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 mint összetett törőrendszer


A redukált szem

5 méternél távolabbi tárgyak esetén alkalmazható


Myopia

Hypermetropia

(Asztigmatizmus cilinderes lencse)


Myopia Hypermetropia

(Asztigmatizmus cilinderes lencse)


(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


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)


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



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


AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJAFOTORECEPTOROKA LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSAA SZÍNLÁTÁS ELMÉLETEELEKTRORETINOGRAM

Két kérdés:



rinab sin

sin=

Snellius - Descartes

A GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

FÉNYTÖRÉSA GEOMETRIAI OPTIKA ALAPJAI

tkf111

+=


Vékony gyűjtőlencsékképalkotása

fdioptriaD 1)( =

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−=

21

11)1(1RR

nf


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

Két kérdés:



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


1:1

1:500

2:1

1:106

Az elnyelt foton csak triggerként szolgál


Documents

Latas Print