Informatie

Zou een transparante iris zijn doel dienen?


De functie van de iris is om de opening van de pupil te regelen. Hoe blokkeert de iris het licht? Komt het door het aanwezige pigment? Of is het gewoon vanwege de pure aanwezigheid ervan?

Ik ben bezig met een project waarbij ik een constante lichtintensiteit voor albinoratten moet handhaven. Er werd mij voorgesteld om topisch een mydriatica toe te dienen, maar als hun iris transparant is, heeft het dan zin om hun pupil te verwijden?

Hoe is het bij menselijke albino's? Maken pupilverwijding en vernauwing daarin een verschil?


Het oog heeft drie hoofdlagen: de buitenste vezelachtige tuniek, de middelste vasculaire tuniek en de binnenste nerveuze tuniek. De namen zijn aanwijzingen voor hun basisstructuren en -functies, maar een nadere blik op de componenten van elke laag zal het begrijpen van het zichtmechanisme veel gemakkelijker maken.

vezelige tuniek: De vezelige tuniek is de buitenste laag van het oog. Een ondoorzichtig (niet transparant) netwerk van collageen (vezelachtig eiwit) en elastische vezels, de 'sclera' genaamd, bedekt de achterste (achterkant) driekwart van het oog. De sclera is taai en enigszins rekbaar, als een dikke ballon gevuld met de gelatineuze inhoud van het oog. De rest van de vezelachtige tuniek, het voorste (voorste) kwart van het oog, is een duidelijke structuur die het 'hoornvlies' wordt genoemd. Het bestaat uit extreem dunne cellagen die op een unieke manier zijn gerangschikt, zodat het hoornvlies transparant is. Een normaal hoornvlies laat licht door in het oog.

Vasculaire tuniek: De vasculaire tuniek, zoals de naam al aangeeft, is een netwerk van bloedvaten die zuurstof en voedingsstoffen aan de weefsels van het oog leveren. Het eigenlijke gebied waar dit netwerk zich bevindt, bevindt zich onder het gedeelte dat door de sclera wordt bedekt en wordt de 'choroidea' genoemd. Voorafgaand aan de choroidea bevindt zich een cirkelvormige structuur die het 'ciliaire lichaam' wordt genoemd. Het corpus ciliare heeft spieren die inwerken op opschortende ligamenten die "zonules" worden genoemd, die de lens in de juiste positie ophangen. De ligamenten zijn ofwel strak of ontspannen op basis van de werking van de ciliaire spieren. De spanning op de ligamenten verandert de vorm van de lens, afhankelijk van de afstand van het object dat wordt bekeken. Dit proces wordt "accommodatie" genoemd en zal in de volgende sectie in meer detail worden besproken. De iris is het gekleurde deel van het oog. Op zijn positie voor het corpus ciliare is het het meest voorste deel van de vasculaire tuniek en verdeelt het het voorste deel van het oog in twee kamers - de voorste en achterste kamers. De opening in het midden van de iris wordt de "pupil" genoemd, die verschijnt als het donkere midden van het oog. De iris verwijdt of vernauwt de pupil om de hoeveelheid licht die het oog binnenkomt te reguleren. Bij fel licht zal de pupil klein zijn, maar bij weinig licht zal de pupil erg groot zijn om zoveel mogelijk licht binnen te laten.

Nerveuze tuniek: De nerveuze tuniek is een laag fotoreceptorcellen die het 'netvlies' wordt genoemd. Deze cellen zijn in staat om licht om te zetten in elektrochemische signalen, die worden doorgegeven aan het zenuwstelsel. Er is een ongeveer cirkelvormige opening waar de oogzenuw en bloedvaten uitkomen, de 'optische schijf' genoemd. Vaak wordt de optische schijf de "dode hoek" genoemd, omdat er geen fotoreceptorcellen zijn, dus er kunnen op die positie geen afbeeldingen worden waargenomen. Er zijn twee soorten fotoreceptorcellen die verschillende functies vervullen en zijn genoemd naar de vorm van de cel. Dit zijn de staafjes en kegeltjes. De staven zijn erg lichtgevoelig, dus ze komen het meest voor bij nachtdieren. De kegeltjes hebben fel licht nodig en zijn voor scherpe beeldvorming en kleurwaarneming. Gedomesticeerde zoogdieren hebben meestal staafjes en kunnen kleuren niet goed onderscheiden. Sommige reptielen en de meeste vogels kunnen echter kleur zien, omdat ze veel kegels hebben. Er is een centraal gelegen inkeping aan de achterkant van het netvlies. Het wordt de "fovea centralis" genoemd en is veel meer uitgesproken bij grotere dieren. Rondom de fovea bevindt zich een licht verhoogde ring van cellen die de 'macula lutea' wordt genoemd. Omdat het meeste licht op dit gebied wordt gefocust, neemt de concentratie van fotoreceptorcellen sterk toe. De voorste rand van het netvlies is niet-visueel en bevat geen fotoreceptoren, omdat licht niet in contact komt met dat oppervlak. Een lijn die de "ora serrata" wordt genoemd, markeert de scheiding tussen het visuele en niet-visuele netvlies. Deze naam werd gegeven omdat de lijn bij mensen gekarteld of gekarteld lijkt. Bij huisdieren is de scheiding echter niet gekarteld en wordt deze soms de "ora ciliaris retinae" genoemd. Meestal wordt de term "ora serrata" nog steeds gebruikt om de structuur bij zowel dieren als mensen te beschrijven.


