Das Sehsystem ist der Teil des Zentralnervensystems, das Organismen ermöglicht, Sehdetail, sowie das Ermöglichen mehreren Nichtimages zu bearbeiten, das Photoansprechfunktionen bildet. Es interpretiert Information vom sichtbaren Licht, um eine Darstellung der Umgebungswelt zu bauen. Das Sehsystem vollbringt mehrere komplizierte Aufgaben, einschließlich des Empfangs des Lichtes und der Bildung von monocular Darstellungen; der Aufbau einer beidäugigen Wahrnehmung von einem Paar von zwei dimensionalen Vorsprüngen; die Identifizierung und Kategorisierung von sichtbaren Gegenständen; das Festsetzen von Entfernungen zu und zwischen Gegenständen; und führende Körperbewegungen in Bezug auf sichtbare Gegenstände. Die psychologische Manifestation der Sehinformation ist als Sehwahrnehmung bekannt, deren Mangel Blindheit genannt wird. Nichtimage, das Sehfunktionen bildet, die der Sehwahrnehmung unabhängig sind, schließt den Pupillary-Licht-Reflex (PLR) und circadian photoentrainment ein.

Einführung

Dieser Artikel beschreibt größtenteils das Sehsystem von Säugetieren, obwohl andere "höhere" Tiere ähnliche Sehsysteme haben. In diesem Fall besteht das Sehsystem aus:

• Das Auge, besonders die Netzhaut
• Der Sehnerv
• Der Sehchiasma
• Die Sehfläche
• Der seitliche geniculate Körper
• Die Sehradiation
• Der Sehkortex
• Der Sehvereinigungskortex.

Verschiedene Arten sind im Stande, verschiedene Teile des leichten Spektrums zu sehen; zum Beispiel können Bienen ins ultraviolette sehen, während Grube-Giftschlangen Beute mit ihren Grube-Organen genau ins Visier nehmen können, die zur Infrarotradiation empfindlich sind.

Geschichte

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden viele Motive des Nervensystems wie die Neuron-Doktrin und Gehirnlokalisierung identifiziert, die sich auf das Neuron bezogen hat, das die grundlegende Einheit des Nervensystems und der funktionellen Lokalisierung im Gehirn beziehungsweise ist. Diese würden Doktrinen des Vogelneuroscience werden und würden das weitere Verstehen des Sehsystems unterstützen.

Der Begriff, dass der Kortex in funktionell verschiedene Kortexe geteilt wird, die jetzt bekannt sind, für Kapazitäten wie Berührung (somatosensory Kortex), Bewegung (Motorkortex), und Vision (Sehkortex) verantwortlich zu sein, wurde zuerst von Franz Joseph Gall 1810 vorgeschlagen. Beweise für funktionell verschiedene Gebiete des Gehirns (und, spezifisch, des Kortex) sind im Laufe des 19. Jahrhunderts mit Entdeckungen durch Paul Broca des Sprachzentrums (1861), und Gustav Fritsch und Edouard Hitzig des Motorkortexes (1871) gestiegen. Gestützt auf dem auswählenden Schaden an Teilen des Gehirns und der funktionellen Effekten würde das erzeugen (Verletzungsstudien), David Ferrier hat vorgeschlagen, dass Sehfunktion zum parietal Lappen des Gehirns 1876 lokalisiert wurde. 1881 hat Hermann Munk genauer Vision im Hinterhauptslappen ausfindig gemacht, wo, wie man jetzt bekannt, der primäre Sehkortex ist.

Biologie des Sehsystems

Auge

Das Auge ist ein kompliziertes biologisches Gerät. Die Wirkung einer Kamera ist häufig im Vergleich zur Tätigkeit des Auges größtenteils seit beidem Fokus-Licht von Außengegenständen im Feld der Ansicht auf ein mit dem Licht empfindliches Medium. Im Fall von der Kamera ist dieses Medium Film oder ein elektronischer Sensor; im Fall vom Auge ist es eine Reihe von Sehempfängern. Mit dieser einfachen geometrischen Ähnlichkeit, die auf den Gesetzen der Optik gestützt ist, fungiert das Auge als ein Wandler, wie eine CCD Kamera tut.

Licht, das ins Auge eingeht, wird gebrochen, weil es die Hornhaut durchführt. Es führt dann den Schüler (kontrolliert von der Iris) durch und wird weiter durch die Linse gebrochen. Die Hornhaut und Linse handeln zusammen als eine zusammengesetzte Linse, um ein umgekehrtes Image auf die Netzhaut zu planen.

