Oczom zawdzięczamy aż 80 procent wszystkich wrażeń zmysłowych. Ich interpretacja to jedno z największych wyzwań dla naszych mózgów.Co 20. człowiek może się pochwalić superwzrokiem, który umożliwia mu z odległości 20 metrów widzieć to, co ludzie mający wzrok poprawny widzą z 5 metrów. To efekt idealnej budowy oka – doskonałej krzywizny rogówki i odpowiedniej długości gałki ocznej.
My, ludzie, jesteśmy wzrokowcami. Gdy zawodzi nas węch, smak, słuch czy dotyk, wystarczy nam jeden rzut oka, aby rozszyfrować problem. Oczy mieszczą ponad dwie trzecie wszystkich naszych receptorów, czyli komórek odbierających bodźce. Są więc naszym najlepszym łącznikiem ze światem zewnętrznym. O ich doniosłej roli świadczyć mogą liczby: nerw wzrokowy składa się z miliona włókien nerwowych, podczas gdy tylko 200 tysięcy neuronów pracuje na rzecz naszego węchu, 100 tysięcy – słuchu, 50 tysięcy – zapachu i niespełna 10 tysięcy – smaku. Docierające do oczu sygnały stanowią ponad trzy czwarte informacji gromadzonych przez nasze mózgi.
Oko ludzkie konstrukcją przypomina aparat fotograficzny. Tęczówka wraz ze źrenicą umożliwiającą przenikanie światła to przesłona, za którą znajduje się soczewka. Światło, przechodząc przez rogówkę (błonę pokrywającą oko, odpowiednik szkła obiektywu fotograficznego) i soczewkę, ulega załamaniu. Następnie przenika przez gałkę oczną i pada na siatkówkę, błonę składającą się z komórek światłoczułych. Tam, podobnie jak na kliszy filmu, powstaje obraz, tyle że pomniejszony i odwrócony, a co więcej – dwuwymiarowy jak zdjęcie. W formie impulsów nerwowych taki zubożony obraz dociera do mózgu – ta jego część, która znajdowała się w lewym polu widzenia, płynie nerwem wzrokowym i pasmem wzrokowym do prawego płata potylicznego, obraz z prawego pola – do lewego płata potylicznego.
Mózg ma z przesłanym obrazem huk roboty: przede wszystkim musi odtworzyć jego głębię, aby uzyskać trzeci wymiar. Widzenie trójwymiarowe to efekt tych kilku centymetrów odstępu między naszymi oczami – każde oko rejestruje rzeczywistość pod nieco innym kątem, dzięki czemu mózg, nakładając na siebie te dwa obrazy, tworzy trójwymiarową wizję. Obraz trzeba też przeskalować do rzeczywistych rozmiarów i odwrócić do właściwej pozycji, a także ustalić odległość dzielącą człowieka od obserwowanego obiektu. Amerykańscy naukowcy odkryli niedawno, że aby ustalić tę ostatnią wartość, mózg w błyskawicznym tempie wykonuje skomplikowane obliczenia trygonometryczne, uwzględniając kąt pomiędzy przedmiotem i horyzontem.
Zanim jednak mózg ludzki tego wszystkiego się nauczy, noworodek przez blisko tydzień widzi świat do góry nogami. W pierwszych dniach życia jego mózg testowo powiększa i obraca widziane obrazy, by później robić to już automatycznie. Początkowo mały człowiek nie potrafi też skupić wzroku na przedmiotach oddalonych bardziej niż 18–25 centymetrów, ponieważ nie panuje jeszcze nad mięśniami oka i soczewką. Jednak jego mózg szybko uczy się tych sztuczek – już po blisko czterech miesiącach wzrok niemowlęcia osiąga pełnię możliwości. Wiąże się to też ze zgromadzeniem przez dziecko odpowiednio dużej "bazy danych" znanych przedmiotów, do której mózg porównuje dostarczane przez oczy nowe obrazy.
Nasze oczy to oczy drapieżnika – podobnie jak u tygrysa czy wilka umieszczone są z przodu głowy i skierowane równolegle przed siebie. Zaletą takiego rozwiązania jest widzenie stereoskopowe, czyli przestrzenne, które umożliwia wyłuskanie z tła czającego się napastnika lub zamaskowanej ofiary. Wadą – dość wąskie pole widzenia, ograniczone do około 180 stopni (z czego blisko 120 stopni stanowi obszar nakładających się pól widzenia obu oczu).
Oczy typowej "ofiary" – konia czy antylopy – osadzone są po bokach, co umożliwia tym zwierzętom widzenie panoramiczne w zakresie niemal 360 stopni, ale pozbawia dokładnej oceny głębi i barw. O tym, że i my wywodzimy się od stworzeń mających oczy po bokach czaszki, świadczy rozwój ludzkiego płodu. Już w 18. dniu od zapłodnienia właśnie po bokach głowy pojawiają się zawiązki oczu, które dopiero w dziewiątym tygodniu przesuwają się ku przodowi czaszki. Zanim to się stanie, ludzki zarodek przez trzy miesiące będzie wyglądał jak embriony innych ssaków.