Delen van het oog

Om de functie van de kristallijne lens zo goed mogelijk te begrijpen, helpt het om de anatomie van het oog te kennen. Dit zijn de belangrijke structuren in het oog, van voor naar achter:

  • Hoornvlies: Het heldere, koepelachtige oppervlak van het oog dat licht buigt om het door de pupil en op het netvlies te concentreren
  • sclera: Het buitenste witte deel van het oog dat het oog zijn vorm geeft en zijn delicate innerlijke structuren beschermt
  • Leerling: De opening in het midden van de iris die de hoeveelheid licht regelt die het netvlies bereikt
  • Iris: Het kleurrijke membraan achter het hoornvlies dat zich aanpast om de pupil te helpen de lichtstroom te reguleren
  • Lens: De transparante structuur achter de iris die van vorm verandert om het licht op het netvlies te concentreren, zodat je details van verschillende afstanden kunt zien
  • Ciliair lichaam: De spierstructuur achter de iris die de vorm van de lens bepaalt wanneer het oog scherpstelt
  • Netvlies: Het weefsel langs de achterwand van het oog dat visuele informatie vertaalt in een beeld dat naar de hersenen wordt gestuurd

Heeft de kleur van uw oog invloed op de gevoeligheid voor licht?

Vraag je je af of blauwe ogen gevoeliger zijn dan bijvoorbeeld bruine ogen.

Herinnering: Anekdotes horen niet thuis in r/AskScience. Deel uw persoonlijke ervaringen alstublieft niet.

Het korte antwoord is dat het hebben van ogen die lichter van kleur zijn 1) ongemak kan veroorzaken (dwz fotofobie) en verminderd contrast door meer strooilicht binnen te laten, maar 2) geen hogere gezichtsscherpte kan toelaten (een verbeterd vermogen om licht te verzamelen en te focussen) .

Laten we, om beide delen van het antwoord te begrijpen, beginnen met naar het diagram van het oog te kijken. Het deel van het oog dat de kleur bepaalt, is de iris. Met name donkere ogen worden veroorzaakt door een hogere concentratie biologische pigmenten zoals melanine, terwijl ogen die lichter van kleur zijn een kleinere concentratie van dergelijke verbindingen hebben. Het doel van de iris is om in wezen te fungeren als een diafragma dat bepaalt hoeveel licht er in je pupil komt en vervolgens door de lens op het netvlies wordt gefocust. Een goede analogie is om de iris te zien als het diafragma in een camerasluiter, die de opening regelt die licht binnenlaat. Een ideaal diafragma moet al het licht door de opening doorlaten, maar al het licht eromheen blokkeren. In die zin kan je met een betere iris niet echt meer verzamelen bruikbaar licht (nogmaals, omdat de pupil in feite een gat in de iris is), maar het is kan problemen veroorzaken door strooilicht door te laten, zoals weergegeven in dit diagram.

Omdat een transparantere iris meer strooilicht doorlaat, kunnen mensen met lichtere ogen bepaalde problemen krijgen bij intens licht en verblinding. Een probleem is dat het strooilicht dat in uw oog komt (intraoculair strooilicht (IOSL) genoemd) het moeilijk kan maken om te zien wat er voor u ligt. Stel je bijvoorbeeld voor dat je op een natte weg rijdt en de stralen van de auto's om je heen worden om je heen gereflecteerd. Het effect van dit strooilicht is om uw gezichtsveld te overspoelen met een heldere diffuse onscherpte. Als gevolg hiervan wordt het moeilijker om te zien waar u naar kijkt en wordt uw nettocontrast verminderd (een probleem dat contrastgevoeligheid wordt genoemd). Ten slotte, in omstandigheden met fel licht (d.w.z. sterk zonlicht), betekent het hebben van lichtere ogen dat er meer ongewenst licht in uw oog kan komen en ongemak kan veroorzaken.

Nischler, C., et al. Iriskleur en visuele functies Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2013, 251(1):195-202


Anatomie van het oog

De sclera is de buitenste laag van de oogbol. Het is het witte (en ondoorzichtige) deel van de oogbol. Spieren die verantwoordelijk zijn voor het bewegen van de oogbol zijn bevestigd aan de oogbal bij de sclera.

Aan de voorkant van de oogbol wordt de sclera het hoornvlies. Het hoornvlies is het transparante koepelvormige deel van de oogbol. Lichtstralen van de buitenwereld gaan eerst door het hoornvlies voordat ze de lens bereiken. Samen met de lens is het hoornvlies verantwoordelijk voor het focussen van het licht op het netvlies.

Het vaatvlies is de middelste laag van de oogbol die zich tussen de sclera en het netvlies bevindt. Het levert voedingsstoffen en zuurstof aan het buitenoppervlak van het netvlies.

Voorste kamer

De ruimte tussen het hoornvlies en de lens staat bekend als de voorste kamer. Het is gevuld met vloeistof die kamerwater wordt genoemd. De voorste kamer wordt ook wel de voorste holte genoemd.

Waterige humor

De waterige humor is een transparante waterige vloeistof die in de voorste kamer circuleert. Het levert zuurstof en voedingsstoffen aan het binnenoog en oefent vloeistofdruk uit die helpt de vorm van het oog te behouden. De waterige humor wordt geproduceerd door het corpus ciliare.

Achterkamer

De achterste kamer is een groter gebied dan de voorste kamer. Het bevindt zich tegenover de voorste kamer aan de achterkant van de lens. Het is gevuld met een vloeistof die glasvocht wordt genoemd. De achterste kamer wordt ook wel het glasachtig lichaam genoemd, zoals aangegeven in het onderstaande diagram - anatomie van het oog.

Anatomie van het oog: dwarsdoorsnede van de menselijke oogbol van bovenaf gezien

꧚ve Carlson / CarlsonStockArt.com

Glasvocht

Het glasvocht is een transparante gelei-achtige vloeistof die de achterste kamer vult. Het oefent vloeistofdruk uit die de netvlieslagen tegen elkaar houdt om de vorm van het oog te behouden en om de beelden scherp op het netvlies te concentreren.

Het vaatvlies gaat verder aan de voorkant van de oogbol om de iris te vormen. De iris is een platte, dunne, ringvormige structuur die in de voorste kamer steekt. Dit is het deel dat iemands oogkleur identificeert. De iris bevat cirkelvormige spieren die rond de pupil gaan en radiale spieren die naar de pupil uitstralen. Wanneer de cirkelvormige spieren samentrekken, maken ze de pupil kleiner, wanneer de radiale spieren samentrekken, maken ze de pupil breder.

Ciliaire spieren

De ciliaire spieren bevinden zich in het ciliaire lichaam. Dit zijn de spieren die continu de vorm van de lens veranderen voor dichtbij en ver zien. Zie diagram anatomie van het oog bovenstaand.

ciliair lichaam

Het vaatvlies gaat verder aan de voorkant van de oogbol om het corpus ciliare te vormen. Het produceert de waterige humor. Het corpus ciliare bevat ook de ciliaire spieren die samentrekken of ontspannen om de vorm van de lens te veranderen.

De zonule, ook wel opschortende ligamenten genoemd, is een ring van kleine vezels die de lens op zijn plaats houden. Het verbindt de lens met het corpus ciliare en laat de lens van vorm veranderen.

De lens is een biconvexe transparante schijf gemaakt van eiwitten die kristallijnen worden genoemd. Het bevindt zich direct achter de iris en richt het licht op het netvlies. Bij mensen verandert de lens van vorm voor dichtbij en voor veraf zien.

Anatomie van het menselijk oog: dwarsdoorsnede van de menselijke oogbol gezien vanaf de zijkant

che via Wikimedia Commons

De pupil is het gat in het midden van de iris dat zich voor de lens bevindt. Wanneer er meer licht in de oogbol moet komen, trekken de spieren in de iris samen als het diafragma van een camera om de pupil groter of kleiner te maken.

Het netvlies is de binnenste laag langs de achterkant van de oogbol. Het is het lichtgevoelige deel van het oog. Het netvlies bevat fotoreceptoren die licht detecteren. Deze fotoreceptoren staan ​​bekend als kegels en staafjes. Met kegels kunnen we kleur detecteren, terwijl staafjes ons in staat stellen om te zien bij weinig licht. Het netvlies bevat zenuwcellen die signalen van het netvlies naar de hersenen overbrengen.

De fovea is een kleine holte in het netvlies nabij de optische schijf. De fovea heeft een hoge concentratie kegeltjes. Het is het deel van het netvlies waar de gezichtsscherpte het grootst is.

Optische zenuw

De oogzenuw bevindt zich aan de achterkant van de oogbol. Het bevat de axonen van de ganglioncel van het netvlies (zenuwcellen van het netvlies) en het zendt impulsen van het netvlies naar de hersenen.

Impulsen worden doorgegeven aan de hersenen vanaf de achterkant van de oogbol bij de optische schijf, ook wel de dode hoek genoemd. Het wordt de dode hoek genoemd omdat het geen fotoreceptoren bevat, dus licht dat erop valt, wordt niet gedetecteerd.

oogspieren

De spieren van het oog zijn erg sterk en efficiënt, ze werken samen om de oogbol in veel verschillende richtingen te bewegen. De belangrijkste spieren van het oog zijn de laterale rectus, de mediale rectus, de superieure rectus en de inferieure rectus.

Centrale slagader en ader

De centrale slagader en ader lopen door het midden van de oogzenuw. De centrale slagader levert het netvlies terwijl de centrale ader het netvlies afvoert. In het bovenstaande schema - anatomie van het oog, wordt de slagader in rood weergegeven, terwijl de ader in blauw wordt weergegeven.


Thuggish landschapsplanten die zich verspreiden via wortelstokken

Maar het zijn niet alleen totaal ongewenste planten die zich via wortelstokken kunnen verspreiden. Sommige van de aantrekkelijke planten die we in landschapsarchitectuur gebruiken, delen deze kwaliteit met onaantrekkelijke, onkruidachtige planten.

Ondanks hun mooie klokvormige bloemen, die behoorlijk aromatisch zijn, beschouwen veel tuinders bijvoorbeeld lelietje-van-dalenplanten (Convallaria majalis) problematisch vanwege hun invasieve wortelstokken. Gouden hopwijnstok (Humulus Summer Shandy) is een ander exemplaar waarvan de schoonheid wordt ontsierd door krachtige wortelstokken die de plant tot een slecht gedragen lid van zijn tuingemeenschap maken. Er zijn tal van andere voorbeelden, zoals:

    (Phyllostachys nigra) (Ajuga reptans) (Physalis alkekengi)
  • Onderbroken varen (Osmunda claytoniana) (Macleayacordata) (Tanacetum vulgare) (Parthenocissus quinquefolia)

In elk geval zul je voor jezelf moeten beslissen of de schoonheid van een plant die zich door wortelstokken verspreidt, de neiging om hinderlijk te worden, compenseert. Sommige tuinders verdragen de invasieve kwaliteit van bugleweed omdat ze de mooie bloemen of het gebladerte bewonderen, maar anderen beschouwen het als een van de slechtste planten om in de tuin te groeien.

Uiteindelijk kan het erop neerkomen hoeveel controle u moet hebben over wat er precies groeit op elke vierkante meter van uw eigendom. Als jij het type bent dat er niet tegen kan om ergens op het gazon onkruid te zien groeien, moet je ten koste van alles planten met wortelstokken vermijden.

Als u "kruipend" ziet in de algemene naam van een plant of reptans of radicanen in de Latijnse naam is dat vaak een goede indicatie dat de plant wortelstokken gebruikt om voedingsstoffen op te slaan en zich te vermenigvuldigen zonder het gebruik van zaden. Het is ook een mogelijke rode vlag voor tuinders die waarde hechten aan onderhoudsarme landschapsarchitectuur en niet opgezadeld willen worden met rhizomateuze planten die constant opduiken op plekken waar ze niet gewenst zijn.

Wortelstokken zijn echter niet altijd een slechte zaak. Er zijn enkele goed opgevoede planten met wortelstokken, zoals Tropicanna canna-lelies (Canna fase). Sommige planten met wortelstokken, zoals Duitse iris (Iris Germanica), worden zo gewaardeerd in het landschap dat tuiniers over het algemeen wil ze te vermenigvuldigen.

Ook kweek je soms een plant specifiek zodat deze zich uitbreidt en kale plekken opvult in probleemgebieden waar andere planten niet goed zullen groeien. Een plant moet taai zijn om dit doel te dienen. Dus, hoewel het vermogen om zich te verspreiden in bepaalde gevallen als gewelddadig wordt beschouwd, kan datzelfde vermogen in andere gevallen een uitkomst zijn.