Netzhaut

Die Netzhaut besteht aus einer Vielzahl von Photoempfänger-Zellen, die genannten opsins von Molekülen des besonderen Proteins enthalten. In Menschen werden zwei Typen von opsins an der bewussten Vision beteiligt: Stange opsins und Kegel opsins. (Ein dritter Typ, melanopsin in einigen der Retinal-Nervenknoten-Zellen (RGC), ein Teil des Mechanismus der inneren Uhr, wird wahrscheinlich an der bewussten Vision nicht beteiligt, weil diese RGC zum seitlichen geniculate Kern (LGN), aber zum pretectal olivary Kern (PON) nicht vorspringen.) Absorbiert ein opsin ein Foton (eine Partikel des Lichtes) und übersendet ein Signal zur Zelle durch ein Signal transduction Pfad, auf Hyperpolarisation des Photoempfängers hinauslaufend. (Für mehr Information, sieh Photoempfänger-Zelle).

Stangen und Kegel unterscheiden sich in der Funktion. Stangen werden in erster Linie in der Peripherie der Netzhaut gefunden und werden verwendet, um an niedrigen Stufen des Lichtes zu sehen. Kegel werden in erster Linie im Zentrum (oder fovea) der Netzhaut gefunden. Es gibt drei Typen von Kegeln, die sich in den Wellenlängen des Lichtes unterscheiden, das sie absorbieren; sie werden gewöhnlich kurz oder blau, mittler oder grün, und lang oder rot genannt. Kegel werden in erster Linie verwendet, um Farbe und andere Eigenschaften der Sehwelt an normalen Niveaus des Lichtes zu unterscheiden.

In der Netzhaut, die Photoempfänger-Synapse direkt auf bipolar Zellen, der der Reihe nach die Synapse auf Nervenknoten-Zellen der äußersten Schicht, die dann Handlungspotenziale zum Gehirn führen wird. Ein bedeutender Betrag der Sehverarbeitung entsteht aus den Mustern der Kommunikation zwischen Neuronen in der Netzhaut. Ungefähr 130 Millionen Photoempfänger absorbieren Licht, noch übersenden ungefähr 1.2 Millionen axons von Nervenknoten-Zellen Information von der Netzhaut bis das Gehirn. Die Verarbeitung in der Netzhaut schließt die Bildung des Zentrums ein - umgeben empfängliche Felder von bipolar und Nervenknoten-Zellen in der Netzhaut, sowie Konvergenz und Abschweifung vom Photoempfänger bis bipolar Zelle. Außerdem übersenden andere Neurone in der Netzhaut, besonders horizontalen und amacrine Zellen, Information seitlich (von einem Neuron in einer Schicht zu einem angrenzenden Neuron in derselben Schicht), auf kompliziertere empfängliche Felder hinauslaufend, die gegen die Farbe entweder gleichgültig und empfindlich sein können, um zu winken, oder empfindlich zur Farbe und gleichgültig, um zu winken.

Mechanismus, Sehsignale zu erzeugen: Die Netzhaut passt sich an seine Änderung im Licht durch den Gebrauch der Stangen an. In der Dunkelheit hat das Retinal eine Begabungsgestalt genannt Cis-Retinal. Wenn Licht, die Retinal-Änderungen zu einer geraden Form genannt Trans-Retinal da ist und sich vom opsin losreißt. Das wird genannt bleichend, weil sich der gereinigte rhodopsin von violett bis farblosen im Licht ändert. In der Dunkelheit absorbiert der rhodopsin kein Licht, das deshalb glutamate Zellen veröffentlicht, die die bipolar Zelle hemmen. Das hemmt die Ausgabe von neurotransmitters zur Nervenknoten-Zelle. Im Licht, glutamate Sekretion hört auf, der nicht mehr die bipolar Zelle davon hemmt, neurotransmitters zur Nervenknoten-Zelle zu veröffentlichen, und deshalb ein Image entdeckt werden kann.

Das Endresultat dieser ganzen Verarbeitung ist fünf verschiedene Bevölkerungen von Nervenknoten-Zellen, die visuell (Bildformen und "nicht das Bildformen") Information zum Gehirn senden:

1. M Zellen, mit dem großen Zentrum - umgeben empfängliche Felder, die zur Tiefe empfindlich, gegen die Farbe gleichgültig sind, und sich schnell an einen Stimulus anpassen;
2. P Zellen, mit dem kleineren Zentrum - umgeben empfängliche Felder, die zur Farbe und Gestalt empfindlich sind;
3. K Zellen, mit sehr großen Zentrum-Only-empfänglichen Feldern, die zur Farbe empfindlich und gegen die Gestalt oder Tiefe gleichgültig sind;
4. eine andere Bevölkerung, die wirklich lichtempfindlich ist; und
5. eine Endbevölkerung, die für Augenbewegungen verwendet wird.

