Informatie

Wat zie je als je met hetzelfde oog naar je eigen netvlies kijkt? (optische terugkoppeling)


Wanneer je een video opneemt terwijl je de zoeker naar het scherm richt met een live preview, creëer je optische feedback: video voorbeeld. Een analoog effect treedt op wanneer u uw microfoon naar de luidspreker draait.

Als je met hetzelfde oog naar je eigen netvlies kijkt, creëren onze hersenen dan een soortgelijk effect als in de video is vastgelegd? Of zou het bij elkaar iets anders kunnen zijn?

De beste manier om erachter te komen is natuurlijk om 'gewoon door te gaan' en het zelf te zien, maar het lijkt alsof ik niet de juiste voorwaarden heb om dit thuis te testen: de pupil wordt te klein in de spiegel en dus het netvlies is gewoon donker. Voor zo'n experiment zouden oogdruppels nodig zijn om de pupil te vergroten en meer licht op het netvlies te laten vallen.


Er is hier een antwoord gepost en weer verwijderd - waarvan ik denk dat het de fout van mijn vraag heeft gevonden. Maak de verwijdering ongedaan :)

Wat het oog waarneemt zodra het naar het netvlies kijkt, is een fysiek constant beeld van het netvlies.

Om de optische feedbacklus te laten werken, zou het netvliesbeeld 'in' de spiegel echter moeten worden beïnvloed door wat op het netvlies van het observerende oog wordt geprojecteerd. Aangezien het netvliesbeeld in de spiegel constant is (er is geen enkele link tussen het gespiegelde netvlies en het observerende netvlies), is het geprojecteerde beeld op het netvlies van het observerende oog ook constant.

De lus is verbroken en er is geen optische feedback.


Je zou je netvlies zien en dat is alles. Er zou geen "mise-en-abyme" zijn.

Om deze feedbacklus die je beschrijft te ervaren, moet je iets zien dat het totale beeld omvat van wat je ziet. Bijvoorbeeld: je zou een vrouw kunnen zien die een frame vasthoudt van het geheel van wat je ziet.

Als je naar je netvlies kijkt, kun je niet iets zien dat het totale beeld omvat van wat je ziet, je ziet alleen je netvlies! Het zou waarschijnlijk werken als het netvlies een spiegel was (of een ander uitvoerapparaat)

Deze vraag past misschien niet echt bij Biology.SE. Misschien heb je de kans om een ​​goede match te maken door een vraag te stellen over de mechanistische aard van het proces genaamd mise-en-abyme op Phylosophy.SE. En vraag of men ditzelfde proces met een van hun zintuigen (perceptie) kan beleven. Je kunt je afvragen of het Larsen-effect (audiofeedback) een soortgelijk proces is als het proces dat we ervaren als we naar deze foto kijken en in welke termen ze vergelijkbaar zijn en in welke termen ze verschillen. Als je een dergelijke vraag stelt, verwelkom ik je om de link op dit bericht toe te voegen (behalve als het bericht wordt gesloten)!


Feedback betekent dat de uitvoer van een apparaat ernaar wordt teruggekoppeld als nieuwe invoer. U kunt invoer naar een netvlies voeren, maar de uitvoer niet.

Je krijgt geen feedback als de microfoon niet gekoppeld is aan een speaker, of de speaker niet kan horen.

U krijgt geen feedback als de videocamera niet naar het scherm wijst.

Je oog verbruikt input, maar deze input wordt alleen gebruikt om de toestand van je hersenen op mysterieuze manieren te veranderen. Er wordt geen output geproduceerd. Er is geen "Kodak"-orgaan in het menselijk lichaam dat het beeld dat door het netvlies wordt gezien* getrouw reproduceert. Zonder output is er niets aan de hand feedback - hetzelfde als hoe je geen feedback kunt krijgen als een camera niet is gekoppeld aan een display. Een display, met mensen, zou analoog zijn aan een magische machine die je gedachten leest.

Als je naar je netvlies zou kijken, zou je je netvlies zien. Net zoals een camera die op een spiegel is gericht, een camera zou zien.

Het beste wat je kunt doen, is jezelf voorstellen, jezelf voorstellen, jezelf voorstellen... Hoewel je waarschijnlijk geestverruimende middelen zou moeten nemen om dit volledig te ervaren.


*: Ik zeg dat er geen orgel bestaat, maar het is is mogelijk voor mensen om een ​​beeld te reproduceren dat ze hebben gezien. Het heet "schilderen". Sommige beroemde schilders hebben blijkbaar een afbeelding van zichzelf in hun afbeelding opgenomen, afgebeeld tijdens het schilderen van de afbeelding.

Dit is niet echt een klassiek schilderij, maar om een ​​voorbeeld te geven:

Het probleem is dat het schilderen van een foto lang duurt, dus de feedback is erg traag - elke iteratie kan dagen duren.


Kleur optische illusies

Een combinatie van kleur, onze waarneming en de structuur van onze ogen kan tot interessante optische illusies leiden. Hier zijn enkele voorbeelden.

Na afbeelding

Kijk naar de rode stip.
Wat zie je als het beeld verdwijnt?

Wanneer het scherm wit wordt, zien de meeste mensen een nabeeld van de Amerikaanse vlag. Wanneer we enige tijd naar een helder object staren, is er een vermoeidheid van het netvliesproces. Vanwege deze vermoeidheid zien we de complementaire kleur wanneer het beeld verdwijnt. De complementaire kleur kan enige tijd blijven hangen totdat het proces van het netvlies uitsterft.

Kleurperceptie Optische illusie

Hoeveel kleuren zijn er op deze foto, wit niet meegerekend?

Als je er twee hebt geantwoord, heb je gelijk. Bij nadere inspectie blijkt dat de "nieuwe" kleuren in het midden eigenlijk niet nieuw zijn. Ze worden als verschillend ervaren omdat de twee kleuren naast elkaar worden geplaatst.

De donkere kleuren die lijken te verschijnen, worden veroorzaakt door een dithering-effect. Dithering treedt op wanneer kleuren zo dicht bij elkaar liggen dat uw oog ze mengt om een ​​nieuwe kleur te creëren.