Oko ludzkie ma nadzwyczajną zdolność akomodacji, a więc zmiany kształtu soczewki w zależności od tego, czy patrzymy na przedmiot położony blisko, czy daleko. Soczewka grubieje, aby skupić wzrok na bliskim obiekcie, natomiast staje się cieńsza, aby dojrzeć coś w oddali.
Trochę mniej sprawnie oko dostosowuje się natomiast do gwałtownych przeskoków między mrokiem a jasnością. Dzieje się tak dlatego, że za widzenie za dnia i w ciemnościach odpowiadają inne rodzaje komórek siatkówki. Czopki umożliwiają widzenie w pełnym świetle – odpowiadają za ostrość obrazu i odróżnianie barw. Pręciki z kolei reagują na przytłumione światło, ale nie radzą sobie tak dobrze z barwami. Przestawianie oka na pracę jednych albo drugich komórek, czyli adaptacja wzroku do jasności lub ciemności, zachodzi stopniowo. To dlatego po wejściu z jasnego podwórka do ciemnej klatki schodowej początkowo nic nie widzimy, a dopiero po kilku minutach wzrok w pełni przyzwyczaja się do mroku.
Wiadomo, że mistrzami widzenia w nocy są drapieżniki z rodziny kotowatych. Koty domowe wyraźnie widzą przy jednej szóstej światła, które potrzebne jest człowiekowi. Dzieje się tak dzięki warstwie połyskliwych komórek położonych pod siatkówką, które stanowią płaszczyznę odblaskową. Wskutek jej działania światło pada na receptory światła dwukrotnie, a widziany obraz się "doświetla". W efekcie oczy kota tajemniczo lśnią w świetle gwiazd, a my zazdrościmy kotom czułego wzroku. Okazuje się jednak, że i kot ma wady: choć jego oczy widzą barwy, mózg ich nie odbiera. W sumie – lepiej być człowiekiem.
Aleksandra Kowalczyk/ Przekrój Nauki
A to ciekawe!
- Według niektórych badaczy matka natura próbowała wyposażyć nas w trzecie oko, którym miała stać się szyszynka – przyczepiony do mózgu gruczoł dokrewny produkujący między innymi melatoninę (wydzielaną w ciemnościach, zwaną dlatego hormonem snu). Podczas gdy u większości zwierząt szyszynka pozostała szyszynką, u pierwotnych gadów i płazów przekształciła się w tak zwane oko ciemieniowe, które zanikło w toku ewolucji. Ostało się jedynie u tuatary, nowozelandzkiego gada, który zyskał dzięki temu miano żyjącej skamieniałości.
- Zbyt ciasne wiązanie krawata może wywoływać u mężczyzn... jaskrę, chorobę będącą obecnie jedną z najczęstszych przyczyn ślepoty. Dzieje się tak dlatego, że ciasno zawiązany krawat uciska żyłę szyjną, powodując cofnięcie krwi w układzie krwionośnym aż do oka, co zwiększa ciśnienie w gałce ocznej – twierdzi doktor Robert Ritch, okulista z New York Eye and Ear Infirmary. – Taki wzrost ciśnienia jest jedną z głównych przyczyn zachorowań na jaskrę. Jaskra polega na zbieraniu się między tęczówką a rogówką cieczy wodnistej (substancji wypełniającej przednią część oka), co wywołuje wzrost ciśnienia wewnątrz oka i zaburzenia krążenia krwi, prowadząc do uszkodzenia siatkówki i nerwu wzrokowego.
- Ponieważ nasz gatunek większą część ewolucji odbył na afrykańskiej sawannie, nasze oczy ukształtowały się tak, aby w oddali wypatrywać łupów i zagrożeń. Dziś natomiast spędzamy dnie i noce, ślepiąc w monitor komputera lub drukowane rządki cyferek. To dlatego jedną z najczęstszych chorób cywilizacyjnych jest krótkowzroczność. Oko musi dostosować się do trudnych warunków: aby dostrzec bliskie przedmioty, staje się wydłużone, dzięki czemu mięśnie zwiększające krzywiznę soczewki mniej się męczą, ale oko traci możliwość ustawienia ostrości na odległe obiekty. Ich obraz powstaje przed siatkówką i przez to wydają się nieostre. Skłonność do tej wady jest dziedziczna, jednak najczęściej to złe traktowanie oczu jest przyczyną ujawnienia się choroby – twierdzi Ian Morgan z Australian National University w Canberze. To nie przypadek, że w krajach Dalekiego Wschodu – Japonii czy Singapurze – na krótkowzroczność cierpi nawet dwie trzecie społeczeństwa. Styl życia Azjatów sprawia, iż wada ta często prowadzi u nich nawet do ślepoty.