Eine 2006-Universität der Studie von Pennsylvanien hat die ungefähre Bandbreite von menschlichen Netzhäuten berechnet, um ungefähr 8960 Kilobits pro Sekunde zu sein, wohingegen Versuchskaninchen-Netzhäute an ungefähr 875 Kilobits überwechseln.

2007 Zaidi und Co-Forscher an beiden Seiten der Atlantischen studierenden Patienten ohne Stangen und Kegel, entdeckt, dass die neuartige photoempfängliche Nervenknoten-Zelle in Menschen auch eine Rolle in der bewussten und unbewussten Sehwahrnehmung hat. Die geisterhafte Maximalempfindlichkeit war 481 nm. Das zeigt, dass es zwei Pfade für den Anblick in der Netzhaut - ein gestützter auf klassischen Photoempfängern (Stangen und Kegel) und der andere gibt, der kürzlich entdeckt, auf photoempfänglichen Nervenknoten-Zellen gestützt ist, die als rudimentäre Sehhelligkeitsentdecker handeln.

Photochemie

Im Sehsystem ist Retinal, technisch genannter retinene oder "retinaldehyde", ein mit dem Licht empfindliches retinene Molekül, das in den Stangen und Kegeln der Netzhaut gefunden ist. Retinal ist die grundsätzliche Struktur, die am transduction des Lichtes in Sehsignale, d. h. Nervenimpulsen im Augensystem des Zentralnervensystems beteiligt ist. In Gegenwart vom Licht, der Retinal-Molekül-Änderungskonfiguration und infolgedessen wird ein Nervenimpuls erzeugt.

Fasern zu thalamus

Sehnerv

(1543-Image vom Fabrica von Andreas Vesalius)]]

Die Information über das Image über das Auge wird dem Gehirn entlang dem Sehnerv übersandt. Verschiedene Bevölkerungen von Nervenknoten-Zellen in der Netzhaut senden Information an das Gehirn durch den Sehnerv. Ungefähr 90 % des axons im Sehnerv gehen zum seitlichen geniculate Kern im thalamus. Diese axons entstehen aus der M, P, und K Nervenknoten-Zellen in der Netzhaut, sehen oben. Diese parallele Verarbeitung ist wichtig, für die Sehwelt wieder aufzubauen; jeder Typ der Information wird einen verschiedenen Weg zur Wahrnehmung durchgehen. Eine andere Bevölkerung sendet Information an den höheren colliculus im midbrain, der beim Steuern von Augenbewegungen (saccades) sowie anderen Motorantworten hilft.

Eine Endbevölkerung von lichtempfindlichen Nervenknoten-Zellen, melanopsin enthaltend, sendet Information über die retinohypothalamic Fläche (RHT) zum pretectum (pupillary Reflex) zu mehreren Strukturen, die an der Kontrolle von circadian Rhythmen und Schlaf wie der suprachiasmatic Kern (SCN, die biologische Uhr), und zum ventrolateral Vorsehkern (VLPO, ein Gebiet beteiligt sind, das an der Schlaf-Regulierung beteiligt ist). Eine kürzlich entdeckte Rolle für photoempfängliche Nervenknoten-Zellen ist, dass sie bewusste und unbewusste Vision vermitteln - als rudimentäre Sehhelligkeitsentdecker, wie gezeigt, in rodless coneless Augen handelnd.

Sehchiasm

Die Sehnerven von beiden Augen treffen sich und treffen sich am Sehchiasm an der Basis des hypothalamus des Gehirns. An diesem Punkt wird die Information, die aus beiden Augen kommt, verbunden und spaltet sich dann gemäß dem Gesichtsfeld auf. Die entsprechenden Hälften des Feldes der Ansicht (Recht und verlassen) werden dem verlassenen und Recht Hälften des Gehirns gesandt, um beziehungsweise bearbeitet zu werden. D. h. die richtige Seite des primären Sehkortexes befasst sich mit der linken Hälfte des Feldes der Ansicht von beiden Augen, und ähnlich für das linke Gehirn. Ein kleines Gebiet im Zentrum des Feldes der Ansicht wird überflüssig durch beide Hälften des Gehirns bearbeitet.