Optische illusie met kleurenstip

Welke cirkel is het grootst? Welke is het kleinst?

Alle gekleurde stippen zijn even groot. Kleursensatie is te wijten aan veranderingen in de frequentie van het licht dat door onze ogen wordt gedetecteerd. Hier is een link naar een site met informatie over kleur en het potentieel om de gezondheid te beïnvloeden.

Vlag Kleur Optische Illusie

Wat is het verschil tussen de twee tinten groen?

Er is geen verschil. Het is dezelfde kleur groen. Als je het niet gelooft, bedek dan de andere kleuren en je zult zien dat ze hetzelfde zijn.

Onze perceptie van kleur wordt beïnvloed door het contrast met de nabijgelegen kleuren. Hier beïnvloeden de andere kleuren het groen sterk om het anders te laten lijken.

Optische illusie in kleurlezen

Lees deze lijst met kleuren door. Maar in plaats van het woord te lezen, spreek de kleur van elk woord.

Als je bent zoals de meeste mensen, vond je deze oefening moeilijk. Dit staat bekend als het Stroop-effect. Er is een conflict tussen wat we lezen en wat we waarnemen. Oranje mag niet blauw zijn. Indigo mag niet grijs zijn. Het is ook mogelijk dat deze taak moeilijk is omdat het vereist dat beide hersenhelften samenwerken.

Optische illusie van blauw en geel spinnewiel

Wat zie je als je naar deze snelle animatie staart?

Zie je nog andere kleuren dan blauw en geel?

Door verschillende soorten computers en monitoren kan deze illusie meer of minder uitgesproken zijn. Als deze illusie op een stuk papier wordt getekend en rondgedraaid, kunnen er enkele interessante kleureffecten optreden.

De kleureffecten lijken verband te houden met hoe snel kleur kan worden waargenomen in de kegels van onze ogen. Blauw lijkt het snelst te worden gedetecteerd, terwijl groen het langzaamst lijkt te worden gedetecteerd. Rood staat in het midden. Deze effecten zijn zelfs te zien als de twee kleuren zwart en wit zijn.

Optische illusie blokkeren met contrast

Welk blok is groter?

Ze zijn even groot. De waargenomen grootte van een object wordt beïnvloed door de kleur eromheen. Ook in deze illusie trekt het ingelijste object meer aandacht, waardoor het groter lijkt.

Cirkelcontrast optische illusie

Welke van deze twee stippen is groter?

Beide stippen zijn even groot. Deze optische illusie laat zien hoe verschillende kleuren een cirkel er anders uit kunnen laten zien.


De verborgen wiskunde achter de oogtest van uw DMV

Minstens één keer in je leven moet je naar de ooggrafiek op het kantoor van de dokter of DMV hebben getuurd, in een poging de wazige bottom line te onderscheiden. De test lijkt eenvoudig genoeg, toch? Lees een willekeurige reeks medeklinkers en klinkers op één regel en herhaal het proces met de onderstaande regel totdat u de letters niet meer kunt onderscheiden.

Het blijkt dat er een zeer nauwkeurige wiskunde is die de grootte en rangschikking van die blokletters bepaalt om uw vermogen om details te zien te testen - bekend als uw 'gezichtsscherpte'. Voor het eerst ontwikkeld in 1862 door de Nederlandse oogarts Herman Snellen, begonnen de prototypes van deze oogkaart met abstracte vormen. Uiteindelijk bevatte de kaart die bekende blokletters.

Een van de grote prestaties van Snellen was het standaardiseren van de oogkaart, zodat anderen dezelfde principes konden gebruiken om hun eigen tests te ontwikkelen. Dus we besloten om het eens te proberen. In de video hierboven traceren we de oogkaart terug naar zijn oorsprong en bekijken we de biologie van gezichtsscherpte en de wiskunde die nodig is om de grenzen ervan te testen. Dan gaan we tot het uiterste om mijn eigen gezichtsvermogen te testen. Spoiler alert: het is geweldig.


Diagnose en tests

Hoe herken je retinale veneuze occlusies?

    (OKT): Dit is een high-definition afbeelding van het netvlies gemaakt door een scanning oftalmoscoop met een resolutie van 5 micron. Deze beelden kunnen de aanwezigheid van zwelling en oedeem bepalen door de dikte van uw netvlies te meten. De arts zal OCT-beelden gebruiken om het verloop van de ziekte tijdens uw behandeling objectief vast te leggen.
  • Oftalmoscopie: De veranderingen veroorzaakt door RVO kunnen worden gezien door onderzoek van het netvlies met een instrument dat een oftalmoscoop wordt genoemd.
  • Fluoresceïne-angiografie: Dit is een testprocedure waarbij een kleurstof die in een ader in de arm wordt geïnjecteerd, naar de bloedvaten van het netvlies gaat. Met speciale foto's kan de arts de bloedvaten zien.

Hoe werken onze fotoreceptoren?

Klik op deze ogen om fotoreceptoren te zien

We hebben twee hoofdtypen fotoreceptoren, staafjes en kegeltjes genaamd. Vanwege hun vorm worden ze staafjes en kegeltjes genoemd. Deze cellen bevinden zich in een laag aan de achterkant van het oog, het netvlies. Staafjes worden gebruikt om te zien bij zeer weinig licht en tonen ons de wereld alleen in zwart-wit.

Daarom zie je alleen zwart-wit als je 's avonds buiten bent of in een slecht verlichte ruimte. Het andere type fotoreceptoren, de kegeltjes, stellen ons in staat om kleuren te zien. Ze zijn niet zo gevoelig als de staafjes en werken dus alleen bij fel licht. Er zijn drie soorten kegeltjes, één voor elk van de drie hoofdkleuren die we zien, rood, groen en blauw. (klik op de ogen hierboven voor meer informatie)

Sommige mensen hebben een genetisch defect waardoor een of meer van de kegeltjes falen. Deze aandoening staat bekend als kleurdeficiëntie. Je hebt misschien gehoord dat het kleurenblindheid wordt genoemd. Kleurenblindheid komt vrij vaak voor en treft ongeveer negen procent van alle mensen. Het komt veel vaker voor bij mannen dan bij vrouwen. Om te testen op kleurenblindheid wordt een speciale foto, een Ishihara-test genoemd, gebruikt. Als u naar onze kleurentestpagina springt, kunt u uzelf testen en ook een ander interessant fenomeen van onze kleurenvisie ervaren.

Hoe zit het met andere dieren? Wat voor kleuren zien ze? De meeste dieren zien minder kleuren dan wij, maar sommigen zien meer! We weten dit door te kijken hoeveel soorten kegelfotoreceptoren ze hebben. Een andere goede indicatie van wat een dier kan zien, is door naar hun eigen kleuren te kijken. De kleuren van hun prooi zijn ook een indicatie van het vermogen van een dier om kleur te zien. We hebben een tabel gemaakt van enkele veelvoorkomende dieren en welke kleuren ze zien.


Eenvoudige anatomie van het netvlies door Helga Kolb

Wanneer een oogarts een oftalmoscoop gebruikt om in uw oog te kijken, ziet hij het volgende aanzicht van het netvlies (Fig. 1).

In het midden van het netvlies bevindt zich de oogzenuw, een cirkelvormig tot ovaal wit gebied van ongeveer 2 x 1,5 mm breed. Vanuit het centrum van de oogzenuw straalt de belangrijkste bloedvaten van het netvlies. Ongeveer 17 graden (4,5-5 mm), of twee en een halve schijfdiameter links van de schijf, is de enigszins ovale, bloedvatvrije roodachtige vlek te zien, de fovea, die zich in het midden van het gebied bevindt door oogartsen bekend als de macula.

Fig. 1. Netvlies gezien door een oftalmoscoop
KLIK HIER om een ​​animatie te zien (van de iris tot het netvlies) (Quicktime movie)

Een cirkelvormig veld van ongeveer 6 mm rond de fovea wordt beschouwd als het centrale netvlies, terwijl daarbuiten het perifere netvlies zich uitstrekt tot aan de ora serrata, 21 mm van het midden van het netvlies (fovea). Het totale netvlies is een cirkelvormige schijf met een diameter tussen 30 en 40 mm (Polyak, 1941 Van Buren, 1963 Kolb, 1991).

Afb. 1.1. Een schematische doorsnede door het menselijk oog met een schematische vergroting van het netvlies

Het netvlies is ongeveer 0,5 mm dik en omlijnt de achterkant van het oog. De oogzenuw bevat de axonen van de ganglioncellen die naar de hersenen lopen en bovendien inkomende bloedvaten die uitmonden in het netvlies om de retinale lagen en neuronen te vasculariseren (Fig. 1.1). Een radiale doorsnede van een deel van het netvlies onthult dat de ganglioncellen (de uitgangsneuronen van het netvlies) het binnenste in het netvlies liggen dat zich het dichtst bij de lens en de voorkant van het oog bevindt, en dat de fotosensoren (de staafjes en kegeltjes) het meest aan de buitenkant liggen in de netvlies tegen het pigmentepitheel en de choroidea. Licht moet daarom door de dikte van het netvlies reizen voordat het de staafjes en kegeltjes raakt en activeert (fig. 1.1). Vervolgens wordt de absorptie van fotonen door het visuele pigment van de fotoreceptoren vertaald in eerst een biochemische boodschap en vervolgens een elektrische boodschap die alle opeenvolgende neuronen van het netvlies kan stimuleren. De retinale boodschap met betrekking tot de foto-invoer en enige voorlopige organisatie van het visuele beeld in verschillende vormen van sensatie worden naar de hersenen overgebracht vanuit het piekende ontladingspatroon van de ganglioncellen.

Een simplistisch bedradingsschema van het netvlies benadrukt alleen de sensorische fotoreceptoren en de ganglioncellen met een paar interneuronen die de twee celtypen met elkaar verbinden, zoals te zien is in figuur 2.

Wanneer een anatoom een ​​verticaal deel van het netvlies neemt en dit bewerkt voor microscopisch onderzoek, wordt het duidelijk dat het netvlies veel complexer is en veel meer zenuwceltypes bevat dan het simplistische schema (hierboven) had aangegeven. Het is meteen duidelijk dat er veel interneuronen zijn verpakt in het centrale deel van het gedeelte van het netvlies dat tussen de fotoreceptoren en de ganglioncellen ingrijpt (figuur 3).

Alle netvliezen van gewervelde dieren zijn samengesteld uit drie lagen zenuwcellichamen en twee lagen synapsen (Fig. 4). De buitenste kernlaag bevat cellichamen van de staafjes en kegeltjes, de binnenste kernlaag bevat cellichamen van de bipolaire, horizontale en amacrine cellen en de ganglioncellaag bevat cellichamen van ganglioncellen en verplaatste amacrine cellen. Deze zenuwcellagen worden verdeeld door twee neuropils waar synaptische contacten plaatsvinden (Fig. 4).

Het eerste gebied van neuropil is de buitenste plexiforme laag (OPL) waar verbindingen tussen staaf en kegeltjes, en verticaal lopende bipolaire cellen en horizontaal georiënteerde horizontale cellen voorkomen (Fig. 5 en 6).

Fig. 5. 3D-blok van het netvlies met OPL gemarkeerd
Fig. 6. Lichtmicrofoto van een verticale doorsnede door de OPL

De tweede neuropil van het netvlies, is de binnenste plexiforme laag (IPL), en het functioneert als een relaisstation voor de verticale informatiedragende zenuwcellen, de bipolaire cellen, om verbinding te maken met ganglioncellen (Fig. 7 en 8). Bovendien werken verschillende variëteiten van horizontaal en verticaal gerichte amacrine cellen op de een of andere manier samen in andere netwerken om de ganglioncelsignalen te beïnvloeden en te integreren. Het is op het hoogtepunt van al deze neurale verwerking in de binnenste plexiforme laag dat de boodschap over het visuele beeld langs de oogzenuw naar de hersenen wordt overgebracht.

Fig. 7. 3D-blok van het netvlies met IPL gemarkeerd
Fig. 8. Lichtmicrofoto van een verticale doorsnede door de IPL

2. Centrale en perifere retina vergeleken.

Het centrale netvlies dichtbij de fovea is aanzienlijk dikker dan het perifere netvlies (vergelijk de figuren 9 en 10). Dit komt door de verhoogde pakkingsdichtheid van fotoreceptoren, met name de kegeltjes, en de bijbehorende bipolaire en ganglioncellen in het centrale netvlies in vergelijking met het perifere netvlies.

