Pochopení zraku

Komplikovanost lidského oka – od slepé skvrny a makuly po zaostřené a periferní vidění

Jak náš mozek kompenzuje záhadné konstrukční chyby v lidském oku.

6 května 2022
  • Komplikovanost lidského oka

Evoluce nám v průběhu své historie trvající alespoň 500 milionů let přinesla neuvěřitelnou rozmanitost očí, které vývojově začaly jako jednoduchý flíček citlivý na světlo. Vznik oka se ukázal být významným evolučním krokem, protože vidomí tvorové získali jasnou výhodu nad těmi nevidomými. Výzkumníci se neshodují, zda tato rozmanitost pramení z jediného prvotního oka, nebo zda se oko vyvíjelo nezávisle u několika druhů. Dík různorodým potřebám různých organismů vznikly různé typy očí od plochých očí, očích v důlku, očích ve škvíře, složených či komplexních očí po oči opatřené čočkami, které lze pozorovat u obratlovců, včetně lidí. Poslední zmiňovaný typ očí patří mezi nejsofistikovanější zrakové orgány, které evoluce doposud přinesla. Vývoj oka opatřeného čočkou umožnil vnímání prostředí, které je světlé a zároveň ostré. Ale i lidské oko má své evoluční slabé stránky...

Klíčovou roli ve složitém světě lidského zraku, hraje náš mozek spolupracující s očima. Bez povšimnutí a patrně s minimálním úsilím kompenzuje slabé stránky našich očí. Jedná se o příklad té nejlepší týmové spolupráce!

Když se oko obratlovců opatřené čočkou – a tedy i naše vlastní oko – vyvinulo, stalo se něco podivného. Narozdíl například od sépií, které mají vysoce sofistikované oči ve tvaru bubliny opatřené čočkami, jež se objevily prostřednictvím vchlípení vnější pokožky, lidské oko vzniklo zcela rozdílně – a zdánlivě náhodně – jako vedlejší produkt mozku. Na první pohled se to může zdát jako malý rozdíl, který dokonce nabízí výhody, např. oči o stejné velikosti obsahující více fotoreceptorových buněk. Kupodivu jsou však naše buňky citlivé na světlo umístěny okolo sítnice nesprávně a směřují do našeho těla, zatímco naše nervové buňky směřují směrem ke zdroji světla. To v podstatě znamená, že máme „převrácené oko“, které od našeho mozku vyžaduje, aby věci dával do správné perspektivy. Také to znamená, že lidé a všichni obratlovci mají tzv. slepou skvrnu.

Slepá skvrna (Papilla nervi optici)

1. slepá skvrna | 2. makula | 3. optický nerv | 4. spojivka | 5. rohovka | 6. oční komora | 7. zornice | 8. duhovka | 9. čočka | 10. ciliární sval | 11. sklivec | 12. bělima | 13. cévnatka | 14. sítnice

Slepá skvrna (Papilla nervi optici)

Slepá skvrna neboli skotom je místo v našich očích, kde optické nervy procházejí sítnicí do mozku. Vedení nervových buněk tvořící optický nerv vytváří v sítnici něco jako „mezeru“, tedy část zorného pole, která není vnímána kvůli nedostatku světlo detekujících fotoreceptorových buněk. Tento zdánlivě špatný design sítnice, která v našem zorném poli slepou skvrnu vytváří, odborníci nazývají jako převrácené oko. Slepá skvrna se nachází přibližně 15 stupňů na nosní straně fovey. Zdravý člověk si tohoto nedostatku zrakové informace obvykle nevšimne, protože náš mozek slepou skvrnu nahrazuje na základě okolních detailů, informací z druhého oka a výpočtu různých obrazů plynoucích z pohybu oka.

Slepá skvrna byla poprvé popsána francouzským fyzikem Edme Mariottem v roku 1660.

Názorná ukázka slepé skvrny

Názorná ukázka slepé skvrny

Tady je návod, jak toho dosáhnout:
Zavřete levé oko a své pravé oko zaměřte na tečku nalevo. Dívejte se v takové vzdálenosti od obrazovky, která je přibližně dvakrát větší než vzdálenost mezi tečkou a středem mřížky na obrazovce. Nyní pomalu otočte hlavu zpět, pryč od obrazovky. V určitém místě si všimnete, že chybějící střed mřížky byl „vyplněn“. Tohle je slepá skvrna – místo, jehož chybějící vizuální informace jsou poskytnuty mozkem.

Nejlepší přítel slepé skvrny: makula

Každé lidské oko obsahuje stejně jako slepou skvrnu také oblast na sítnici poskytující vysoce kvalitní ostré vidění. Tato oblast se nazývá makula nebo žlutá skvrna. Střed makuly obsahuje nejvyšší koncentraci čípků, což je jeden ze dvou typů fotoreceptorových buněk oka. Tato malá, středová jamka – fovea centralis – se nachází uprostřed makuly a zodpovídá za ostré centrální vidění.