Sehfläche

Die Information vom richtigen Gesichtsfeld (jetzt auf der linken Seite des Gehirns) reist in der linken Sehfläche. Die Information vom linken Gesichtsfeld reist in der richtigen Sehfläche. Jede Sehfläche endet im seitlichen geniculate Kern (LGN) im thalamus.

Seitlicher geniculate Kern

Der seitliche geniculate Kern (LGN) ist ein Sinnesrelaiskern im thalamus des Gehirns. Der LGN besteht aus sechs Schichten in Menschen und anderen Primaten, die von catarhinians, einschließlich cercopithecidae und Menschenaffen anfangen. Schichten 1, 4, und 6 entsprechen Information von (durchquerten) Fasern des contralateral der Nasennetzhaut (zeitliches Gesichtsfeld); Schichten 2, 3, und 5 entsprechen Information von (gerade gelegten) Fasern des ipsilateral der zeitlichen Netzhaut (Nasengesichtsfeld). Schicht ein (1) enthält M Zellen, die der M (magnocellular) Zellen des Sehnervs des entgegengesetzten Auges entsprechen und mit Tiefe oder Bewegung beschäftigt sind. Schichten vier und sechs (4 & 6) des LGN stehen auch zum entgegengesetzten Auge, aber zu den P Zellen (Farbe und Ränder) des Sehnervs in Verbindung. Im Vergleich verbinden Schichten zwei, drei und fünf (2, 3, & 5) des LGN mit der M Zellen und P (parvocellular) Zellen des Sehnervs für dieselbe Seite des Gehirns wie sein jeweiliger LGN. Ausgedehnt sind die sechs Schichten des LGN das Gebiet einer Kreditkarte und ungefähr dreimal seiner Dicke. Der LGN wird in zwei Ellipsoide über die Größe und Gestalt der Eier der zwei kleinen Vögel aufgewickelt. Zwischen den sechs Schichten sind kleinere Zellen, die Information von den K Zellen (Farbe) in der Netzhaut erhalten. Die Neurone des LGN geben dann das Sehimage zum primären Sehkortex (V1) weiter, der an der Rückseite vom Gehirn (Schwanzende) im Hinterhauptslappen in und in der Nähe vom calcarine sulcus gelegen wird. Der LGN ist nicht nur ein einfacher Zwischensender, aber es ist auch ein Zentrum für die Verarbeitung; es erhält gegenseitigen Eingang vom cortical und den subcortical Schichten und gegenseitigem innervation vom Sehkortex.

Sehradiation

Die Sehradiationen, ein auf jeder Seite des Gehirns, tragen Information vom thalamic seitlichen geniculate Kern bis Schicht 4 des Sehkortexes. Die P Schicht-Neurone des LGN Relais zur V1 Schicht 4C β. Die M Schicht-Neuron-Relais zur V1 Schicht 4C α. Die K Schicht-Neurone im LGN Relais zu großen Neuronen haben Tropfen in Schichten 2 und 3 von V1 genannt.

Es gibt eine direkte Ähnlichkeit von einer winkeligen Position im Feld der Ansicht vom Auge den ganzen Weg durch die Sehfläche zu einer Nervenposition in V1.

In diesem Augenblick in V1 hört der Bildpfad auf, aufrichtig zu sein; es gibt mehr Quer-Verbindung innerhalb des Sehkortexes.

Sehkortex

Der Sehkortex ist das größte System im menschlichen Gehirn und ist dafür verantwortlich, das Sehimage zu bearbeiten. Es liegt an der Hinterseite des Gehirns (hervorgehoben im Image) über dem Kleinhirn. Das Gebiet, das Information direkt vom LGN erhält, wird den primären Sehkortex genannt, (hat auch V1 und gestreiften Kortex genannt). Sehinformation fließt dann durch eine cortical Hierarchie. Diese Gebiete schließen V2, V3 ein, V4 und Gebiet V5/MT (hängt die genaue Konnektivität von den Arten des Tieres ab). Diese sekundären Sehgebiete (hat insgesamt den extrastriate Sehkortex genannt), bearbeiten ein großes Angebot an Sehprimitiven. Neurone in V1 und V2 antworten auswählend auf Bars von spezifischen Orientierungen oder Kombinationen von Bars. Wie man glaubt, unterstützen diese Rand und Eckentdeckung. Ähnlich wird die Basisinformation über die Farbe und Bewegung hier bearbeitet.

