Όραση

Το οπτικό μονοπάτι στον εγκέφαλο.

Όραση ή οπτική αντίληψη ονομάζεται μία από τις πέντε αισθήσεις. Όργανο αντίληψης είναι τα μάτια, ενώ το αντικείμενο της αντίληψης είναι το φως. Θεωρείται η πιο σημαντική από τις υπόλοιπες αισθήσεις, γιατί με αυτήν γίνεται άμεσα αντιληπτός ο εξωτερικός χώρος. Περίπου το 30% του ανθρώπινου εγκεφάλου ασχολείται με την επεξεργασία και ερμηνεία των ερεθισμάτων της όρασης.

Η όραση είναι εφικτή μόνο όταν υπάρχει φως. Το φως παράγεται συνήθως από τον ήλιο, ή φυσικά από μερικούς οργανισμούς με ειδικές διαδικασίες, από αστραπές και πυρκαγιές. Τεχνητά παράγεται από τον άνθρωπο με τη φωτιά και τα τελευταία χρόνια με τον ηλεκτρισμό.

Το φως του περιβάλλοντος προσπίπτει σε διάφορα αντικείμενα και έπειτα ένα μέρος του φτάνει στα μάτια. Εκεί, οι ακτίνες προσανατολίζονται κατάλληλα, ώστε να προβληθεί στον αμφιβληστροειδή η εικόνα του περιβάλλοντος. Στον αμφιβληστροειδή χιτώνα υπάρχουν πάρα πολλοί κατάλληλοι υποδοχείς φωτός, τα κωνία και τα ραβδία, βοηθώντας στην αντίληψη του χρώματος και του σχήματος αντίστοιχα.

Αυτοί οι υποδοχείς ενεργοποιούνται ανάλογα με το χρώμα και την ένταση του φωτός και στέλνουν ηλεκτρικά ερεθίσματα στον εγκέφαλο. Όλα αυτά τα ερεθίσματα διαμορφώνουν μια εικόνα, η οποία όμως είναι ανάποδα, γιατί ανάποδα αποτυπώνεται η εικόνα στον αμφιβληστροειδή, όπως στο φιλμ στις φωτογραφικές μηχανές. Ο εγκέφαλος αναλαμβάνει να τη γυρίσει κανονικά. Η εικόνα που στέλνει το κάθε μάτι είναι ελαφρώς διαφορετική, και βοηθάει, ώστε να γίνει αντιληπτή η απόσταση με τη μέθοδο του τριγωνισμού, και γενικά να υπάρξει τρισδιάστατη όραση. Τέλος, ανάλογα με τη συχνότητα εναλλαγής εικόνων γίνεται αντιληπτή η κίνηση, όπως και στον κινηματογράφο.

Όραση και χρώμα

Μερικά παραδείγματα φυσιολογικής και μη φυσιολογικής όρασης με τα αντίστοιχα ποσοστά στον πληθυσμό.

Βασικά το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται τρία χρώματα το κόκκινο, το πράσινο, το μπλε και την ένταση του φωτός στο ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Με βάση αυτά επεξεργάζεται την εικόνα που λαμβάνει και αντιλαμβάνεται και τα υπόλοιπα χρώματα σύμφωνα με το προσθετικό μοντέλο σύνθεσης χρωμάτων που χρησιμοποιείται και στις οθόνες.

Άλλοι οργανισμοί μπορούν να δουν και άλλες συχνότητες εκτός από το ορατό φως, όπως οι σκύλοι που βλέπουν ένα μέρος από τις υπέρυθρες. Άλλοι πάλι, δεν αντιλαμβάνονται συχνότητες που μπορεί να δει ο άνθρωπος, όπως ορισμένα ψάρια στα βάθη των ωκεανών δε μπορούν να δουν το κόκκινο χρώμα. Ορισμένοι οργανισμοί βλέπουν τον κόσμο με περισσότερα ή λιγότερα χρώματα από τον άνθρωπο, για παράδειγμα τα μάτια του χαμαιλέοντα διακρίνουν δεκαπέντε χρώματα.

Ανθρώπινες παθήσεις που σχετίζονται με την αντίληψη των χρωμάτων είναι η δυσχρωματοψία, η μερική αχρωματοψία και η ολική αχρωματοψία. Στην περίπτωση της δυσχρωματοψίας γίνεται σύγχυση μεταξύ των χρωμάτων βασικών και παράγωγων, ονομάζεται και Δαλτονισμός, από το διάσημο χημικό Ντάλτον, που έπασχε από την ασθένεια. Η αχρωματοψία σημαίνει τη μη αντίληψη κάποιων από τα τρία βασικά χρώματα (άρα και τη διαφορετική αντίληψη των παραγώγων τους). Όταν περιλαμβάνει και τα τρία ονομάζεται ολική, οπότε ο άνθρωπος αυτός βλέπει σε κλίμακα του γκρι όπως στις παλιές τηλεοράσεις, ενώ στις άλλες περιπτώσεις ονομάζεται μερική.