Fig. 9. Lichtmicrofoto van een verticale doorsnede door het centrale netvlies van de mens
Fig. 10. Lichtmicrofoto van een verticale doorsnede door het menselijke perifere netvlies
  • Het centrale netvlies is een kegelvormig netvlies, terwijl het perifere netvlies door een staafje wordt gedomineerd. Dus in het centrale netvlies liggen de kegels dicht bij elkaar en de staafjes minder in aantal tussen de kegels (Fig. 9 en 10).
  • De buitenste kernlaag (ONL), bestaande uit de cellichamen van de staafjes en kegeltjes, heeft ongeveer dezelfde dikte in het centrale en perifere netvlies. In de periferie zijn de staafcellichamen echter groter dan de kegelcellichamen, terwijl het omgekeerde geldt voor het centrale netvlies. In het centrale netvlies hebben de kegels schuine axonen die hun cellichamen verplaatsen van hun synaptische steeltjes in de buitenste plexiforme laag (OPL). Deze schuine axonen met bijbehorende Muller-celprocessen vormen een licht verkleurend vezelachtig gebied dat bekend staat als de Henle-vezellaag. De laatste laag is afwezig in het perifere netvlies.
  • De binnenste nucleaire laag (INL) is dikker in het centrale gebied van het netvlies in vergelijking met het perifere netvlies, vanwege een grotere dichtheid van kegel-verbindende tweede-orde neuronen (kegel bipolaire cellen) en kleinere velden en dichter bij elkaar liggende horizontale cellen en amacrine cellen die betrokken zijn bij de kegelbanen (Fig. 9). Zoals we later zullen zien, zijn conus-verbonden circuits van neuronen minder convergent in die zin dat er minder kegels botsen op tweede-orde-neuronen, dan staafjes in staaf-verbonden paden.
  • Een opmerkelijk verschil tussen centrale en perifere retina is te zien in de relatieve dikten van de binnenste plexiformlagen (IPL), ganglioncellagen (GCL) en zenuwvezellaag (NFL) (Fig. 9 en 10). Dit is opnieuw te wijten aan het grotere aantal en de verhoogde pakkingsdichtheid van ganglioncellen die nodig zijn voor de kegelbanen in het kegeldominante foveale netvlies in vergelijking met het staafdominante perifere netvlies. Het grotere aantal ganglioncellen betekent meer synaptische interactie in een dikkere IPL en grotere aantallen ganglioncelaxonen die naar de oogzenuw in de zenuwvezellaag lopen (Fig. 9).

3. Muller-gliacellen.

Fig. 11. Verticaal aanzicht van met Golgi gekleurde Muller-gliacellen

Muller-cellen zijn de radiale gliacellen van het netvlies (Fig. 11). Het buitenste beperkende membraan (OLM) van het netvlies wordt gevormd uit aanhangende verbindingen tussen Muller-cellen en binnenste segmenten van fotoreceptorcellen. Het binnenste beperkende membraan (ILM) van het netvlies is eveneens samengesteld uit zijdelings contact makende Muller-celeindvoeten en bijbehorende basaalmembraanbestanddelen.

De OLM vormt een barrière tussen de subretinale ruimte, waarin de binnenste en buitenste segmenten van de fotoreceptoren projecteren om in nauw verband te staan ​​met de pigmentepitheellaag achter het netvlies, en het eigenlijke neurale netvlies. De ILM is het binnenoppervlak van het netvlies dat grenst aan het glasvocht en daardoor een diffusiebarrière vormt tussen het neurale netvlies en het glasvocht (Fig. 11).

Door het hele netvlies heen leveren de belangrijkste bloedvaten van de retinale vasculatuur de haarvaten die in het neurale weefsel lopen. Er worden capillairen gevonden die door alle delen van het netvlies lopen, van de zenuwvezellaag tot de buitenste plexiformlaag en soms zelfs zo hoog als in de buitenste kernlaag. Voedingsstoffen uit het vaatstelsel van de choriocapillaris (cc) achter de pigmentepitheellaag leveren de delicate fotoreceptorlaag.

4. Foveale structuur.

Het centrum van de fovea staat bekend als de foveale put (Polyak, 1941) en is een zeer gespecialiseerd gebied van het netvlies dat weer verschilt van het centrale en perifere netvlies dat we tot nu toe hebben overwogen. Radiale secties van dit kleine cirkelvormige gebied van het netvlies met een diameter van minder dan een kwart millimeter (200 micron) worden hieronder getoond voor mensen (Fig. 12a) en voor apen (Fig. 12b).

Afb. 12a. Verticale doorsnede van de menselijke fovea van Yamada (1969)
Afb. 12b. Verticale doorsnede van de apenfovea van Hageman en Johnson (1991)

De fovea ligt in het midden van het maculagebied van het netvlies aan de temporale zijde van de oogzenuwkop (fig. 13a, A, B). Het is een gebied waar kegelfotoreceptoren zijn geconcentreerd bij maximale dichtheid, met uitsluiting van de staafjes, en gerangschikt op hun meest efficiënte pakkingsdichtheid die zich in een hexagonaal mozaïek bevindt. Dit is duidelijker te zien in een tangentiële doorsnede door de binnenste segmenten van de foveale kegel (figuur 13b).

Fig. 13. Tangentiële doorsnede door de menselijke fovea

Onder deze centrale foveale put met een diameter van 200 micron worden de andere lagen van het netvlies concentrisch verplaatst, waardoor alleen de dunste laag van het netvlies overblijft, bestaande uit de kegelcellen en enkele van hun cellichamen (rechter- en linkerzijden van figuren 12a en 12b). Dit is vooral goed te zien in optische coherentietomografie (OCT) -beelden van het levende oog en het netvlies (Fig. 13a, B). Radiaal vervormde maar volledige gelaagdheid van het netvlies verschijnt dan geleidelijk langs de foveale helling totdat de rand van de fovea bestaat uit de verplaatste neuronen van de tweede en derde orde die gerelateerd zijn aan de centrale kegels. Hier zijn de ganglioncellen opgestapeld in zes lagen, waardoor dit gebied, de foveale rand of parafovea (Polyak, 1941), het dikste deel van het gehele netvlies wordt.