De naam 'bodembedekker' wordt vaak gebruikt met de impliciete betekenis dat een dergelijke plant zich over een groot gebied zal verspreiden, waardoor onkruidgroei wordt onderdrukt of erosie op een helling wordt bestreden. De wortelstokken van de populaire bodembedekker Pachysandra terminalis laat de plant dat gewoon doen.


'Matador'-guppy's bedriegen roofdieren

Een vrouwelijke guppy met zwarte irissen. Krediet: Jolyon Troscianko

Trinidadiaanse guppy's gedragen zich als matadors en richten zich op het aanvalspunt van een roofdier voordat ze op het laatste moment wegvluchten, blijkt uit nieuw onderzoek.

De kleine visjes (10-40 mm) trekken de aandacht door hun irissen zwart te maken, waardoor hun ogen erg opvallen.

Dit moedigt snoekcichliden aan - een grote vis die het belangrijkste roofdier van de guppy's is - om op hun hoofd te vallen in plaats van op hun lichaam.

De internationale studie, geleid door de Universiteit van Exeter, ontdekte dat guppy's vervolgens hun bliksemreflexen gebruiken om hun hoofd uit de weg te slaan, waardoor de roofdieren missen, voordat ze wegzwemmen.

Veel vissen, waaronder guppy's, benaderen hun roofdieren vaak om erachter te komen of ze honger hebben en dus een actuele bedreiging vormen.

"We merkten dat guppy's een cichlide onder een hoek naderden, hun ogen snel donker maakten tot gitzwart en dan wachtten om te zien of het zou aanvallen", zei hoofdauteur Dr. Robert Heathcote, die het experimentele werk in Exeter uitvoerde en is nu aan de Universiteit van Bristol.

"Cichliden zijn roofdieren die in een hinderlaag loeren als een opgerolde veer voordat ze zichzelf op hun prooi lanceren.

"De guppy's gebruiken hun ogen eigenlijk om de aandacht van het roofdier te trekken, waardoor ze naar het hoofd van een guppy gaan in plaats van naar zijn lichaam.

"Hoewel het volkomen contra-intuïtief lijkt om een ​​roofdier je hoofd te laten aanvallen, werkt deze strategie ongelooflijk goed omdat guppy's wachten tot het roofdier zijn aanval uitvoert voordat ze uit de weg gaan.

"De snelheid van de hele interactie is buitengewoon - ongeveer driehonderdste van een seconde - en was dus alleen waarneembaar met een hogesnelheidscamera."

Guppy's en een snoekcichlide. Krediet: Robert Heathcote

Van veel dieren is bekend dat ze "opvallende kleuring" gebruiken voor doeleinden zoals communicatie, het aantrekken van partners, verrassende roofdieren en reclametoxiciteit.

Dit artikel demonstreert een voorheen onbekende afleidingsstrategie, maar de onderzoekers denken dat het ook door andere soorten kan worden gebruikt.

"We weten het niet zeker, maar het lijkt zeer waarschijnlijk dat andere dieren ook een 'matador'-strategie gebruiken, zoals we die bij guppy's hebben geïdentificeerd", zegt professor Darren Croft van de Universiteit van Exeter.

"Ogen zijn een van de gemakkelijkst te herkennen structuren in de natuurlijke wereld en veel soorten doen er alles aan om hun ogen te verbergen en te camoufleren om ongewenste aandacht van roofdieren te vermijden.

"Sommige soorten hebben echter opvallende of prominente ogen en voor het grootste deel is het een mysterie gebleven waarom dit zou zijn.

"Ons laatste onderzoek geeft nieuw inzicht in waarom 'opvallende' en kleurrijke ogen zijn geëvolueerd."

Het onderzoek is in verschillende fasen uitgevoerd:

  • Er werden guppy's waargenomen die snoekcichliden naderden, waarbij hun irissen vaak zwart werden.
  • De aanvalsstrategie van cichliden werd getest door ze in tanks met realistische robotguppy's te plaatsen. Toen robotguppy's zwarte ogen hadden, hadden cichliden de neiging om naar het hoofd te slaan in plaats van naar het midden van het lichaam.
  • Door guppy's en cichliden in een aquarium te plaatsen (met een transparant scherm om te voorkomen dat de guppy's worden opgegeten) en door te filmen met hogesnelheidscamera's, observeerden onderzoekers de slagingspercentages van cichlidenaanvallen. Guppy's die hun ogen zwart maakten, waren 38% succesvoller in het ontsnappen dan guppy's met een normale oogkleur.
  • De bevindingen werden vervolgens bevestigd met behulp van beelden van een eerdere studie waarin cichliden werden gefilmd terwijl ze op echte guppy's jagen.

"Dit project bood een prachtig scala aan technologische uitdagingen, waaronder het creëren van robotguppy's die zijn afgestemd op de kleurenvisie van snoekcichliden, en high-speed computertracking van guppy's terwijl ze ontsnapten," zei Dr. Jolyon Troscianko, van de Universiteit van Exeter .

"Deze vooruitgang stelde ons in staat om uit te zoeken of een aanval succesvol zou zijn geweest zonder dat we experimenten op leven en dood met vissen hoefden uit te voeren."

Een guppy die een op het hoofd gerichte cichlide ontwijkt. Krediet: Jeff Walker

Een verrassende bevinding was dat grotere guppy's beter waren dan kleinere in het ontsnappen met deze methode.

"Naarmate dieren groter worden, worden ze over het algemeen minder wendbaar. Als grotere prooien geen wapens of andere manieren hebben om zichzelf te verdedigen, kan dit ertoe leiden dat roofdieren ze gemakkelijker kunnen vangen," zei Dr. Heathcote.

"Door hun ogen zwart te maken, keren grotere guppy's dit fenomeen eigenlijk om.

"Grotere guppy's met zwarte ogen zijn beter in het afleiden en ontsnappen aan aanvallen van roofdieren.

"Aangezien grotere dieren meer of grotere nakomelingen produceren, zou het heel spannend zijn om erachter te komen of de dieren die dit soort strategieën gebruiken, geëvolueerd zijn om groter te worden."

Professor Indar Ramnarine, van de Universiteit van West-Indië, St. Augustine Campus, zei: "We ontdekten dit specifieke gedrag enkele jaren geleden voor het eerst bij guppy's en vroegen ons af wat de betekenis hiervan was. Nu weten we het."

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat guppy's ook hun ogen zwart maken om agressie naar elkaar te tonen.

Dr. Safi K. Darden, van de Universiteit van Exeter, zei: "We wisten dat het veranderen van de iriskleur op de een of andere manier betrokken was bij interacties met andere guppy's, maar toen we zagen dat guppy's die roofdierinspecties uitvoerden ook de kleur van hun irissen veranderden, we dachten dat er iets heel interessants aan de hand moest zijn.

"Het is geweldig om zo'n bekwaam team met uiteenlopende expertises te hebben zien samenkomen om dit gedrag zo gedetailleerd te kunnen onderzoeken."

Het artikel, gepubliceerd in het tijdschrift Huidige biologie, is getiteld: "Een matador-achtige roofdier-afleidingsstrategie aangedreven door opvallende kleuring bij guppy's."


Zou een transparante iris zijn doel dienen? - Biologie

Functie . (Zie ook visie.) De breking of buiging van lichtstralen zodat ze zich concentreren op het netvlies en dus kunnen worden overgedragen aan de oogzenuw wordt bereikt door drie structuren: de waterige humor, een waterige substantie tussen het hoornvlies en de lens, de lens, een kristallijne structuur net achter de iris en het glasvocht, een geleiachtige substantie die de ruimte tussen de lens en het netvlies vult. In tegenstelling tot de lens van een camera, stelt de lens van het oog scherp door een proces dat accommodatie wordt genoemd. Dit betekent dat wanneer het oog iets in de verte ziet, spieren aan de lens trekken en deze uitrekken totdat deze dun en bijna plat is, zodat de lichtstralen slechts licht worden gebogen als ze er doorheen gaan. Wanneer het object dichtbij is, ontspannen de spieren en wordt de elastische lens dikker, waardoor de lichtstralen worden gebogen en op het netvlies worden gefocust.'131

Omdat het oog onder veel verschillende omstandigheden moet functioneren, zijn er twee soorten zenuwcellen in het netvlies, met verschillende vormen: de kegeltjes en de staafjes. Ze bestrijken het volledige scala van aanpassing aan licht, waarbij de kegeltjes gevoelig zijn bij fel licht en de staafjes bij weinig licht. De kegeltjes zijn verantwoordelijk voor het zien van kleuren. Er zijn drie soorten kegeltjes, elk met een stof die reageert op licht van een andere kleur, één voor rood, één voor groen en één voor violet. Dit zijn de primaire kleuren in het licht, die bij vermenging wit geven. Wit licht stimuleert alle drie de sets kleurcellen, elke andere kleur stimuleert er een of twee.

De oogzenuw, die de zenuwimpulsen van het netvlies naar het visuele centrum van de hersenen doorgeeft, bevat zenuwvezels van de vele zenuwcellen in het netvlies. Het kleine plekje waar het het netvlies verlaat, heeft geen lichtgevoelige cellen en wordt de blinde vlek genoemd.

De ogen zijn zo aan de voorkant van het hoofd geplaatst dat mensen stereoscopisch zicht hebben, het vermogen om afstanden in te schatten. Omdat de ogen uit elkaar staan, ziet elk oog verder rond een object aan zijn eigen kant dan het andere. De hersenen leggen de twee enigszins verschillende beelden over elkaar heen en beoordelen de afstanden tot het samengestelde beeld.

Aandoeningen van het oog. Als de oogbol te kort of te lang is, focust de lens het beeld niet op het netvlies maar erachter of ervoor. De eerste aandoening wordt hypermetropie (of verziendheid) genoemd en de laatste myopie (of bijziendheid). Een onregelmatigheid in de kromming van het hoornvlies of de lens kan leiden tot verminderd zicht op astigmatisme. scheelzien (of scheel of gekruiste ogen) wordt meestal veroorzaakt door zwakte in spieren die de beweging van de oogbol regelen. conjunctivitis is een ontsteking van het membraan dat de voorkant van de oogbol bedekt en de oogleden bedekt. Wanneer kleine stukjes van het netvlies losraken van de onderliggende lagen, kan een operatie voor netvliesloslating nodig zijn om blindheid te voorkomen. presbyopie (meestal in de vorm van hypermetropie) komt voor bij oudere personen en ontwikkelt zich naarmate de lens in de loop van de jaren zijn elasticiteit verliest. Correctie is gemakkelijk te maken met een correct voorgeschreven bril.ƒ

Buitenlandse lichamen in de ogen komen vaak voor. Een veiligheidsbril moet worden gedragen door personen die risico lopen. Sintels, gruis of andere vreemde voorwerpen kunnen het beste worden verwijderd door het ooglid bij de wimpers op te tillen. Het vreemde lichaam blijft meestal op het oppervlak van het deksel en kan gemakkelijk worden verwijderd. Deeltjes ingebed in de oogbol moeten worden verwijderd door een gekwalificeerde beroepsbeoefenaar in de gezondheidszorg.

Vermoeide ogen is vermoeidheid van de ogen veroorzaakt door onjuist gebruik, niet-gecorrigeerde afwijkingen in het gezichtsvermogen of een oogaandoening. Symptomen kunnen zijn pijn of pijn in de ogen, of een warm, krassend gevoel in de oogleden. Hoofdpijn, wazig zien of wazig zien, en soms duizeligheid of misselijkheid kunnen ook voorkomen.

kunstoog een glazen of plastic prothese die in de oogkas wordt ingebracht om de oogbol te vervangen, de meeste zijn ontworpen om dag en nacht te worden gedragen. Wanneer patiënten verzwakt raken en niet meer in staat zijn om voor een dergelijke prothese te zorgen, moeten ze erop vertrouwen dat leden van het zorgteam de juiste zorg verlenen volgens de gekozen voorkeursroutine.'

Het reinigen van een oogprothese is in principe vergelijkbaar met het verzorgen van een kunstgebit, beide worden met zorg behandeld om schade te voorkomen en worden gereinigd volgens goede hygiënische principes. De prothese wordt verwijderd terwijl de patiënt ligt, zodat deze in de hand valt en niet kan vallen en breken. Het wordt verwijderd door het onderste ooglid in te drukken, waardoor de prothese naar buiten en naar beneden kan glijden. Milde zeep en water worden meestal gebruikt voor het reinigen van de prothese. Alcohol of andere chemicaliën kunnen prothesen van kunststof beschadigen. Als het niet onmiddellijk na reiniging in de koker wordt teruggeplaatst, wordt het bewaard in water of een inweekoplossing voor contactlenzen. Het inbrengen van de prothese gebeurt door het bovenste ooglid met duim of wijsvinger op te tillen en de inkeping naar de neus toe te plaatsen. Het wordt zo ver mogelijk onder het bovenste ooglid geplaatst en vervolgens wordt het onderste ooglid ingedrukt om het op zijn plaats te laten glijden. Het proces kan worden vergemakkelijkt door de prothese eerst met water te bevochtigen. Als het nodig is om het gebied rond de ogen van een patiënt met een prothese af te vegen, moet men voorzichtig in de richting van de neus vegen om te voorkomen dat de prothese losraakt.


Wat zijn de functies van het hoornvlies, de pupil, de lens, het netvlies en de oogzenuw?

Samen werken ze om visuele informatie naar de hersenen te sturen.

Uitleg:

Hoornvlies Dit is het voorste deel van de taaie buitenlaag die transparant is. Het breekt licht (buigt het wanneer het in de ogen komt om ervoor te zorgen dat het op de juiste plaats zit).

Lens Een transparante, biconvexe, flexibele schijf achter de iris. Richt het licht op het netvlies (het lichtgevoelige deel van het oog),

Netvlies De binnenkant van de achterkant van het oog bevat twee soorten fotoreceptorcellen: staafjes (gevoelig voor gedimd licht, zwart en wit) en kegeltjes (gevoelig voor kleur). Deze detecteert het licht zoals een film in een camera zou doen.

Optische zenuw Een hersenzenuw (van de hersenen) die informatie van de ogen naar de hersenen stuurt waar het kan worden geïnterpreteerd.

Leerling De pupil is in wezen een gat in het midden van je iris dat bepaalt hoeveel licht het oog binnenkomt. De grootte wordt bepaald door het ontspannen en samentrekken van de iris. Wanneer er een hoge lichtintensiteit is, krimpt de pupil terwijl deze groeit bij een lage lichtintensiteit. Dit is om ervoor te zorgen dat er voldoende licht is om te kunnen zien zonder het gevoelige netvlies te beschadigen.

Dus, in volgorde van hoe we het zien, hier zijn hun rollen.

1) Licht gaat door de hoornvlies het oog bedekken dat het breekt.

2) De iris regelt de grootte van de leerling die bepaalt hoeveel licht er in het oog mag komen.

3) Achter de pupil bevindt zich de lens dat licht (of een afbeelding) op de netvlies .

4) De netvlies bevat veel fotoreceptor cellen die licht omzetten in elektrische signalen.

5) Deze signalen worden verder verwerkt en reizen vervolgens door de optische zenuw worden verzameld en geïnterpreteerd door de hersenen.


Hoe het oog werkt

Even licht lezen

Aanraking interpreteert veranderingen van druk, textuur en warmte in de objecten waarmee we in contact komen. Het gehoor pikt drukgolven op en smaak en geur lezen chemische markers. Zicht is het enige zintuig waarmee we kop en staart kunnen maken van sommige van de elektromagnetische golven die overal om ons heen razen - met andere woorden, zien vereist licht.

Afgezien van vuur (en andere gloeiende materialen), lichtgevende bronnen en door de mens gemaakte objecten (zoals het scherm waarop je dit leest), straalt onze omgeving over het algemeen geen licht uit dat onze ogen kunnen oppikken. In plaats daarvan worden objecten zichtbaar wanneer een deel van het licht van andere bronnen erop weerkaatst.

Laten we als voorbeeld een appelboom nemen. Licht reist in een (relatief) rechte lijn van de zon naar de boom, waar verschillende golflengten worden geabsorbeerd door de bladeren, schors en appels zelf. Wat niet wordt geabsorbeerd, stuitert terug en ontmoet de eerste laag van onze ogen, het dunne oppervlak van vloeibare tranen dat het orgel beschermt en smeert. Daaronder ligt het hoornvlies, een dunne laag van geïnnerveerde transparante cellen.

Achter hen is er een vloeistofmassa genaamd de waterige humor. Deze heldere vloeistof houdt een constante druk op het hoornvlies, zodat het niet kreukt en zijn vorm behoudt. Dit is een vrij belangrijke rol, aangezien die laag voor tweederde van het optische vermogen van het oog zorgt.

Anatomie van het oog.
Afbeelding via flickr

Het licht wordt dan door de pupil geleid. Nee, er zijn geen schoolkinderen in je oog. De pupil is de centrale, ronde opening van de iris, het mooi gekleurde deel van onze ogen. De iris trekt samen of ontspant om een ​​optimale hoeveelheid licht dieper in onze ogen te laten doordringen. Als het niet zou werken om de blootstelling te reguleren, zouden onze ogen worden verbrand als het licht werd en zouden we moeite hebben om iets te zien als het donker werd.

Het laatste deel van het scherpstelmechanisme van ons oog wordt de kristallijne lens genoemd. Het heeft slechts de helft van de scherpstellingskracht van het hoornvlies, maar de belangrijkste functie is dat het kan veranderen hoe het doet dit. Het kristallijne is bevestigd aan een ring van vezelig weefsel op de evenaar, die aan de lens trekt om van vorm te veranderen (een proces dat bekend staat als accommodatie), waardoor het oog kan focussen op objecten op verschillende afstanden.

