100 mln bitów informacji w ułamkach sekundy! Od oka do mózgu, czyli jak działa nasz zmysł wzroku

Gdy czytasz to zdanie, obwody wzrokowe w twoim mózgu przyswajają ponad 100 mln bitów informacji. Twój wzrok przeskakuje z miejsca na miejsce, zazwyczaj nie zatrzymując się na żadnym słowie dłużej niż na ułamek sekundy. Może ci się wydawać, że widzisz świat jako spójną całość, ale twoje siatkówki dzielą informacje na kategorie w procesie, który chroni mózg przed przeciążeniem nadmiarem wzrokowej stymulacji.

Widzenie a mózg 

Widzenie zaczyna się od światła o długości fali od 400 do 700 nanometrów, padającego na leżącą na tylnej ścianie oka siatkówkę. Tworzące ją cztery rodzaje fotoreceptorów reagują na różne długości fal i różną intensywność oświetlenia. Inne neurony mierzą jasność względną, odległość czy ruch. Neurony wzrokowe wysyłają elektrochemiczne sygnały nerwem wzrokowym do kory wzrokowej zlokalizowanej w płatach potylicznych, w tylnej części mózgu. Gdy sygnały tam dotrą, są ponownie rozdzielane, biegnąc do ponad 30 sieci neuronalnych przetwarzających takie cechy jak barwa, kształt i faktura powierzchni. Każdy płat, tak w lewej, jak w prawej półkuli, otrzymuje tylko połowę informacji. Razem łączą je w jeden obraz i przesyłają do kory czołowej, gdzie zachodzi jego analiza. Dopiero wtedy mózg „zdaje sobie sprawę”, na co patrzy.

Postrzeganie kolorów

Nasze odbieranie barw – jeden z najbardziej tajemniczych zmysłów – zależy od trzech rodzajów czopków siatkówki. Czopki reagują na jasne światło o długościach fal widzianych jako zieleń, czerwień i błękit. W miarę jak intensywność barwy rośnie, rośnie też intensywność elektrochemicznych sygnałów przesyłanych do ośrodków wzrokowych w mózgu. Inne barwy są tworzone w obwodach neuronalnych poprzez łączenie wrażeń trzech barw podstawowych (czerwonej, żółtej i niebieskiej) o różnej intensywności. To mieszanie nie zachodzi jednak na takiej zasadzie jak mieszanie farb na palecie. Po zmieszaniu farby zielonej i czerwonej uzyskamy brąz. Tymczasem zmieszanie fal świetlnych o długościach odpowiadających czerwieni i zieleni daje w mózgu wrażenie barwy żółtej. Gdy czopki nieprawidłowo lub w ogóle nie odbierają fal spektrum światła widzialnego – mamy do czynienia ze ślepotą barwną. Czwartym typem światłoczułych komórek nerwowych są pręciki. Odbierają one nawet bardzo niewielką ilość światła, taką jaka dociera do oka w bezksiężycową noc, ale nie uczestniczą w tworzeniu mieszanki barw. 

1 z 3

oko

Składowe barw. Kolor jest rejestrowany w siatkówce jako porcje energii aktywujące czopki wrażliwe na czerwień, zieleń lub błękit. Te porcje tworzą obraz na podobnej zasadzie, jak kolorowe kropki na dużym zbliżeniu drukowanej strony. Zlewają się w zdjęcie, gdy popatrzymy na nie z oddali.

2 z 3

Screen Shot 2016-02-05 at 18

Ustawienie butelki na pierwszym planie, a osoby w oddali, tworzy iluzję optyczną. Niewiele trzeba by oszukać oko. Mózg jest znacznie trudniejszy do wyprowadzenia w pole.

3 z 3

Screen Shot 2016-02-05 at 17

Każde oko odbiera fragment otaczającego świata (powyżej), który przed integrowaniem w spójny obraz przetwarzany jest w przeciwległej półkuli. (z prawej) Neurolog Richard Restak sugeruje, że uważna obserwacja wszystkich powierzchni przedmiotu, takiego jak to drzewko bonsai, pomaga w tworzeniu połączeń między neuronami.