حس بینایی: دریافت و پردازش نور توسط چشم

حس بینایی: دریچه‌ای به دنیای اطراف

ساختار چشم: یک دوربین طبیعی

چشم انسان مانند یک دوربین پیشرفته عمل می‌کند. نور از اجسام مختلف به چشم می‌رسد و پس از عبور از چند بخش شفاف، روی پرده‌ای حساس به نام شبکیه می‌افتد. اجزای اصلی این دوربین طبیعی در جدول زیر معرفی شده‌اند:

وقتی به یک درخت نگاه می‌کنید، نور منعکس شده از آن ابتدا از قرنیه عبور می‌کند. قرنیه حدود 70 درصد از قدرت تمرکز نور چشم را بر عهده دارد. سپس نور از مردمک عبور کرده و به عدسی می‌رسد. عدسی با تغییر شکل خود، نور را دقیقاً روی شبکیه متمرکز می‌کند تا یک تصویر واضح تشکیل شود.

شبکیه: پرده‌ای از سلول‌های نوری

شبکیه لایه‌ای نازک در پشت چشم است که حاوی میلیون‌ها سلول گیرندهٔ نور به نام سلول‌های مخروطی^۸ و سلول‌های استوانه‌ای^۹ است. این سلول‌ها نور را به پیام‌های الکتروشیمیایی تبدیل می‌کنند.

وقتی از یک محیط روشن به یک محیط تاریک می‌روید، مثلاً از آفتاب به داخل سینما، چند دقیقه طول می‌کشد تا چشمانتان عادت کند. این فرآیند سازگاری با تاریکی^۱۰ نام دارد و به این دلیل رخ می‌دهد که سلول‌های استوانه‌ای برای فعال شدن به زمان نیاز دارند. سلول‌های مخروطی سه نوع دارند که هر کدام به یک диапаونج رنگی (قرمز، سبز، آبی) حساس هستند. مغز با ترکیب سیگنال‌های این سه نوع سلول، تمام رنگ‌هایی که می‌بینیم را می‌سازد.

سفر اطلاعات بصری به مغز

پس از تبدیل نور به سیگنال‌های عصبی در شبکیه، این اطلاعات از طریق عصب بینایی^۱۱ به سمت مغز فرستاده می‌شوند. جالب است بدانید نقطه‌ای در شبکیه به نام نقطهٔ کور^۱۲ وجود دارد که فاقد سلول‌های گیرندهٔ نور است و این همان جایی است که عصب بینایی از چشم خارج می‌شود. مغز این ناحیهٔ خالی را با استفاده از اطلاعات اطراف آن پر می‌کند، بنابراین ما معمولاً متوجه آن نمی‌شویم.

سیگنال‌ها ابتدا به قسمتی از مغز به نام قشر بینایی^۱۳ می‌روند. این بخش مانند یک کارخانهٔ پردازش تصویر پیشرفته عمل می‌کند. لبه‌ها، جهت‌ها، حرکت و رنگ‌ها در اینجا تجزیه و تحلیل می‌شوند. سپس اطلاعات به سایر قسمت‌های مغز فرستاده می‌شوند تا معنا و مفهوم پیدا کنند. برای مثال، وقتی صورت یک دوست را می‌بینید، قشر بینایی ابتدا شکل کلی و اجزای صورت را تشخیص می‌دهد و سپس نواحی دیگر مغز، هویت او را به خاطر می‌آورند.

بینایی در عمل: از خواندن تا رانندگی

حالا که با مکانیسم بینایی آشنا شدیم، می‌توانیم درک بهتری از کارهای روزمره داشته باشیم. هنگام خواندن این متن، چشم‌های شما به سرعت از روی کلمات حرکت می‌کنند. این حرکات سریع و پرش‌گونه ساکاد^۱۴ نام دارند. مغز شما در بین این پرش‌ها، لحظات کوتاهی را پردازش می‌کند و تصویر پیوسته‌ای از متن می‌سازد.

در رانندگی، بینایی شما نقش حیاتی ایفا می‌کند. شما نه تنها باید جاده را ببینید، بلکه باید فاصلهٔ خود را با ماشین‌های دیگر، سرعت آن‌ها و حرکات عابران پیاده را نیز تخمین بزنید. درک عمق^۱۵ یا توانایی تشخیص فاصله، تا حد زیادی به این دلیل امکان‌پذیر است که ما دو چشم داریم که با فاصله‌ای کم از هم قرار گرفته‌اند. هر چشم تصویر کمی متفاوتی از یک شیء را ثبت می‌کند و مغز با مقایسهٔ این دو تصویر، عمق و فاصله را محاسبه می‌کند. این پدیده بینایی دوچشمی^۱۶ نامیده می‌شود.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ حس بینایی (Vision): توانایی تشخیص نور و تفسیر آن توسط سیستم عصبی.
^۲ شبکیه (Retina): لایه‌ای حساس به نور در پشت چشم.
^۳ قرنیه (Cornea): بخش شفاف و گنبدی شکل جلوی چشم.
^۴ عدسی (Lens): بخش شفاف و قابل انعطاف پشت عنبیه.
^۵ مردمک (Pupil): روزنهٔ مرکزی عنبیه که نور از آن عبور می‌کند.
^۶ عنبیه (Iris): بخش رنگی چشم که اندازهٔ مردمک را کنترل می‌کند.
^۷ دیوپتر (Diopter): واحد اندازه‌گیری قدرت انکساری عدسی.
^۸ سلول‌های مخروطی (Cone Cells): گیرنده‌های نوری مسئول دید رنگی در نور زیاد.
^۹ سلول‌های استوانه‌ای (Rod Cells): گیرنده‌های نوری مسئول دید در نور کم (سیاه و سفید).
^۱۰ سازگاری با تاریکی (Dark Adaptation): فرآیند افزایش حساسیت چشم در محیط‌های کم‌نور.
^۱۱ عصب بینایی (Optic Nerve): عصبی که سیگنال‌های بصری را از چشم به مغز منتقل می‌کند.
^۱۲ نقطهٔ کور (Blind Spot): ناحیه‌ای روی شبکیه که فاقد گیرنده‌های نور است.
^۱۳ قشر بینایی (Visual Cortex): بخشی از مغز که اطلاعات بینایی را پردازش می‌کند.
^۱۴ ساکاد (Saccade): حرکات سریع و غیرارادی چشم بین نقاط ثابت.
^۱۵ درک عمق (Depth Perception): توانایی تشخیص فاصلهٔ اجسام.
^۱۶ بینایی دوچشمی (Binocular Vision): استفاده همزمان از دو چشم برای ایجاد یک تصویر واحد سه‌بعدی.
^۱۷ ویتامین آ (Vitamin A): ویتامین ضروری برای تشکیل رنگدانه‌های گیرنده‌های نوری.
^۱۸ کوررنگی (Color Blindness): ناتوانی در تشخیص تفاوت بین برخی رنگ‌ها.