Asztigmatizmus– Képmezőgörbület– Torzítás

• Kromatikus Aberráció– Longitudinális kromatikus aberráció– Laterális kromatikus aberrációk

LENCSEHIBÁK

...!9!7!5!3

sin9753

−+−+−=iiiiii

LENCSEHIBÁK

Gömbi eltérés

LENCSEHIBÁK

Kóma

Kóma

Kóma esetén az objektum távol van az optikai tengelytől.

LENCSEHIBÁK

LENCSEHIBÁK

Asztigmatizmus

Asztigmatizmus

Ebben az esetben is a szimmetrikus objektum távol van az optikai tengelytől

és a képe tangenciálisan vagy szaggitálisan megnyúlik.

LENCSEHIBÁK

LENCSEHIBÁK

Képmezőgörbület

LENCSEHIBÁK

Torzítás

Kromatikus aberráció

A fény elhajlik a fehér fényt alkotó színek elválnak (diszperzió). A vörös fény hajlik el legkevésbé, az ultraibolya a legjobban.

diszperzió

LENCSEHIBÁK

Oka a fénytörés hullámhossz függése

LENCSEHIBÁK

Longitudinális kromatikus aberráció

Longitudinális színkép

LENCSEHIBÁK

Laterális kromatikus aberráció

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA

A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI LENCSEHIBÁKAZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJAFOTORECEPTOROKA LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSAA SZÍNLÁTÁS ELMÉLETEELEKTRORETINOGRAM

Két kérdés:

“Sötétben minden tehén fekete”

Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval,vonalakkal, ütőkkel és labdával?

SZÍNLÁTÁSHullámhossz (nm)

Hullámszám

FOTORECEPTOROK

nazális temporális

pálcikák

csapok

103/mm2

visus

visus

vakfolt

rece

ptor

sűrű

ség

90° 60° 30° 30° 60° 90°0°

50

150

100

vakfolt vakfolt

foveacentralis

fovea centralisfovea centralis

0°

0°90° 60° 30° 30° 60° 90°

érzékenységsötétben

(%)60°

30°

90°

60°

30°

90°

20

40

60

80 1/1

1/2

1/41/8

Receptorok eloszlása

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA

1:1

1:500

2:1

1:106

Az elnyelt foton csak triggerként szolgál

A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA