حسی به نام «بینایی»

نویسنده: دکتر محمد پارسا

اندام حس بینایی (1) چشم است. بُرد آن در مقایسه با حواس دیگر بی همانند است. شب در آسمان ستارگانی را می بینیم که میلیونها سال نوری با ما فاصله دارند. به یاری حسّ بینایی رنگ، ابعاد و فواصل نسبی اشیاء را تشخیص می دهیم. چشم شامل دو بخش است: 1- کره ی چشم یا اندامهای اصلی بینایی، 2- اندامهای وابسته به کره ی چشم.

کُره ی چشم

کُره ی چشم، عضو اصلی بینایی است و شکل کره ی نامنظمی دارد که از سه پوسته و چند محیط شفاف ساخته شده است. پوسته های چشم عبارتند از:

1- صُلبیه

که پرده ای است سفید، سخت و کِدِر به ضخامت یک میلیمتر از جنس بافت پیوندی است که به عنوان پرده ی محافظ چشم به کار می رود. در عقب صُلبیه سوراخی برای عبور عصب بینایی وجود دارد. بخش پیشین صُلبیه (حدود یک نهم آن) برجسته و شفّاف است که قرنیّه (2) نام دارد.

2- مشیمیّه (3)

که پرده ی سیاه رنگی است در داخل صُلبیّه قرار دارد و درون کره ی چشم را به اتاق تاریکی تبدیل می کند. مشیمیه از بافت پیوندی تشکیل یافته است و درون آن رگهای خونی فراوانی وجود دارد. این پرده در واقع بخش غذا دهنده ی چشم است. در مشیمیّه سه بخش مشیمیه ی اصلی، عنبیه و اجسام مژکی دیده می شود.

**توضیح تصویر
شکل 1: بخشهای مختلف چشم
عنبیّه درست در پشت قرنیّه و کمی دورتر از آن قرار دارد که پرده ای است دایره ای و به طور قائم قرار گرفته و در افراد و نژادهای مختلف به رنگهای گوناگون دیده می شود، در وسط آن سوراخی به نام مردمک (4) مشهود است. سطح پیشین عنبیه از بافت پوششی و مواد رنگین سیاه، آبی، زاغ یا میشی تشکیل یافته است که جنبه ی ارثی دارد. اعصاب سمپاتیک و پاراسمپاتیک نیز در تنگ و گشاد کردن مردمک چشم به کار می روند.
اجسام مژکی برجستگیهایی هستند که بر محیط دایره ای، در پشت عنبیه قرار دارند. هر جسم مژکی دارای دو بخش است که یک بخش آن در حدود 80 غدّه مایع زلالیّه را در محل خاص تراوش می کند و بخش دیگر ماهیچه های مژکی هستند که برای تطابق به کار می روند.

3- شبکیّه (5)

درونی ترین لایه و پرده ی حسّاس کره ی چشم شبکیّه است. ضخامت آن در حدود 0/5 میلیمتر است. در بخش پسین شبکیّه دو نقطه مشخّص به نام لکّه زرد (6) و نقطه ی کور (7) وجود دارند. شبکیّه از یک لایه ی رنگی تشکیل یافته است. این لایه از یک ردیف یاخته های معکبی ساخته شده که از هر یک زائده هایی به درون چشم امتداد دارد. یاخته های مسئول نیروگردانی در پشت مردمک چشم بر روی شبکیّه قرار دارند که یاخته های گیرنده ای را به وسیله ی پرتوهای نوری به فعالیت درمی آورند. پرتوهای نوری به نوبه ی خود از طریق قرنیه از عدسیه (8) می گذرند و وارد شبکیّه می شوند.
شبکیّه به دو نوع یاخته های گیرنده، معروف به یاخته های استوانه ای (9) و مخروطی (10) مجهّز است. یاخته های استوانه ای نسبت به روشنایی و اختلاف در شدّت حسّاسیّت نشان می دهند. اگر در شبکیه تنها یاخته های استوانه ای وجود داشتند فقط انسان اشیاء را به صورت سیاه و سفید می دید و تشخیص رنگها برایش امکان پذیر نبود. یاخته های مخروطی اختلاف طول موج پرتوها و شدت نور را به عهده دارند. در نور روشن این یاخته ها نسبت به طول موج بسیار حسّاسند. یاخته های مخروطی که دیدن و ادراک رنگ به عهده ی آنهاست در شبکیه در لکه ی زرد تمرکز یافته اند. در لکه ی زرد فقط یاخته های مخروطی وجود دارند. در واقع لکه ی زرد حساسترین بخش شبکیه است و بیش از هر بخش دیگری در شبکیه دارای یاخته های گیرنده است. بنابراین، وقتی تصویر در این محل بازتاب یابد خیلی روشن دیده می شود.
یاخته های بینایی به وسیله ی امواج نوری تحریک می شوند. شمار یاخته های استوانه ای بیش از یاخته های مخروطی است که حدود 110 میلیون در برابر 6 میلیون تخمین زده می شود.
لایه ی نورونهای دوقطبی یاخته هایی هستند که داندریت آنها با یاخته های بینایی و آکسون آنها با نورونهای طبقه ی بعدی سیناپس می شوند و ارتباط حاصل می کنند.
لایه ی نورونهای چند قطبی آن دسته از یاخته هایی هستند که داندریت آنها با آکسون نورونهای دوقطبی و آکسون آنها که فاقد مییلین و غلاف شوان است عصب بینایی را تشکیل می دهد و به مغز می رود.
به طور کلی چند یاخته ی استوانه ای با یک نورون دو قطبی و چند نورون دو قطبی با یک نورون چند قطبی سیناپس، می شوند؛ در صورتی که هر یاخته ی مخروطی بیشتر با یک نورون دو قطبی سیناپس می شود.
لکه ی زرد لکه ی بیضی شکلی است به قطر یک میلیمتر که اندکی فرورفته است و درست در محل برخورد محور نوری چشم با شبکیه قرار گرفته است. لکه زرد فقط دارای یاخته های مخروطی است که برخلاف یاخته های مخروطی دیگر بلندترند. در لکه زرد هر یاخته ی مخروطی با یک نورون دو قطبی و هر نورون دوقطبی با یک نورون چند قطبی ارتباط پیدا می کند.
نقطه ی کور دایره ای است به قطر 1/5 میلیمتر که در محل خروج عصب بینایی در شبکیه قرار گرفته است و چون فاقد یاخته های بینایی است حساسیت ندارد، به این جهت آن را نقطه ی کور نامیده اند.

خاستگاه عصب بینایی

مجموع آکسونهای نورونهای چند قطبی شبکیه که از صُلبیه خارج می شوند عصب بینایی را به وجود می آورند. اعصاب بینایی دو چشم در محلی به نام کیاسما با هم به صورتی متحد می شوند که بخشی از اعصاب هر چشم با بخشی از اعصاب چشم دیگر به یک نیمکره ی مخ می روند. اثر تصویرهایی که در بخش راست شبکیه ی هر دو چشم تشکیل می شود به نیمکره ی راست مغز انتقال می یابد و اثر تصویرهایی که در بخش چپ شبکیه ی هر دو چشم به وجود می آید به نیمکره ی چپ مغز منتقل می شوند.

محیطهای شفاف کره ی چشم

این محیطها بخشهایی هستند که نور را از خود عبور می دهند و آن را به شبکیّه منتقل می سازند و عبارتند از قرنیه، زلالیه، عدسی (جلیدیّه) و زجاجیّه.

قرنیه:

قرنیه بخشی از صُلبیّه است و دارای ضریب انکسار 1/33 است.

زلالیه:

زلالیه نیز با ضریب انکسار 1/33 مایعی است که فضای بین قرنیّه و عدسی را پر می کند و از جسم مژکی تراوش می شود.

عدسی چشم:

این عدسی جسم شفّافی است که در پشت عِنَبیّه قرار گرفته، برجستگی عدسی در جلو کمتر از برجستگی آن در عقب است. عدسی به وسیله ی تارهای آویزی به ناحیه ای از مشیمیه، مجاور جسم مژکی متصل است. عدسی را پرده ی شفاف نازک پیوندی قابل ارتجاعی پوشانیده است. در سطح پیشین عدسی یک طبقه از یاخته های پوششی منشوری قرار گرفته است. عدسی از تارهایی ساخته شده است که بعضی از آنها هسته دارند. تارهای کانونی عدسی سخت و متراکمند و هسته ی سخت عدسی را تشکیل می دهند. ضریب انکسار عدسی حدود 1/40 است.

زجاجیه:

مادّه ی ژلاتینی شفّاف است که همه ی حفره ی درونی کره ی چشم را پر می کند. زجاجیه در بخش محیطی به صورت پرده ی نازکی متراکم شده که پرده ی خارجی زجاجیه را تشکیل می دهد.

چگونه می بینیم؟

امواج نوری پس از برخورد به قرنیه وارد زلالیه، سپس مردمک چشم می شود. عنبیّه که دارای بافت پوششی رنگین است در اطراف مردمک قرار دارد و برای دریافت نور لازم آن را کوچک و بزرگ می کند. آنگاه نور وارد عدسی می شود که دو دسته از ماهیچه های مژکی نیرومند با حالتی ارتجاعی آن را حفظ می کنند. تغییر شکل عدسی را، به منظور یاری دادن به فرایند تمرکز نور، همسازی (11) نامیده اند. ماهیچه های راست، برای ایجاد بهترین دید و تصویر، کره ی چشم را حرکت می دهند. حرکتهای چشم در یک جهت، یعنی بالا، پایین، چپ یا راست را حرکتهای همایند چشم (12) مشخّص کرده اند. اما اگر این حرکتها در جهت مخالف، یعنی به سوی درون یا برون انجام گیرند، آنها را حرکتهای ناهمایند (13) یا مخالف عنوان کرده اند.
امواج نوری پس از عبور از عدسی وارد فضای وسیع زجاجیّه می شوند. زجاجیه نیز مانند زلالیه مواد غذایی برای چشم و دستگاههای آن فراهم می آورد و به موجودیت چشم شکل می دهد. سرانجام، امواج نوری به شبکیه که از یاخته های استوانه ای و مخروطی تشکیل یافته برخورد می کنند. از اجسامی که در معرض دید قرار می گیرند تصویری واژگون، حقیقی و کوچکتر از آنها بر شبکیه تشکیل می شود، درست مانند یک دوربین عکاسی.
وقتی امواج نوری به شبکیّه می رسند، نخست گیرنده ها، سپس به تدریج لایه های یاخته هایی که در پشت شبکیّه قرار دارند تحریک می شوند. پس از آنکه امواج نوری به سطح شبکیه برخورد می کنند از چند لایه یاخته های بینایی می گذرند. در واقع امواج نوری سبب می شوند که گیرنده ها بار الکتریکی خود را تغییر دهند. اگر تغییر زیاد باشد یاخته های دوقطبی، سپس یاخته های چند قطبی (گنگلیونها) تحریک می شوند. آکسون یاخته های چند قطبی اعصاب بینایی را تشکیل می دهند که اطلاعات بصری را به بخش بالای مغز می رسانند.

مسیر بینایی

مسیر بینایی از چشم تا مغز نشان می دهد که اعصاب بینایی از چشم عبور می کنند در کیاسما در زیر مغز نزدیک به غدّه ی هیپوفیز به هم می پیوندند. در این محل، چنانکه قبلاً گفته شد، امواج نوری چشم راست به نیمکره ی مغزی چپ و چشم چپ به نیمکره ی راست می روند. مرحله ی بعد تالاموس یا طبقات بصری است که به منزله ی یک ایستگاه تقویتی در مغز به شمار می آید. سرانجام امواج نوری در ناحیه ی کرتکس پس سری به منطقه ی بینایی می رسند و تصویر گُل آن گونه که در خارج از چشم وجود دارد تجسّم می یابد.

احساس بینایی

سالهاست که پژوهشگران به این واقعیت پی برده اند که احساس رنگ به وسیله ی یاخته های مخروطی در شبکیّه پدید می آید؛ به عقیده ی گلدارد (14) اختلاف آستانه ی رنگها آنقدر بی شمار است که حدود 7 میلیون سایه و درخشندگی گوناگون را می توانیم تشخیص دهیم.
توماس یانگ (15) فیزیکدان انگلیسی در سال 1802 اظهار داشت که سه رنگ قرمز، سبز و آبی مادر یا بنیاد همه ی رنگها هستند. یعنی، از ترکیب این سه رنگ انواع رنگهای دیگر به دست می آیند. هرمن فن هلمهولتز (16) با همکاری یانگ به تکمیل نظریه ی سه رنگی (17) پرداخت و چنین نتیجه گرفتند که چشم باید دارای سه نوع گیرنده یا یاخته های مخروطی شکل باشد که هر کدام با یکی از رنگهای اصلی قرمز، سبز و آبی ارتباط دارد. اما پژوهشهای پی گیر درباره ی احساس رنگ نظریه ی دیگری را اعلام داشت. هِرینگ (18) در سال 1870 نظریه ی فرایند مخالف (19) را مطرح نمود. این نظریه بیانگر آن است که یاخته های مخروطی به صورت جفت قرار می گیرند. یعنی، قرمز با سبز و آبی با زرد همراه یکدیگر می شوند. عمل یکی از جفتها به طور مستقیم دیگری را از هر گونه فعالیتی بازمی دارد. چنانکه اگر یاخته ی مخروطی قرمز به فعالیت درآید یاخته ی مخروطی سبز که همراه آن است هیچ گونه فعالیتی از خود نشان نمی دهد. عکس آن نیز صادق است. اما بعدها پژوهشگران مغز، مانند دو والوا (20) و همکاران با دستگاههای جدید و خاصی پی بردند که بعضی از یاخته های مخروطی جفت، همان گونه که هرینگ عقیده داشت، فعالیت می کنند، اما جایگاه آنها در شبکیه نیست. یاخته های فرایند مخالف در هسته ی زانویی جانبی که محلی در تالاموس است، قرار دارد. یاخته های فرایند مخالف در لایه ی دو قطبی شبکیه نیز یافت می شود. بنابراین، نظریه ی سه رنگی بیانگر آن است که فرایند رنگ به وسیله ی یاخته های مخروطی در شبکیه صورت می گیرد، در صورتی که نظریه ی فرایند مخالف پردازش رنگ را به وسیله ی یاخته های دوقطبی و تالاموس انجام می دهد.
یاخته های فرایند مخالف نیز می توانند سهمی در ایجاد پس تصویرهای رنگی (21) به عهده داشته باشند. پس تصویر رنگی ادراک رنگی است که در واقع وجود ندارد. این پدیده پس از دیدن رنگ مخالف یا مکمل انجام می گیرد. برای مثال، پس از خیره شدن به یک وسیله ی قرمز رنگ هنگامی که این وسیله از جلو دید کنار می رود شما پس تصویر سبز آن را ادراک می کنید، زیرا رنگ سبز مخالف یا مکمل رنگ قرمز است. بنا به نظریه ی فرایند مخالف اگر دیدن رنگ قرمز استمرار یابد توانایی جلوگیری از رنگ سبز تضعیف می گردد. به این جهت وقتی رنگ قرمز از میدان دید کنار می رود رنگ سبز ادراک می شود.

کوررنگی

گرچه بسیاری از افراد آدمی رنگهای فراوان و مختلفی را تشخیص می دهند، اما پژوهشها و تجربه ها نشان داده اند که حدود 2 درصد از مردان و 2 در 10000 از زنها به کوررنگی گرفتارند. (22) جهان برای آنان کسل کننده و بی رونق است. کوره های سرخ آتش، چمن سبز و رنگ چراغهای راهنما همه زرد به نظر می رسند. در واقع در بیشتر کوررنگیها اشیاء و وسایلی که به رنگ سبز هستند همه زرد جلوه می کنند. البته، شکلهای دیگر کوررنگی نیز وجود دارند، اما خیلی کمیابند. در کوررنگی زرد - آبی، فرد مبتلا نمی تواند اختلاف میان رنگ زرد و آبی را مشخص کند و در نهایت هیچ گونه رنگی را تشخیص نمی دهد. دنیا برای چنین شخصی مانند تصویرهای تلویزیون سیاه و سفید نمایان می شود.
در کورنگی افرادی هستند که هیچ گونه رنگی را تشخیص نمی دهند. این افراد را تک فام (23) نامیده اند. زیرا فقط دارای یک نوع یاخته ی مخروطی هستند و تنها سایه هایی از رنگ خاکستری به نظرشان می رسد. نوع دیگر کوررنگی دوفامها (24) هستند که فاقد یک نوع یاخته مخروطی می باشند. کسی که دچار دوفامی است در کارکرد فرایند مخالف با مشکل روبه روست. اگر اختلال بر اثر یاخته های مخروطی آبی باشد شخص فقط می تواند رنگهای قرمز و سبز را ببیند.
نابهنجاریهای سه رنگ (25) یا سه فام نیز از انواع کوررنگی است که یکی از رنگهای اصلی (قرمز، آبی، سبز) در شخص مبتلا به گونه ای نادرست عمل می کند. رنگهایی که در این اختلال احساس می شوند با ادراک افراد بهنجار تفاوت دارند. کسی که در رنگ قرمز یا سبز دچار اختلال است، ممکن است این رنگها را به صورت قهوه ای یا خرمایی ببیند.

پی نوشت ها :

1. vision
2. chornea
3. choroid
4. pupil
5. retina
6. fovea
7. blind spot
8. lens
9. rods
10. cones
11. accommodation
12. conjunctive eye movements
13. vergence eye movements
14. Geldara, F., A. / 1972
15. Young, T., 1802
16. Helmholtz., H. / 1852
17. trichromatic theory
18. Hering, Ewald / 1870
19. opponent - process theory.
20. De Valois, R. L. & Jacobs, G. H. / 1968
21. color afterimage
22. Davis, S. F. & Palladino, J. J. / 1997 / P. 97
23. monochromat
24. dichromat
25. anomalous trichromats