Όραση στους διάφορους ζωντανούς οργανισμούς

Σπονδυλωτό που κοιτάει.

Στα μάτια, εκτός από τα κωνία και τα ραβδία υπάρχει και άλλος ειδικός υποδοχέας για την αντίληψη της ημέρας ή της νύχτας. Αυτή η πληροφορία είναι θεμελιώδης για όλους τους οργανισμούς, γιατί επηρεάζει τους βιολογικούς κύκλους τους κυρίως τον ύπνο, ενώ μερικοί διαθέτουν υποτυπώδη μάτια που μπορούν να αντιληφθούν μόνο αυτήν. Ο αριθμός των ματιών και η θέση τους δεν είναι συγκεκριμένα σε όλους τους οργανισμούς. Τα σπονδυλωτά έχουν ένα ζευγάρι μάτια κάτω από το μέτωπο τους, μπροστά στο κεφάλι τους, στη μέση περίπου του προσώπου τους σε οριζόντια διάταξη. Αυτό επιτρέπει την εποπτεία κατά μήκος του ορίζοντα, όπου συνήθως βρίσκονται όλες οι μορφές που χρειάζεται να αντιληφθεί ένας σπονδυλωτός οργανισμός. Ακόμα και τα μάτια των ψαριών είναι σε οριζόντια διάταξη. Τα οπτικά πεδία των ματιών μπορούν να επικαλύπτονται αρκετά, λίγο ή και καθόλου. Όσο περισσότερο επικαλύπτονται, όπως στον άνθρωπο επιτρέπουν πιο εύκολη την τρισδιάστατη αντίληψη και τον υπολογισμό του βάθους πεδίου. Όσο λιγότερο επικαλύπτονται, τόσο περισσότερο επιτρέπουν την αντίληψη γύρω-γύρω από τον οργανισμό, όπως στο άλογο. Συνήθως με τα μάτια τα σπονδυλωτά μπορούν να δουν τόσο πάνω όσο και κάτω, εκτός από το σαλάχι που, λόγω του σωματοτύπου του, μπορεί να δει μόνο προς τα επάνω.

Άλλοι οργανισμοί έχουν περισσότερα μάτια στο κεφάλι τους:

• Η μύγα έχει όπως φαίνεται δύο ομάδες από πάρα πολλά μάτια, το κάθε μάτι όμως βλέπει μόνο ένα κομμάτι της εικόνας. Σε συνδυασμό με το σχήμα των ομάδων η μύγα διαθέτει στερεοσκοπική όραση. Η αντίληψη της είναι γρηγορότερη από αυτήν του ανθρώπου, ώστε να μπορεί να αντιληφθεί την ανανέωση των διαδοχικών στιγμιοτύπων στην οθόνη της τηλεόρασης.

• Μερικές αράχνες έχουν τέσσερα ζευγάρια μάτια στο κεφάλι της, ένα για κάθε κατεύθυνση. Ένα ζευγάρι για πάνω, ένα για κάτω, ένα για αριστερά και ένα για δεξιά. Έτσι, και αυτή έχει στερεοσκοπική όραση.
• Μερικοί οργανισμοί που δεν έχουν κεφαλή διαθέτουν υποτυπώδη μάτια, για την ακρίβεια απλούς φωτοϋποδοχείς σε άλλα μέρη του σώματος. Για παράδειγμα ο αστερίας έχει από ένα φωτοϋποδοχέα σε κάθε πλοκάμι.

Υπάρχουν και οργανισμοί με διαφορετικό επίπεδο εστίασης και οξύτητας όρασης. Για παράδειγμα ο άνθρωπος δε μπορεί να διακρίνει αντικείμενα μικρότερα από ένα χιλιοστό, ενώ ο αετός μπορεί να διακρίνει ένα ποντίκι από πολύ μεγάλο υψόμετρο.

Φυσικά, υπάρχουν και οργανισμοί που λόγω ασθενειών, γενετικά ή επίκτητα, προσωρινά ή μόνιμα, δεν διαθέτουν όραση, είναι τυφλοί.

Αντίληψη του χώρου

Η μέθοδος του τριγωνισμού. Γνωρίζοντας την απόσταση των δύο σημείων και τις γωνίες, υπολογίζεται η απόσταση του αντικειμένου.