5. Macula lutea.

Het hele foveale gebied inclusief foveale put, foveale helling, parafovea en perifovea wordt beschouwd als de macula van het menselijk oog. Oogartsen kennen een gele pigmentatie van het maculaire gebied dat bekend staat als de macula lutea (fig. 14).

Deze pigmentatie is de reflectie van gele screeningpigmenten, de xanthofylcarotenoïden zeaxanthine en luteïne (Balashov en Bernstein, 1998), aanwezig in de kegel-axonen van de Henle-vezellaag. Men denkt dat de macula lutea fungeert als een filter met korte golflengte, naast dat van de lens (Rodieck, 1973). Aangezien de fovea het meest essentiële onderdeel van het netvlies is voor het menselijk zicht, zijn beschermende mechanismen voor het vermijden van fel licht en vooral schade door ultraviolette straling essentieel. Want als de tere kegeltjes van onze fovea worden vernietigd, worden we blind.

Fig. 14. Oftalmoscopisch uiterlijk van het netvlies om macula lutea . te tonen
Fig. 15. Verticale doorsnede door de fovea van de aap om de verdeling van de macula lutea te laten zien. Van Snodderly et al., 1984

Het gele pigment dat de macula lutea in de fovea vormt, kan duidelijk worden aangetoond door een deel van de fovea in de microscoop met blauw licht te bekijken (fig. 15). Het donkere patroon in de foveale put dat zich uitstrekt tot aan de rand van de foveale helling wordt veroorzaakt door de maculaire pigmentverdeling (Snodderly et al., 1984).

Als je het foveale fotoreceptormozaïek zou visualiseren alsof de visuele pigmenten in de individuele kegeltjes niet zijn gebleekt, zou je de afbeelding zien die wordt getoond in figuur 16 (onderste frame) (afbeelding van Lall en Cone, 1996). De kortegolfgevoelige kegeltjes op de foveale helling zien er bleekgeelgroen uit, de middelste golflengtekegeltjes roze en de langegolfgevoelige kegeltjes paars. Als we nu het effect van het gele afschermende pigment van de macula lutea toevoegen, zien we het uiterlijk van het kegelmozaïek in figuur 16 (bovenste frame). De macula lutea helpt de achromatische resolutie van de foveale kegels te verbeteren en blokkeert schadelijke UV-straling (Fig. 16 van Abner Lall en Richard Cone, niet-gepubliceerde gegevens).

6. Ganglioncelvezellaag.

De axonen van de ganglioncellen lopen in de zenuwvezellaag boven het binnenste begrenzende membraan in een boogvorm naar de kop van de oogzenuw (Fig. 00, stromende roze vezels). De fovea is natuurlijk vrij van een zenuwvezellaag omdat de binnenste retina en ganglioncellen weggeduwd worden naar de foveale helling. De centrale ganglioncelvezels lopen rond de foveale helling en zwaaien in de richting van de oogzenuw. Perifere ganglioncelaxonen zetten deze boogvormige koers voort naar de oogzenuw met een dorso/ventrale splitsing langs de horizontale meridiaan (Fig. 00). Retinale topografie wordt gehandhaafd in de oogzenuw, via de laterale geniculate naar de visuele cortex.

7. Bloedtoevoer naar het netvlies.

Er zijn twee bronnen van bloedtoevoer naar het netvlies van zoogdieren: de centrale retinale slagader en de choroïdale bloedvaten. Het vaatvlies ontvangt de grootste bloedstroom (65-85%) (Henkind et al., 1979) en is van vitaal belang voor het behoud van het buitenste netvlies (met name de fotoreceptoren) en de resterende 20-30% stroomt naar het netvlies via de centrale retinale slagader van de oogzenuwkop om de binnenste retinale lagen te voeden. De centrale retinale slagader heeft 4 hoofdtakken in het menselijke netvlies (Fig. 17).

Fig. 17. Fundusfoto die fluoresceïne-beeldvorming toont van de belangrijkste slagaders en aders in een normaal netvlies van het rechteroog. De vaten komen uit de kop van de oogzenuw en lopen radiaal naar en rond de fovea (sterretje op de foto) (Afbeelding met dank aan Isabel Pinilla, Spanje)

De arteriële intraretinale takken leveren dan drie lagen capillaire netwerken, d.w.z. 1) de radiale peripapillaire capillairen (RPC's) en 2) een binnenste en 3) een buitenste laag capillairen (Fig. 18a). De precapillaire venulen monden uit in venulen en via het corresponderende veneuze systeem naar de centrale retinale ader (Fig. 18b).

Afb. 18a. Flatmount-weergave van het netvlies van een rat gekleurd met NADPH-diaphorase op het focusniveau van een grote slagader en arteriolen. (Met dank aan Toby Holmes, Moran Eye Center)
Afb. 18b. Flatmount-weergave van het netvlies van een rat gekleurd met NADPH-diaphorase op het focusniveau van een grote ader en venulen. (Met dank aan Toby Holmes, Moran Eye Center)

De radiale peripapillaire haarvaten (RPC's) zijn de meest oppervlakkige laag van haarvaten die in het binnenste deel van de zenuwvezellaag liggen en lopen langs de paden van de grote superotemporale en inferotemporale vaten 4-5 mm van de optische schijf (Zhang, 1994) . De RPC's anatomiseren met elkaar en de diepere haarvaten. De binnenste haarvaten liggen in de ganglioncellagen onder en evenwijdig aan de RPC's. Het buitenste capillaire netwerk loopt van de binnenste plexiforme laag naar de buitenste plexiforme laag, dacht de binnenste nucleaire laag (Zhang, 1974).

Zoals zal worden opgemerkt uit de fluoresceïne-angiografie van figuur 17, is er een ring van bloedvaten in het maculaire gebied rond een bloedvat- en capillairvrije zone met een diameter van 450-600 um, de fovea aanduidend. De maculaire vaten komen voort uit takken van de superieure temporale en inferotemporale slagaders. Aan de rand van de avasculaire zone worden de haarvaten tweelaags en komen ze uiteindelijk samen als een enkellaagse ring. De verzamelende venulen zijn dieper (posterieur) van de arteriolen en voeren de bloedstroom terug naar de hoofdaders (Fig. 19, van Zhang, 1974). Bij de resusaap is deze perimaculaire ring en bloedvatvrije fovea duidelijk te zien in de prachtige tekeningen gemaakt door de groep van Max Snodderly (Fig. 20, Sodderly et al., 1992.)

Fig. 19. De maculaire vaten van het apenoog vormen een ring rond de avasculaire fovea (ster) (uit Zhang, 1994)
Fig. 20. Schema van de retinale vasculatuur rond de fovea bij de resusaap afgeleid van meer dan 80 microscoopvelden. (Van Snodderly et al., 1992)

De choroïdale slagaders komen voort uit lange en korte achterste ciliaire slagaders en takken van de cirkel van Zinn's (rond de optische schijf). Elk van de achterste ciliaire slagaders valt uiteen in waaiervormige lobben van haarvaten die gelokaliseerde gebieden van het vaatvlies bevoorraden (Hayreh, 1975). Het maculaire gebied van de choroïdale vaten is niet gespecialiseerd zoals de retinale bloedtoevoer (Zhang, 1994). De slagaders doorboren de sclera rond de oogzenuw en waaieren uit om de drie vasculaire lagen in het vaatvlies te vormen: buitenste (meest sclerale), mediale en binnenste (dichtstbijzijnde Bruchs-membraan van het pigmentepitheel) lagen van bloedvaten. Dit wordt duidelijk getoond in de corrosieafgietsel van een gesneden gezicht van de menselijke choroïde in figuur 21a (Zhang, 1974). De corresponderende veneuze lobben monden uit in de venulen en aders die anterieur naar de evenaar van de oogbol lopen om de vortexaders binnen te gaan (Fig. 21b). Een of twee vortexaders draineren elk van de 4 kwadranten van de oogbol. De vortexaders dringen de sclera binnen en gaan over in de oftalmische ader, zoals weergegeven in de corrosieafgietsel van figuur 21b (Zhang. 1994).

Afb. 21a. De drie vasculaire lagen in de choroidea: buitenste slagaders en aders (rode/blauwe pijl), mediale arteriolen en venulen (rode pijl) en binnenste capillair bed (gele ster. Corrosieafgietsel van een gesneden gezicht van de menselijke choroidea (Van Zhang, 1994) )
Afb. 21b. Corrosieafgietsel van de bovenrug van het menselijk oog met de sclera verwijderd. De vortexaders verzamelen het bloed van de evenaar van het oog en versmelten met de oftalmische ader. (Van Zhang, 1994).

8. Degeneratieve ziekten van het menselijk netvlies.

Het menselijk netvlies is een delicate organisatie van neuronen, glia en voedende bloedvaten. Bij sommige oogziekten raakt het netvlies beschadigd of aangetast, en treden degeneratieve veranderingen op die uiteindelijk leiden tot ernstige schade aan de zenuwcellen die de vitale berichten over het visuele beeld naar de hersenen brengen. We geven vier verschillende aandoeningen aan waarbij het netvlies ziek is en blindheid het eindresultaat kan zijn. Veel meer informatie over pathologie van het hele oog en netvlies is te vinden op een website gemaakt door oogpatholoog Dr. Nick Mamalis, Moran Eye Center.

Fig. 22. Een aanzicht van de fundus van het oog en van het netvlies bij een patiënt met leeftijdsgebonden maculaire degeneratie.
Fig. 23. Een aanzicht van de fundus van het oog en van het netvlies bij een patiënt met vergevorderd glaucoom.

Leeftijdsgebonden maculaire degeneratie is een veelvoorkomend probleem van het netvlies van het ouder wordende oog en een belangrijke oorzaak van blindheid in de wereld. Het maculaire gebied en de fovea worden aangetast doordat het pigmentepitheel achter het netvlies degenereert en drusen vormt (witte vlekken, Fig. 22) en lekkage van vloeistof achter de fovea mogelijk maakt. De kegels van de fovea sterven en veroorzaken centraal gezichtsverlies, zodat we geen fijne details kunnen lezen of zien.

Glaucoom (Fig. 23) is ook een veelvoorkomend probleem bij veroudering, waarbij de druk in het oog verhoogd wordt. De druk stijgt omdat de voorste oogkamer de vloeistof niet goed kan uitwisselen met de normale waterige uitstroommethoden. De druk in de glasachtige kamer stijgt en brengt de bloedvaten van de oogzenuwkop en uiteindelijk de axonen van de ganglioncellen in gevaar, zodat deze vitale cellen afsterven. Behandeling om de intraoculaire druk te verlagen is essentieel bij glaucoom.

Fig. 24. Een zicht op de fundus van het oog en van het netvlies bij een patiënt met retinitis pigmentosa
Fig. 25. Een zicht op de fundus van het oog en van het netvlies bij een patiënt met gevorderde diabetische retinopathie

Retinits pigmentosa (fig. 24) is een vervelende erfelijke aandoening van het netvlies waarvoor momenteel geen genezing bestaat. Het komt in vele vormen voor en bestaat uit grote aantallen genetische mutaties die momenteel worden geanalyseerd. De meeste defecte genen die zijn ontdekt, betreffen de staaffotoreceptoren. De staafjes van het perifere netvlies beginnen te degenereren in de vroege stadia van de ziekte. Patiënten worden geleidelijk nachtblind naarmate meer en meer van het perifere netvlies (waar de staafjes zich bevinden) beschadigd raakt. Uiteindelijk worden patiënten gereduceerd tot tunnelvisie, waarbij alleen de fovea het ziekteproces gespaard heeft. Characteristic pathology is the occurence of black pigment in the peripheral retina and thinned blood vessels at the optic nerve head (Fig. 24).

Diabetic retinopathy is a side effect of diabetes that affects the retina and can cause blindness (Fig. 25). The vital nourishing blood vessels of the eye become compromised, distorted and multiply in uncontrollable ways. Laser treatment for stopping blood vessel proliferation and leakage of fluid into the retina, is the commonest treatment at present.