Všechny kočky jsou ve tmě šedé

Zvířata, která v noci vyžadují dobrý zrak, mají obvykle velké oči – představte si například sovy, kočky nebo exotická zvířata, jako jsou nártouni. Kočičí oko tvoří speciální sítnice obsahující reflexní vrstvu, která umožňuje, aby na sítnici dopadalo více světla. Oči nočních lovců mají tedy oproti lidskému oku jinou stavbu. V porovnání s lidmi mají noční lovci mnohem více očních tyčinek (slouží k vnímání jasu) než očních čípků (slouží k vnímání barev).

Jsou to tedy čípky, které hraji při vnímání barev klíčovou roli. Máme tři typy čípků, které disponují maximální citlivostí buď na červené, modré, nebo zelené světlo podle konkrétních vlnových délek denního světla. V noci se nám světlo těchto tří vlnových délek ztrácí. V důsledku už nemáme přístup k informacím o barvě, takže jsou aktivní pouze naše tyčinky – a proto vše vypadá šedé.

Proč se nikdy na věci nedíváme strnule

Dalo by se říci, že každý tvor má oko, které si zaslouží. U zvířat, které by se mohly stát dalším chodem predátora, je důležité mít skvělé a všestranné zorné pole. Proto zajíci, vysoká zvěř a další potencionální kořisti mají oči na boku hlavy. To jim však ztěžuje vyhodnocování hloubky a vzdálenosti.

Díky tomu, že máme oči směřující dopředu, dokážeme my lidé extrémně dobře hodnotit hloubku a vzdálenost, přestože nevidíme 360 stupňů okolo sebe, což pravděpodobně ani nepotřebujeme.

Věděli jste, že v přesném slova smyslu se na věci nedíváme strnule, když se na ně zaměřujeme? Fotoreceptorové buňky na naší sítnici reagují pouze na změny světelných podmínek. Takže pokud bychom se na něco skutečně strnule dívali, nehybný obraz by začal blednout. Ale příroda má jako vždy řešení: naše oči neustále provádí malé náhodné pohyby, aniž bychom si toho vůbec všimli, čímž zajišťují, že na objekt zaostřujeme a při tom zároveň vnímáme věci okolo nás. Takže i když se zaměřujeme na jedno místo, naše oči neustále provádějí krátké a rychlé pohyby známé pod názvem sakadické pohyby.

Zaostřené vidění versus periferní vidění

Periferní vidění je součástí našeho zraku a nachází se mimo náš centrální, zaostřený pohled. Účelem periferního vidění je poskytnout nám prvotní dojem nebo kontext, než se na něco zaměříme, takže funguje velmi odlišně od zaostřeného vidění. Periferní vidění pokrývá přes 90 procent našeho zrakového pole, i když má přístup pouze k přibližně 50 procentům fotoreceptorových buněk. V podstatě to znamená, že schopnost rozeznat malé detaily v rámci periferního vidění odpadá kvůli mnohem menší zrakové ostrosti či rozlišení. Naše periferní vidění je však mnohem lepší ve vnímání pohybu, protože pořád potřebujeme schopnost rychle rozpoznat možné riziko.

Periferní vidění a brýlové čočky

Periferní vidění a brýlové čočky

Každý ví, že když věci začnou být rozmazané, je čas opatřit si brýle pro korekci zrakových poruch. Ale skutečnou výzvou při výrobě brýlových čoček je vytvořit takový design čoček který nejenom obnoví naše ostré centrální vidění, ale také nám poskytne pohodlné a uvolněné periferní vidění. Proto výpočty provedené při výrobě brýlových čoček vyžadují tolik matematických odborných znalostí a optického know-how. Cílem je, aby se periferní vidění nositele brýlí při nošení brýlí v ničem nelišilo od vidění nekorigovaných očí. To je obtížné zejména, když jde o zhotovení progresivních nebo sportovních brýlí se zakřivenými čočkami.

Věděli jste, že se nejedná o naše centrální, zaostřené vidění, které určuje dobu, jakou si zvykáme na progresivní brýlové čočky v zónách pro vidění na blízko a na dálku a přechodném rozsahu, ale spíše změny našeho periferního vidění? Tyto změny mohou mít zkreslující efekt, který z počátku může být zneklidňující. Není se ale potřeba strachovat – náš mozek se i těmto změnám rychle přizpůsobí. Na nový styl vidění si rychle zvykneme a nakonec je i vnímání periferie „normální“.

Je však důležité myslet na dvě důležité věci:

  1. Jen odborník vám dokáže poradit, jaké progresivní brýlové čočky jsou pro vás nejvhodnější.
  2. Nové progresivní brýlové čočky noste od začátku téměř bez ustání – zejména, když jste hodně v pohybu. To vašemu mozku pomůže zvyknout si na nové, lepší vidění mnohem rychleji.

Sdílet tento článek