Η όραση έχει άμεση σχέση με την αντίληψη του εξωσωματικού χώρου και κυρίως την τρισδιάστατη αντίληψή του. Η επικάλυψη των οπτικών πεδίων βοηθάει στον υπολογισμό της τρισδιάστατης υφής τους και τον υπολογισμό της απόστασής του μέσω του τριγωνισμού. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, που χρησιμοποιείται και σε επιστήμες όπως η τοπογραφία, υπάρχει ένα νοητό τρίγωνο που ορίζεται από τα δύο μάτια και το αντικείμενο. Γνωρίζοντας την απόσταση των ματιών και τις γωνίες στις οποίες τα μάτια βλέπουν το αντικείμενο, μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση του αντικειμένου από το πρόσωπο. Σημαντικό είναι ότι η αντίληψη του χώρου δε γίνεται μόνο με την όραση, αλλά και με άλλες αισθήσεις, όπως η ακοή, ή ακόμη και την αφή. Εξάλλου η μέθοδος του τριγωνισμού μπορεί να εφαρμοστεί και για τους ήχους, αλλά ακόμη και για την αντιληπτή από απόσταση θερμότητα. Οι τυφλοί άνθρωποι και οργανισμοί, όπως η νυχτερίδα, μπορούν να συνδυάσουν ερεθίσματα από άλλες αισθήσεις για να έχουν μία τρισδιάστατη αντίληψη του περιβάλλοντός τους, όπως και οι υπόλοιποι οργανισμοί. Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι στους τυφλούς σημαντικά μέρη του εγκεφάλου που ασχολούνται με την επεξεργασία της όρασης λειτουργούν κανονικά, δηλαδή "βλέπουν" όπως και οι υπόλοιποι άνθρωποι, αλλά με διαφορετικό τρόπο. Επιπλέον, όλοι οι τυφλοί έχουν ένα ελάχιστο ερέθισμα όρασης (συνήθως περιφερειακή όραση ή υποδοχείς φωτός που καθορίζουν τη λειτουργία του ύπνου), ή μπορούν να αισθανθούν τη θερμότητα, δηλαδή τις υπέρυθρες η οποία είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε άλλο μήκος κύματος. Μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν ότι δεν υπάρχουν "τυφλοί" άνθρωποι, αλλά άνθρωποι "που δεν βλέπουν καλά".

Για την καλύτερη αντίληψη των αντικειμένων, τα μάτια προσαρμόζονται ανάλογα με την απόσταση του αντικειμένου και την ένταση του φωτός.

Στην πρώτη διαδικασία η εικόνα προσαρμόζεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα όσο δυνατόν πιο καθαρά και λεπτομερώς, η διαδικασία ονομάζεται εστίαση ελέγχεται από το φακό. Η διαδικασία μοιάζει με αυτήν που γίνεται στις φωτογραφικές μηχανές (γνωστή ως αυτόματη εστίαση, auto-focus).

Η άλλη διαδικασία προστατεύει το μάτι από την υπερβολική ένταση του φωτός. Το φως μεταφέρει ενέργεια. Όταν εστιάζεται φως σε μία συγκεκριμένη κατεύθυνση (όπως στο μάτι), υπάρχει κίνδυνος η ένταση του φωτός τοπικά να γίνει πολύ μεγάλη, άρα και καταστροφική. Η κόρη προσαρμόζεται, ώστε να περάσει αρκετό φως για να λειτουργήσει η όραση, αλλά και να μην καεί ο αμφιβληστροειδής. Φυσικά, η κόρη δε μπορεί να κλείσει εντελώς το μάτι, αν για παράδειγμα κοιτάξει κάποιο τον ήλιο κατάματα, αλλά υπάρχει το βλέφαρο για αυτήν την προστασία. Τα αδιαφανή βλέφαρα χρησιμοποιούνται από τους οργανισμούς που τα διαθέτουν για να μην έχουν οπτικά ερεθίσματα όταν κοιμούνται.

Υπάρχουν τέσσερις διαθλαστικες ανωμαλίες που συνδέονται με την εστίαση στο μάτι:

• Μυωπία: Το μάτι έχει μεγαλύτερο βάθος από το κανονικό και πιο ωοειδές σχήμα.
• Υπερμετρωπία: Το μάτι έχει μικρότερο βάθος από το κανονικό και πιο δισκοειδές σχήμα.
• Πρεσβυωπία: Δεν έχει σχέση με το σχήμα του ματιού αλλά με το φακό. Μετά από κάποια χρόνια χάνει την ελαστικότητά του και δε γίνεται να εστιάσει.
• Αστιγματισμός ,είναι η διαθλαστική ανωμαλία του οφθαλμού κατά την οποία η διαθλαστική δύναμη του ματιού ποικίλλει στους διάφορους μασημβρινούς, με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η εστίαση των εισερχομένων ακτινών στο μάτι σ’ ένα σημείο.