9. References.

Balashov NA, Bernstein PS. Purification and identification of the components of the human macular carotenoid metabolism pathways. Invest Ophthal Vis Sci.199839:s38.

Hageman GS, Johnson LV. The photoreceptor-retinal pigmented epithelium interface. In: Heckenlively JR, Arden GB, editors. Principles and practice of clinical electrophysiology of vision. St. Louis: Mosby Year Book 1991. p. 53-68.

Harrington, D.O. and Drake, M.V. (1990) The Visual Fields, 6th ed. Mosby. St. Louis.

Hayreh SS. Segmental nature of the choroidal vasculature. Br J Ophthal. 197559:631–648. [PubMed] [Free Full text in PMC]

Henkind P, Hansen RI, Szalay J. Ocular circulation. In: Records RE, editor. Physiology of the human eye and visual system. New York: Harper & Row 1979. p. 98-155.

Kolb H. The neural organization of the human retina. In: Heckenlively JR, Arden GB, editors. Principles and practices of clinical electrophysiology of vision. St. Louis: Mosby Year Book Inc. 1991. p. 25-52.

Polyak SL. The retina. Chicago: University of Chicago Press 1941.

Rodieck RW. The vertebrate retina: principles of structure and function. San Francisco: W.H. Freeman and Company 1973.

Snodderly DM, Auran JD, Delori FC. The macular pigment. II. Spatial distribution in primate retina. Invest Ophthal Vis Sci. 198425:674–685. [PubMed]

Snodderly DM, Weinhaus RS, Choi JC. Neural-vascular relationships in central retina of Macaque monkeys (Macaca fascicularis). J Neurosci. 199212:1169–1193.[PubMed]

Van Buren JM. The retinal ganglion cell layer. Springfield (IL): Charles C. Thomas 1963.

Yamada E. Some structural features of the fovea centralis in the human retina. Arch Ophthal. 196982:151–159. [PubMed]

Zhang HR. Scanning electron-microscopic study of corrosion casts on retinal and choroidal angioarchitecture in man and animals. Prog Ret Eye Res. 199413:243–270.


World's first spherical artificial eye has 3D retina

An international team led by scientists at the Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) has recently developed the world's first 3D artificial eye with capabilities better than existing bionic eyes and in some cases, even exceed those of the human eyes, bringing vision to humanoid robots and new hope to patients with visual impairment.

Scientists have spent decades trying to replicate the structure and clarity of a biological eye, but vision provided by existing prosthetic eyes -- largely in the form of spectacles attached with external cables, are still in poor resolution with 2D flat image sensors. The Electrochemical Eye (EC-Eye) developed at HKUST, however, not only replicates the structure of a natural eye for the first time, but may actually offer sharper vision than a human eye in the future, with extra functions such as the ability to detect infrared radiation in darkness.

The key feature allowing such breakthroughs is a 3D artificial retina -- made of an array of nanowire light sensors which mimic the photoreceptors in human retinas. Developed by Prof. FAN Zhiyong and Dr. GU Leilei from the Department of Electronic and Computer Engineering at HKUST, the team connected the nanowire light sensors to a bundle of liquid-metal wires serving as nerves behind the human-made hemispherical retina during the experiment, and successfully replicated the visual signal transmission to reflect what the eye sees onto the computer screen.

In the future, those nanowire light sensors could be directly connected to the nerves of the visually impaired patients. Unlike in a human eye where bundles of optic nerve fibers (for signal transmission) need to route through the retina via a pore -- from the front side of the retina to the backside (thus creating a blind spot in human vision) before reaching the brain the light sensors that now scatters across the entire human-made retina could each feed signals through its own liquid-metal wire at the back, thereby eliminating the blind spot issue as they do not have to route through a single spot.

Apart from that, as nanowires have even higher density than photoreceptors in human retina, the artificial retina can thus receive more light signals and potentially attain a higher image resolution than human retina -- if the back contacts to individual nanowires are made in the future. With different materials used to boost the sensors' sensitivity and spectral range, the artificial eye may also achieve other functions such as night vision.

"I have always been a big fan of science fiction, and I believe many technologies featured in stories such as those of intergalactic travel, will one day become reality. However, regardless of image resolution, angle of views or user-friendliness, the current bionic eyes are still of no match to their natural human counterpart. A new technology to address these problems is in urgent need, and it gives me a strong motivation to start this unconventional project," said Prof. Fan, whose team has spent nine years to complete the current study from idea inception.

The team collaborated with the University of California, Berkeley on this project and their findings were recently published in the journal Natuur.

"In the next step, we plan to further improve the performance, stability and biocompatibility of our device. For prosthesis application, we look forward to collaborating with medical research experts who have the relevant expertise on optometry and ocular prosthesis," Prof. Fan added.

The working principle of the artificial eye involves an electrochemical process which is adopted from a type of solar cell. In principle, each photo sensor on the artificial retina can serve as a nanoscale solar cell. With further modification, the EC-Eye can be a self-powered image sensor, so there is no need for external power source nor circuitry when used for ocular prosthesis, which will be much more user-friendly as compared with the current technology.


Other tests carried out in the ophthalmology department [12]

Other tests that are routinely performed in specialist units include:

  • Visual field assessment - using static and kinetic perimeters. Perimetry or campimetry systematically tests the visual field through the detection of the presence of test targets on a defined background. Perimetry maps and quantifies the visual field, especially at the extreme periphery. Automated perimeters are used widely.
  • Ultrasound - to visualise the structures of lens, vitreous and retina.
  • Exophthalmometer - to assess proptosis (eg, thyroid eye disease). There are several types of exophthalmometers, some of which measure the distance of the corneal apex from the level of the lateral orbital rim while others measure the relative difference between each eye
  • Keratometry - this is the measurement of the corneal curvature, which determines the power of the cornea. Differences in power across the cornea result in astigmatism. Keratometry can be done manually or using automated devices. Keratometry allows visualisation of the pre-corneal tear film and a dynamic view of the surface of the cornea and of the tear film. You can recognise areas of corneal surface irregularity or compromise. If the tear film is oily or disrupted, or the cornea has subtle dystrophy or degeneration, it will be reflected in the quality of the measurements.
  • Hess chart - this maps extraocular muscle movement and assesses diplopia. In the Hess test the patient's left and right eyes see two similar grids superimposed by angled mirrors. They are then asked to point out the grid's intersection points with a marker. In a normal patient, the results would be centred on each chart. Distortion in caused by unco-ordinated movements of the eye muscles.
  • Fluorescein angiography - this allows the assessor to visualise and map retinal and choroidal vessels and to identify abnormalities.
  • Optical coherence tomography (OCT) - uses light waves to take detailed cross-section images of the retina. Imaging of retinal layers helps with diagnosis and provides treatment guidance for glaucoma and retinal disease, such as age-related macular degeneration and diabetic retinopathy. The OCT machine scans the eye without touching it, through a dilated pupil. Scanning takes about 5-10 minutes.
  • Visually evoked potential (VEP), also called visually evoked response (VER) and visually evoked cortical potential (VECP) - this measures electrical potentials, initiated by brief visual stimuli, recorded from the scalp overlying the visual cortex. VEPs are used primarily to measure the functional integrity of the visual pathways from retina via the optic nerves to the visual cortex. Any abnormality that affects the visual pathways or visual cortex can affect the VEP - eg, cortical blindness due to meningitis or anoxia, optic neuritis as a consequence of demyelination, optic atrophy, stroke and compression of the optic pathways. Myelin plaques (found in multiple sclerosis) tend to slow the speed of VEP wave peaks. Compression of the optic pathways reduces amplitude of wave peaks.

Further reading and references

Red eye NICE CKS, October 2016 (UK access only)

Glaucoma NICE CKS, November 2020 (UK access only)

Conjunctivitis - infective NICE CKS, April 2018 (UK access only)

Biousse V, Bruce BB, Newman NJ Ophthalmoscopy in the 21st century: The 2017 H. Houston Merritt Lecture. Neurologie. 2018 Jan 2390(4):167-175. doi: 10.1212/WNL.0000000000004868. Epub 2017 Dec 22.

Takusewanya M How to take a complete eye history. Community Eye Health. 201932(107):44-45. Epub 2019 Dec 17.

Bell FC The External Eye Examination

Romanchuk KG Seidel's test using 10% fluorescein. Can J Ophthalmol. 1979 Oct14(4):253-6.

Kennedy SA, Noble J, Wong AM Examining the pupils. CMAJ. 2013 Jun 11185(9):E424. doi: 10.1503/cmaj.120306. Epub 2013 Feb 11.

Bowman R, Foster A Testing the red reflex. Community Eye Health. 201831(101):23.

Schneiderman H The Funduscopic Examination

Anstice NS, Thompson B The measurement of visual acuity in children: an evidence-based update. Clin Exp Optom. 2014 Jan97(1):3-11. doi: 10.1111/cxo.12086. Epub 2013 Jul 31.

Crumbie L Cranial nerves examination: Optic nerve, 2020.

Yadav S, Tandon R Comprehensive eye examination: what does it mean? Community Eye Health. 201932(107):S1-S4. Epub 2019 Dec 17.

Sanders RD Cranial Nerves III, IV, and VI: Oculomotor Function. Psychiatry (Edgmont). 2009 Nov6(11):34-9.


Try These 3 Fun Tests To Find Your Visual Blind Spot

When we talk of `blind spots’, we always think of driving with an area of the road not visible through the rear-view or side-view mirrors. But there is another kind of `blind spot’ that all humans have in each eye. These blind spots are natural, and we are not even aware of them because the brain fills in the gaps in our vision, based on whatever information it has about what our eyes are looking at.

If you’re interested in the science behind this phenomenon, it is this:

Light enters the eye by passing through the pupil and hitting the retina at the back. The retina is encased in light-sensing proteins, which transmit what they sense to the optic nerve. The optic nerve, in turn, relays that message to the brain. The blind spots occur because the optic nerve ends in the field of the retina itself. Whatever shortfall there is about visual information, the brain fills in by looking at the surrounding picture, and as a result, we are never conscious of the existence of blind spots as we go about our day-to-day lives.

But they’re there alright, and you can test your own blind spot by looking at the images below:

  • Look at the image above with the plus sign and the circle.
  • Look straight at the image, with your nose positioned somewhere between the plus and the circle.
  • Close your left eye, and focus your eyes on the plus sign with your right eye. Do not look deliberately at the circle.
  • Now move closer to the image, slowly. Don’t take your focus off the plus sign while you are doing this.
  • At some point between 10”-14”, the circle will disappear from your peripheral vision. And the brain will read the surrounding white color to fill up the empty space.
  • This exact spot is your blind spot.

Now let’s try the same exercise with the new image above.

  • Position your head to look straight at the image.
  • Cover your left eye, and look at the plus in the middle of the green background with your right eye.
  • Move closer to the screen as before. When you hit your blind spot, the circle will disappear and the brain will fill the gap with the surrounding yellow color.

The brain’s habit of using surrounding visual information to make up for a missing piece in the picture is even more apparent with this third image.

  • Cover the left eye and look at the plus sign with your right eye.
  • When you the hit the blind spot, the yellow circle will disappear and the brain will fill the gap with another red circle – information it picked up by assessing all the red circles that make up the surrounding area.

To take a deeper dive into your vision, schedule a free consultation with the specialists at LASIK of Nevada today!
Schedule My FREE Consult


Exercise and Posterior Vitreous Detachment

How Long Before Resuming Normal Exercise After a Retinal Detachment?

Strenuous exercise should be avoided for six weeks after the onset of a posterior vitreous detachment. This is the time when the retina is most at risk for detachment. Avoid activities that are jarring such as running, aerobics, and basketball. Also avoid heavy lifting. After the diagnosis of a posterior vitreous detachment is made, typically you will be seen at a six to eight week interval following the initial visit. Your eye care provider will be able to determine if the vitreous is completely detached and the tension on the retina is gone. Wait for the all clear from your doctor to resume your regular activities.


Bekijk de video: Daniël Arends over Geert Wilders en Vluchtelingen in Dit Was het Nieuws (December 2021).