Een inleiding tot ogen en hoe ze werken
Zicht is misschien wel ons belangrijkste zintuig. Meer van de hersenen zijn toegewijd aan het zien dan aan het gecombineerd horen, proeven, aanraken en ruiken. In dit artikel leggen we de anatomie van onze ogen uit en hoe ze ons laten zien.
Visie is een ongelooflijk complex proces dat zo goed werkt dat we er nooit lang over hoeven na te denken.
Het werk van het visuele systeem kan als volgt worden samengevat: licht komt onze pupil binnen en wordt gericht op het netvlies aan de achterkant van het oog. Het netvlies zet het lichtsignaal om in elektrische impulsen. De oogzenuw draagt vervolgens de impulsen naar de hersenen waar de signalen worden verwerkt.
Om te begrijpen hoe deze verbazingwekkende prestatie tot stand komt, zullen we beginnen met een glimp van de anatomie van het oog.
Hieronder ziet u een 3D-model van het oog, dat volledig interactief is.
Verken het 3D-model met uw muismat of touchscreen om meer over het oog te begrijpen.
Anatomie van het oog
De weefsels van het oog kunnen in drie soorten worden opgesplitst:
- brekende weefsels die licht focussen
- lichtgevoelige weefsels
- steunweefsels
We zullen elk van deze om beurten bekijken.
Weefsels breken
Brekende weefsels focussen inkomend licht op de lichtgevoelige weefsels, om ons een helder, scherp beeld te geven. Als ze de verkeerde vorm hebben, niet goed uitgelijnd of beschadigd zijn, kan het zicht wazig zijn.
De brekende weefsels zijn onder meer:
De pupil: dit is de donkere vlek in het midden van het gekleurde deel van je oog, die op zijn beurt de iris wordt genoemd. De pupil zet uit en krimpt in reactie op licht en werkt op dezelfde manier als het diafragma op een camera.
In zeer heldere omstandigheden vernauwt of krimpt de pupil tot ongeveer 1 millimeter (mm) in diameter om het gevoelige netvlies tegen beschadiging te beschermen. Als het donker is, kan de pupil verwijden of verwijden tot een diameter van 10 mm. Door deze verwijding kan het oog zoveel mogelijk licht opnemen.
Iris: dit is het gekleurde deel van het oog. De iris is een spier die de grootte van de pupil regelt en daarmee de hoeveelheid licht die het netvlies bereikt.
Lens: Zodra het licht door de pupil is gegaan, bereikt het de lens, die een transparante bolle structuur is. De lens kan van vorm veranderen, waardoor het oog het licht nauwkeurig op het netvlies kan richten. Met de leeftijd wordt de lens stijver en minder flexibel, waardoor scherpstellen moeilijker wordt.
Ciliaire spier: deze gespierde ring is aan de lens bevestigd en verandert de vorm van de lens wanneer deze samentrekt of ontspant. Dit proces wordt accommodatie genoemd.
Hoornvlies: Dit is een heldere, koepelachtige laag die de pupil, iris en voorste oogkamer of met vloeistof gevuld gebied tussen het hoornvlies en de iris bedekt. Het is verantwoordelijk voor het grootste deel van het focusvermogen van het oog. Het heeft echter een vaste focus en kan zich dus niet aanpassen aan verschillende afstanden.
Het hoornvlies is dichtbevolkt met zenuwuiteinden en ongelooflijk gevoelig. Het is de eerste verdediging van het oog tegen vreemde voorwerpen en verwondingen. Omdat het hoornvlies helder moet blijven om licht te breken, heeft het geen bloedvaten.
Twee vloeistoffen circuleren door de ogen om voor structuur en voedingsstoffen te zorgen. Deze vloeistoffen zijn:
Glasvocht: gevonden in het achterste gedeelte van het oog, is glasvocht dik en gelachtig. Het vormt het grootste deel van de oogmassa.
Waterige vloeistof: dit is meer waterig dan glasvocht en circuleert door de voorkant van het oog.
Lichtgevoelige weefsels: Retina
Het netvlies is de binnenste laag van het oog. Het herbergt meer dan 120 miljoen lichtgevoelige fotoreceptorcellen die licht detecteren en omzetten in elektrische signalen.
Deze signalen worden voor verwerking naar de hersenen gestuurd.
Fotoreceptorcellen in het netvlies bevatten eiwitmoleculen die opsins worden genoemd en die gevoelig zijn voor licht.
De twee primaire fotoreceptorcellen worden staafjes en kegeltjes genoemd. Als reactie op lichtdeeltjes zenden de staafjes en kegeltjes elektrische signalen naar de hersenen.
Kegels: deze worden aangetroffen in het centrale gebied van het netvlies, de macula, en ze zijn bijzonder dicht in een kleine put in het midden van de macula, bekend als de fovea. Kegeltjes zijn essentieel voor een gedetailleerd kleurzicht. Er zijn drie soorten kegels, normaal gesproken genoemd:
• kort of blauw
• midden of groen
• lang of rood
Kegels worden gebruikt om te zien in normale lichtomstandigheden en stellen ons in staat om kleuren te onderscheiden.
Staafjes: deze bevinden zich meestal rond de randen van het netvlies en worden gebruikt om te zien bij weinig licht. Hoewel ze geen kleuren kunnen onderscheiden, zijn ze extreem gevoelig en kunnen ze de minste hoeveelheden licht detecteren.
Oogzenuw: deze dikke bundel zenuwvezels zendt signalen van het netvlies naar de hersenen. In totaal zijn er ongeveer 1 miljoen dunne retinale vezels, ganglioncellen genaamd, die lichtinformatie van het netvlies naar de hersenen transporteren.
De ganglioncellen verlaten het oog op een punt dat de optische schijf wordt genoemd. Omdat er geen staafjes en kegeltjes zijn, wordt dit ook wel de blinde vlek genoemd.
Verschillende subsets van ganglioncellen registreren verschillende soorten visuele informatie. Sommige ganglioncellen zijn bijvoorbeeld gevoelig voor contrast en beweging, andere voor vorm en details. Samen dragen ze alle benodigde informatie uit ons gezichtsveld.
De hersenen stellen ons in staat om in 3D te zien, waardoor we dieptewaarneming krijgen door de signalen van beide ogen te vergelijken.
De signalen die in het netvlies worden gegenereerd, komen terecht in de visuele cortex, een deel van de hersenen dat gespecialiseerd is in het verwerken van visuele informatie. Hier worden de impulsen aan elkaar gestikt om afbeeldingen te creëren.
Ondersteun weefsels
Sclera: dit wordt gewoonlijk het oogwit genoemd. Het is vezelig en biedt ondersteuning voor de oogbal, waardoor deze zijn vorm behoudt.
Conjunctiva: een dun, transparant membraan dat het grootste deel van het oogwit en de binnenkant van de oogleden bedekt. Het helpt het oog te smeren en het te beschermen tegen microben.
Choroidea: een laag bindweefsel tussen het netvlies en de sclera. Het bevat een hoge concentratie bloedvaten. Het is slechts 0,5 mm dik en bevat lichtabsorberende pigmentcellen die reflecties in het netvlies helpen verminderen.
Oogaandoeningen
Zoals met elk deel van het lichaam, kunnen problemen met ons gezichtsvermogen ontstaan door ziekte, verwonding of ouderdom. Hieronder staan slechts enkele van de aandoeningen die van invloed kunnen zijn op de ogen:
Leeftijdsgebonden maculaire degeneratie: de macula wordt langzaam afgebroken, waardoor wazig zicht ontstaat en soms verlies van gezichtsvermogen in het midden van het gezichtsveld.
Amblyopie: dit begint in de kindertijd en wordt vaak lui oog genoemd. Het ene oog ontwikkelt zich niet goed omdat het andere, sterkere oog domineert.
Anisocorie: dit gebeurt wanneer leerlingen een ongelijke grootte hebben. Het kan een onschadelijke aandoening zijn of een symptoom van een ernstiger medisch probleem.
Astigmatisme: het hoornvlies of de lens is onjuist gebogen, zodat het licht niet goed op het netvlies wordt gericht.
Staar: vertroebeling van de lens veroorzaakt staar. Ze leiden tot wazig zien en, indien onbehandeld, blindheid.
Kleurenblindheid: dit gebeurt wanneer kegelcellen afwezig zijn of niet correct werken. Iemand die kleurenblind is, vindt het moeilijk om onderscheid te maken tussen bepaalde kleuren.
Conjunctivitis of roze oog: dit is een veel voorkomende infectie van het bindvlies, dat de voorkant van de oogbal bedekt.
Vrijstaand netvlies: een aandoening waarbij het netvlies loskomt. Het vereist een spoedbehandeling.
Diplopie of dubbelzien: dit kan worden veroorzaakt door verschillende aandoeningen die vaak ernstig zijn en die zo snel mogelijk door een arts moeten worden gecontroleerd.
Floaters: dit zijn stippen die over het gezichtsveld van een persoon drijven. Ze zijn normaal, maar kunnen ook een teken zijn van iets ernstigers, zoals netvliesloslating.
Glaucoom: druk bouwt zich op in het oog en kan uiteindelijk de oogzenuw beschadigen. Het kan uiteindelijk leiden tot verlies van het gezichtsvermogen.
Bijziendheid: dit staat ook wel bekend als bijziendheid. Met bijziendheid is het moeilijk om dingen te zien die ver weg zijn.
Optische neuritis: de oogzenuw raakt ontstoken, vaak als gevolg van een overactief immuunsysteem.
Strabismus: de ogen wijzen in verschillende richtingen; het komt vooral veel voor bij kinderen.
In een notendop
De ogen en ons visuele systeem werken elke seconde dat we wakker zijn hard en weven een naadloze visuele realiteit uit een duizelingwekkende reeks op licht gebaseerde impulsen.
We beschouwen visie als vanzelfsprekend, maar onze ogen zijn een van de meest verbazingwekkende prestaties van evolutionaire engineering.