Nadat het door de lens is gegaan, gaat het licht door een tweede (maar meer jello-achtig) vloeistoflichaam en valt het op een gebied dat bekend staat als het netvlies. Het netvlies omlijnt de achterkant van het oog en is het gebied dat het licht daadwerkelijk verwerkt. Er zijn veel verschillende delen van het netvlies die samenwerken om ons zicht helder en helder te houden, maar drie ervan zijn belangrijk om te begrijpen hoe we zien.

  • Eerst de macula. Dit is het 'stieroog'8221 van het netvlies. In het midden van de macula bevindt zich een lichte dip genaamd de fovea centralis (fovea is Latijn voor pit). As it lies at the focal point of the eye, the fovea is jam-packed with light sensitive nerve endings called photoreceptors.
  • Photoreceptors. These differentiate in two categories: rods and cones. They’re structurally and functionally different, but both serve to encode light as electro-chemical signals.
  • Retinal pigment epithelium. The REP is a layer of dark tissue whose cells absorb excess light to improve the accuracy of our photoreceptors’ readings. It also delivers nutrients to and clears waste from the retina’s cells.

So far you’ve learned about the internal structure of your eyes, how they capture electromagnetic light, focus it and translate it into electro-chemical signals. They’re wonderfully complex systems, and you have two of them. Genieten van!

There’s still something I have to tell you about seeing, however. Don’t be alarmed but….

The images are all in your head

While eyes focus and encode light into the electrical signals our nervous system uses to communicate, they don’t zien per se. Information is carried by the optical nerves to the back of the brain for processing and interpretation. This all takes place in an area of our brain known as the visual cortex.

Brain shown from the side, facing left. Above: view from outside, below: cut through the middle. Orange = Brodmann area 17 (primary visual cortex)
Image via wikipedia

Because they’re wedged in your skull a short distance apart from each other, each of your eyes feeds a slightly different picture to your brain. These little discrepancies are deliberate by comparing the two, the brain can tell how far an object is. This is the mechanism that ‘magic eye’ or autostereogram pictures attempt to trick, causing 2D images to appear three dimensional. Other clues like shadows, textures and prior knowledge also help us to judge depth and distance.

The neurons work together to reconstruct the image based on the raw information the eyes feed them. Many of these cells respond specifically to edges orientated in a certain direction. From here, the brain builds up the shape of an object. Information about color and shading are also used as further clues to compare what we’re seeing with the data stored in our memory to understand what we’re looking at. Objects are recognized mostly by their edges, and faces by their surface features.

Brain damage can lead to conditions that impair object recognition (an inability to recognize the objects one is seeing) such as agnosia. A man suffering from agnosia was asked to look at a rose and described it as ‘about six inches in length, a convoluted red form with a linear green attachment’. He described a glove as ‘a continuous surface infolded on itself, it appears to have five outpouchings’. His brain had lost its ability to either name the objects he was seeing or recognize what they were used for, even though he knew what a rose or a glove was. Occasionally, agnosia is limited to failure to recognize faces or an inability to comprehend spoken words despite intact hearing, speech production and reading ability.

The brain also handles recognition of movement in images. Akinetopsia, a movement-recognition impairing condition is caused by lesions in the posterior side of the visual cortex. People suffering from it stop seeing objects as moving, even though their sight is otherwise normal. One woman, who suffered such damage following a stroke, described that when she poured a cup of tea the liquid appeared frozen in mid-air, like ice. When walking down the street, she saw cars and trams change position, but not actually move.


Would a transparent iris serve its purpose? - Biologie

Parts of the Eye

Here I will briefly describe various parts of the eye:

Sclera

The sclera is the white of the eye. "Don't shoot until you see their scleras."

  • Exterior is smooth and white
  • Interior is brown and grooved
  • Extremely durable
  • Flexibility adds strength
  • Continuous with sheath of optic nerve
  • Tendons attached to it

The cornea is the clear bulging surface in front of the eye. It is the main refractive surface of the eye.

  • Primary refractive surface of the eye
  • Index of refraction: n = 1.37
  • Normally transparent and uniformly thick
  • Nearly avascular
  • Richly supplied with nerve fibers
  • Sensitive to foreign bodies, cold air, chemical irritation
  • Nutrition from aqueous humor and
  • Tears maintain oxygen exchange and water content
  • Tears prevent scattering and improve optical quality

Anterior & Posterior Chambers

  • The anterior chamber is between the cornea and the iris
  • The posterior chamber is between the iris and the lens
  • Contains the aqueous humor
  • Index of refraction: n = 1.33
  • Specific viscosity of the aqueous just over 1.0 (like water, hence the name)
  • Pressure of 15-18 mm of mercury maintains shape of eye and spacing of the elements
  • Aqueous humor generated from blood plasma
  • Renewal requires about an hour
  • Glaucoma is a result of the increased fluid pressure in the eye due to the reduction or blockage of aqueous from the anterior to posterior chambers.
  • Iris is heavily pigmented
  • Sphincter muscle to constrict or dilate the pupil
  • Pupil is the hole through which light passes
  • Pupil diameter ranges from about 3-7 mm
  • Area of 7-38 square mm (factor of 5)
  • Eye color (brown, green, blue, etc.) dependent on amount and distribution of the pigment melanin
  • Transparent body enclosed in an elastic capsule
  • Made up of proteins and water
  • Consists of layers, like an onion, with firm nucleus, soft cortex
  • Gradient refractive index (1.38 - 1.40)
  • Young person can change shape of the lens via ciliary muscles
  • Contraction of muscle causes lens to bulge
  • At roughly age 50, the lens can no longer change shape
  • Becomes more yellow with age: Cataracts

The graph on the right shows the optical density (-log transmittance) of the lens as a function of wavelength. The curves show the change in density with age. More short wavelength light is blocked at increases ages.

  • Fills the space between lens and retina
  • Transparent gelatinous body
  • Specific viscosity of 1.8 - 2.0 (jelly-like consistency)
  • Index of refraction, n=1.33
  • Nutrition from retinal vessels, ciliary body, aqueous
  • Floaters, shadows of sloughed off material/debris in the vitreous
  • Also maintains eye shape

Notice the orientation of the retina in the eye. The center of the eyeball is towards the bottom of this figure and the back of the eyeball is towards the top. Light enters from the bottom in this figure.