Το ιδανικό μάτι είναι σφαιρικό. Στην πραγματικότητα όλοι μας έχουμε κάποιον ελάχιστο βαθμό μυωπίας ή υπερμετρωπίας.

Οφθαλμαπάτες

Η όραση και η επεξεργασία της στον εγκέφαλο στηρίζεται στην αποτύπωση του ειδώλου στον αμφιβληστροειδή χιτώνα και την ευθύγραμμη πορεία του φωτός. Αξιοσημείωτο είναι ότι δε βλέπουμε τις ίδιες τις ακτίνες φωτός και τη διαδρομή τους, αλλά το είδωλο που σχηματίζουν στον αμφιβληστροειδή χιτώνα. Υπάρχουν, όμως, μερικά φαινόμενα οπτικής, στα οποία δεν ισχύει η ευθύγραμμη πορεία του φωτός, ή το είδωλο στον αμφιβληστροειδή είναι παραπλανητικό. Τότε η όραση ξεγελιέται και βλέπονται αντικείμενα ή φαινόμενα που στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν, τα οποία ονομάζονται οφθαλμαπάτες. Υπάρχουν πολλές οφθαλμαπάτες, οι οποίες αφορούν όμοια σχήματα, αδυναμίες του προοπτικού σχεδίου, υιοθέτηση των χρωμάτων του περιβάλλοντος, μοτίβα, γρήγορη εναλλαγή σχεδίων, αλλαγή μέσου διάδοσης του φωτός και άλλα. Τέτοιες τεχνικές εφαρμόζονται στη φύση από θηράματα για να παραπλανήσουν την όραση των θυτών τους. Συνήθως, χρωματίζουν το δέρμα τους με χρώματα και σχέδια που μοιάζουν στο περιβάλλον τους, ώστε να συγχέονται με αυτό. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο χαμαιλέοντας.

Δύο χαρακτηριστικές ανθρώπινες οφθαλμαπάτες είναι η οφθαλμαπάτη με το αγγείο και η οφθαλμαπάτη της ερήμου. Στην πρώτη απεικονίζεται ένα ακαθόριστο σχήμα που μπορεί να είναι αγγείο ή δύο άνθρωποι. Η άλλη συμβαίνει στην έρημο. Λόγω υπερβολικής ακτινοβολίας ο αέρας δεν έχει παντού την ίδια θερμοκρασία, ώστε οι ακτίνες φωτός να κάμπτονται. Έτσι, μερικές γαλάζιες ακτίνες από τον ουρανό φτάνουν στα μάτια του παρατηρητή από κάτω. Ο τελευταίος νομίζοντας πως το φως έρχεται ευθύγραμμα βλέπει λίμνες και οάσεις στη μέση της ερήμου.

Συνδυασμός με άλλες αισθήσεις

Οι αισθήσεις λειτουργούν ταυτόχρονα και συμπληρωματικά, για να αποδώσουν την πραγματικότητα. Η όραση όπως και η ακοή επιτρέπουν καλύτερη αντίληψη του εξωσωματικού χώρου, κυρίως όταν πρόκειται για μακρινά αντικείμενα.

Επίσης, η όραση επιτρέπει άμεση εποπτεία των ερεθισμάτων των άλλων αισθήσεων. Για παράδειγμα, εάν μυρίσουμε κάτι με άσχημη μυρωδιά μπορούμε να το δούμε και να διαπιστώσουμε αν έχει μουχλιάσει, αν ακούσουμε έναν αετό, μπορούμε να γυρίσουμε και να τον δούμε, και αν νιώσουμε κάπου άσχημα, μπορούμε να στρίψουμε και να δούμε τι μας ενόχλησε.

Σπανίως, ο εγκέφαλος ερμηνεύει τα διάφορα ερεθίσματα με διαδικασίες που κανονικά εφαρμόζονται σε άλλα όργανα, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συναισθησία. Λόγου χάρη, τα ακουστικά ερεθίσματα επεξεργάζονται σαν οπτικά και το αντίστροφο, δηλαδή αυτός ο άνθρωπος βλέπει τους ήχους και ακούει τα χρώματα. Μέχρι σήμερα έχουν αναφερθεί περιπτώσεις για διασταύρωση ακοής και όρασης, γεύσης και όρασης, όσφρησης και όρασης, και μία περίπτωση διασταύρωσης όρασης, ακοής, γεύσης και όσφρησης. Παρόμοια φαινόμενα παρατηρούνται και σε χρήστες παραισθησιογόνων ουσιών, όπως σε χρήστες LSD.

Δείτε επίσης

• Εξέλιξη του ματιού
• Μηχανική όραση
• τυφλό σημείο