Sehvereinigungskortex

Weil Sehinformation vorwärts durch die Sehhierarchie, die Kompliziertheit der Nervendarstellungszunahmen geht. Wohingegen ein V1 Neuron auswählend auf ein Liniensegment einer besonderen Orientierung in einer besonderen retinotopic Position antworten kann, antworten Neurone im seitlichen Hinterhauptskomplex auswählend, um Gegenstand (z.B, eine Zahl-Zeichnung) zu vollenden, und Neurone im Sehvereinigungskortex können auswählend auf menschliche Gesichter, oder auf einen besonderen Gegenstand antworten.

Zusammen mit dieser zunehmenden Kompliziertheit der Nervendarstellung kann ein Niveau der Spezialisierung der Verarbeitung in zwei verschiedene Pfade kommen: Der dorsale Strom und der ventrale Strom (die Zwei Strom-Hypothese, die zuerst von Ungerleider und Mishkin 1982 vorgeschlagen ist). Der dorsale Strom, der allgemein auf als "wo" Strom verwiesen ist, wird an der Raumaufmerksamkeit (versteckt und offen) beteiligt, und kommuniziert mit Gebieten, die Augenbewegungen kontrollieren und Bewegungen reichen. Mehr kürzlich ist dieses Gebiet "wie" Strom genannt worden, um seine Rolle in führenden Handlungsweisen zu Raumpositionen zu betonen. Der ventrale Strom, allgemein verwiesen als "welcher" Strom, wird an der Anerkennung, Identifizierung und Kategorisierung von Sehstimuli beteiligt.

Jedoch gibt es noch viel Debatte über den Grad der Spezialisierung innerhalb dieser zwei Pfade, da sie tatsächlich schwer miteinander verbunden werden.

Sehsystem und Gleichgewicht

Zusammen mit proprioception und Vorhallefunktion spielt das Sehsystem eine wichtige Rolle in der Fähigkeit einer Person, Gleichgewicht zu kontrollieren und eine aufrechte Haltung aufrechtzuerhalten. Wenn diese drei Bedingungen isoliert werden und Gleichgewicht geprüft wird, ist es gefunden worden, dass Vision der bedeutendste Mitwirkende zum Gleichgewicht ist, eine größere Rolle spielend, als jeder der zwei anderen inneren Mechanismen. Die Klarheit, mit der eine Person seine Umgebung, sowie die Größe des Gesichtsfeldes, die Empfänglichkeit der Person sehen kann, um sich zu entzünden und, und schlechte Tiefe-Wahrnehmung grell zu leuchten, spielt wichtige Rollen in der Versorgung einer Feed-Back-Schleife zum Gehirn auf der bodys Bewegung durch die Umgebung. Irgendetwas, was einige dieser Variablen betrifft, kann eine negative Wirkung alles in allem und mainting Haltung haben.. Diese Wirkung ist in der Forschung gesehen worden, die mit ältlichen Themen verbunden ist, als im Vergleich zu jungen Steuerungen, in Glaukom-Patienten im Vergleich zum Alter Steuerungen, Patienten des grauen Stars pre und Postchirurgie und sogar etwas so Einfaches verglichen hat wie das Tragen der Sicherheitsschutzbrille. Wie man auch gezeigt hat, hat Vision von Monocular (eine äugige Vision) Gleichgewicht negativ zusammengepresst, das in den vorher Verweise angebrachten grauen Star und Glaukom-Studien, sowie in gesunden Kindern und Erwachsenen gesehen wurde.

Siehe auch

• Echolocation
• Computervision
• Helmholtz-Kohlrausch Wirkung - wie Farbengleichgewicht Vision betrifft
• Speichervorhersage-Fachwerk

Sehwahrnehmung

• Sehmodularität

Weiterführende Literatur

• : die Buchverbindung von Google zeigt die Skizze von Alhazen des Sehnervs 522 Jahre vor dem Gravieren von Vesalius.
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• . (H.D. Steklis und J. Erwin, Redakteure.) Seiten 203-278.

..

• (Verweisungen, Seiten 180-198. Index, Seiten 199-202. 202 Seiten.)

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Links

• "Webvision: Die Organisation der Netzhaut und des Sehsystems" - Augenzentrum von John Moran an der Universität Utahs
• VisionScience.com - Eine Online-Quelle für Forscher in der Visionswissenschaft.
• Zeitschrift der Vision - Eine offene Online-Zugriffszeitschrift der Visionswissenschaft.
• Forschung von Hagfish hat die "fehlende Verbindung" zur Evolution des Auges gefunden. Sieh: Natur-Rezensionen Neuroscience.