The light has to pass through many layers of cells before finally reaching the photoreceptors. The photoreceptors are where the light is absorbed and and transformed into the electrochemical signals used by the nervous system. This change is called TRANSDUCTION .

The interior of the eyeball is the "inner" side and the exterior is the "outer" side. The nuclear layers contain cell bodies. The plexiform layers contain the connections between cells in the retina.

This next picture shows a schematic of the cells in the retina:

Again the light in entering from the bottom passing through all these layers before being absorbed in the receptors.

You can see the two types of receptors: the rod-shaped rods and the cone-shaped cones . The signal, after transduction, is passed to the horizontal cells (H) and the bipolar cells via a layer of connections. Lateral processing takes place in this layer via the horizontal cells. The throughput is transferred to another layer of connections with the amacrine cells (A) and the ganglion cells. The amacrine cells also exhibit lateral connections in this inner plexiform layer. The signals pass out of the eye via the ganglion cell axons which are bundled together to form the optic nerve.

The retina has a similar layered structure as the gray-matter top layers of the cerebral cortex of the brain. In fact, the retina is an extension of the central nervous system (the brain and spinal cord) that forms during embryonic development. This is one reason why scientists are interested in retinal processing the retina is an accessible part of the brain that can be easily stimulated with light.

Speaking of the optic nerve.

The location where the optic nerve is bundled and leaves the retina is known as the optic disk . There are no photoreceptors at the location of the optic disk and hence there is a blind spot. The scientific term for a blind spot is a scotoma . So the blind spot due to the optic disk is a natural permanent scotoma in normal vision. Here is a demonstration of the natural permanent scotoma:

Sluit je linkeroog. Fixate on the cross with your right eye. This will cause the image of the cross to fall on your fovea. Adjust the viewing distance until the black spot disappears. When this happens, the image of the spot is falling on your blind spot.

What do you see (or not see) when you do this with the top figure?

What happens when the gap in the bottom figure falls on your blind spot?

You should see the "smiley" in the top figure disappear when it falls in your blind spot. When the gap in the bottom figure falls on the blind spot, the visual system "fills in" the line. So why don't we notice the blind spot in normal vision? For one, we have two eyes and the blind spots are in non-corresponding locations (they are nasally located (towards the nose) on the retina so the blind spots are temporal (towards the temple) in the visual field). In addition, the filling in process makes the blind spot less noticeable especially in a peripheral area of sight that has less visual acuity (the ability to see detail).

As mentioned above, in front of the receptors are layers of cells through which the light must pass. In addition there is vasculature on the front surface of the retina.

You can see this vasculature (or more correctly its shadow) by pressing a pen light to the side of your eyeball and gently wiggling it. What you will see looks like the figure below.

Why don't we see this regularly? As mentioned previously, the visual system is sensitive to change and when the light enters normally through the pupil, the vessels are stable. They are also small and narrow so they do not block much light however when illuminated from the side they cast a wider shadow.

If you look at a deep blue field or up at the sky (not the sun) on a clear day, you may notice pulsations or squiggles moving around. These are the shadows of the red corpuscles in the blood in these vessels.

The fovea is the location on the retina of central gaze. When you look directly, or fixate, at a stimulus you the retinal locus of this central fixation is the fovea. There are only cones in the human fovea (no rods). They are thinner, elongated, any very tightly packed. Because of this, the fovea is the location of highest visual acuity and best color vision.

In the diagram below you can see that the retinal layers are pulled aside (the axons of the receptors are elongated) leaving a clearer path for the light to reach the receptors. There is actually a little indentation or pit at the location of the fovea due to this and it is a clear landmark in the retina during an ophthalmic examination. The elongated outer segments of the cones (where the photopigment is and where the transduction occurs) increase the sensitivity by increasing the amount of photopigment. There is no vasculature in the central fovea.

Covering the fovea is a pigment called the macula. it is thought that the macula serves as a protective filter over the foviea that absorbs blue and ultraviolet radiation. This pigment varies from observer to oberver and is a source of individual variation in color vision. Usually we do not notice the filtering of the macula but under special conditions we can notice its presence causing what is known as Maxwell's spot .

Here is a plot of the density of the macula as a function of wavelength:

To see Maxwell's spot try alternately viewing through a blue and yellow filter. When looking at through the blue filter after adapting through the yellow filter you may see a dark region covering approximately the central 3° of visual angle. Try it by clicking hier. No guarantees.

The middle- and long- wavelength sensitive cones are selectively adapted to the yellow so that their response is attenuated while subsequently looking through the blue, thereby enhancing the visual effect of the macula.

Another demonstration of the macula is called Haidinger's Brushes.

Look at a uniform blue field (again the clear sky works well for this) through a linear polarizer. You may be able to see a small yellow hourglass in the central 3° area. As you change the orientation of the polarizer, the orientation of the hour glass changes.

To the right is an artists depiction of Haidinger's Brushes.

OK, the ophthalmoscope is not a part of the eye.

If you want to see into someone's eye you have a problem. Your head will block the light entering the eye. Attributed to Helmholtz, the ophthalmoscope solves this problem by shining a small beam of light in to the eye. The reflected light is then available for viewing.

This is a schematic diagram showing how an ophthalmoscope works. An alternative is to use a half silvered mirror that covers the complete entrance area and allows half the light ener the eye and then allows half of the reflecting light to pass through the mirror into the observers eye.

In class, I try to borrow an ophthalmoscope so that the students can look into each other's eyes. Perhaps you can get hold of one or ask your physician or eye doctor to let you try it on him/her.

One other time that one sees the inside of the eye is when you get red-eye in a photograph. What you see here is the reflection off the retina of the rhodopsin, the pink colored photopigment in the rod photoreceptors.


Bekijk de video: BORSTKANKER, CHEMO en EITJES INVRIEZEN op je 24ste (December 2021).