ØJETS ANATOMI OG FYSIOLOGI

Nu da vi ved, hvad lys består af, er det på tide at se på øjets anatomi og fysiologi. Anatomi beskriver strukturen og opbygningen af kroppen, mens fysiologi beskriver dens funktioner, dvs. hvordan kroppen arbejder. Øjet bliver ofte sammenlignet med et fotografiapparat, når man vil forklare, hvordan vi bærer os ad med at se. Rent faktisk er øjets opbygning, anatomi, meget lig den mekaniske struktur af et fotografiapparat.
Lys er en stråle af partikler, som strømmer i en lige linie. Fra alle mulige kilder rammer lys-partiklerne genstande og hopper derfra ud i alle mulige retninger, hvilket gør det muligt for os at se disse genstande.

Det er vigtigt at forstå, at selvom lys bevæger sig i rette linier, kan det blive bøjet (refrakteret), når det bevæger sig igennem bestemte ting, fx. en speciel udformet linse eller det menneskelige øjes linse lavet af levende væv.

Yderligere kontrollerer den form linsen antager den præcise grad af brydning, som gør det muligt for øjet at stille skarpt. Lyset kan rent faktisk blive bøjet indad eller koncentreret til at danne et lille mere eller mindre perfekt billede i øjet af det, som vi ser på.

Øjets anatomi

Vi vil nu gennemgå øjets struktur for at gøre dig bekendt med nogle af de grundlæggende dele og deres navne.

Her får du en kort forklaring. Senere vil vi kigge dybere på de forskellige dele af øjet. (Du kan godt springe over resten af dette kapitel, hvis du ikke er teknisk interesseret. Det kan være hård kost at følge med)

Sclera (almindelig dansk senehinden) er det hvide i øjet, er dækket af den yderste og beskyttende hinde kaldet conjunctiva (bindehinden). Conjunctiva dækker også øjenlågets indersider. Hvis du berører dit øje med en finger, så er det conjunctiva, du rører ved. Ordet sclera kommer fra det græske skléros, som betyder hårdt. Ordet conjunctiva kommer fra det latinske conjunctum, som betyder bundet sammen.

Iris (regnbuehinden) er den farvefyldte ring i midten af øjet. Den virker ligesom blænderen på et fotografiapparat. Hvis man bliver udsat for stærkt lys, trækker hullet i midten, pupillen, sig sammen så mindre lys kan komme ind i øjet. Pupillen er kanalen i øjet, igennem hvilken lyset kommer ind. Ordet iris kommer fra Latin og betyder regnbue. Ordet pupil kommer fra det latinske pupilla, som betyder en lille dukke (fordi det er muligt at se spejlbilledet af sig selv i en andens øjne).

Cantus er det samme som øjets hjørne. Ordet kommer fra Latin cantus og betyder hjørne.

Karunklen er den lille kødagtige del ved den mediale (ind mod næsen) cantus. Den indeholder et talgagtigt stof og en svedkirtel, der producerer et hvidligt og olieagtigt sekret, som nogle gange samler sig ved den mediale cantus. Ordet karunkel kommer fra det latinske carnis og betyder en lille smule kød.
Der er frygtelig mange ord forbundet med beskrivelsen af øjets anatomi. Hvis du ikke kender dem i forvejen, vil det være en god ide at tage dig tiden til at lære dem. Dette vil lette læsningen af resten af teksten.

Den hvidlige og beskyttende hinde sclera (senehinden) dækker ikke hornhinden, men smelter sammen med denne. Cornea (hornhinden) er en fast placeret ubevægelig linse. Det er her hovedparten af lysets refraktion (brydning) finder sted. Ordet cornea kommer fra Latin cornu og betyder horn.

Kort om Lysets Passage

Når en lysstråle rammer øjet, er det første den støder på et rundt og gennemsigtigt vindue kaldet cornea, der er den første af øjets to linser. Cornea udgør en stærk, fast og ubevægelig fokus linse. Den optiske styrke af cornea udgør omkring 2/3 af øjets samlede synsstyrke, og dette skønt cornea kun er en halv millimeter tyk på midten, og 1 millimeter tyk hvor den går sammen med sclera (senehinden).

Efter at have passeret igennem cornea, går lysstrålen igennem det ydre af to kamre, passende kaldet for Forkammeret (camera anterior). Dette er fyldt med en vandagtig væske kaldet aqueous humour (kammervandet), som konstant bliver drænet væk og erstattet.

Kammervæsken (The aqueous humour) bliver produceret af strålelegemet, som på engelsk bliver kaldet ciliary body. Ordet ciliary kommer fra Latinsk og betyder hår eller fiber. Strålelegemet holder linsen hængt op ved hjælp af nogle tråde, kaldet zonula-tråde.

Den mængde lys, som bliver tilladt at passere igennem pupillen og linsen, bliver styret af iris, den farvefyldte del af øjet. Mellem linsen og bagsiden af iris finder vi bagkammeret (camera posterior). Efter at lyset har passeret igennem linsen, går det igennem glaslegemet (vitreous humor), som er en gelé-lignede substans. Til sidst danner lysstrålerne et lille billede på retina (nethinden), øjets ” filmskærm, ” af det man ser.

Der er tre lag eller membraner i øjet: Den beskyttende og ydre sclera (senehinden), den blodårerige chorioidea (årehinden), som forsyner øjet med ilt og næringsstoffer. Chorioidea er desuden fyldt med et pigmentstof, som forhindrer lyset i at slippe ind ud over igennem pupillen, og sikre at det (lyset) ikke hopper rundt på indersiden af øjet. Ordet chorioidea kommer fra det græske chorion og betyder membran. Til sidst har vi det inderste lag, retina (nethinden). Det er her øjets lys-sanseceller er lokaliseret. Ordet retina kommer fra det latinske rete og betyder net eller gitterværk.

Fra det øjeblik man ser på en genstand, til billedet bliver dannet på nethinden, bliver lyset brudt (refrakteret) af følgende dele af øjet: Hornhinden (den største refraktion da lyset går fra luft til “vand”), kammervæsken i for- og bagkammeret, linsen og glaslegemet. Øjets fulde refraktionsstyrke er 58 D hvoraf linsen står for omkring 13 D.

Dette var den korte udgave af øjets anatomi. Der er langt mere at vide om øjet, og vi vil nu gå i dybden med visse hoveddele. (Igen – hvis du synes det er for teknisk, er det ikke nødvendigt at læse det for at forstå AcuNova)

Cornea – hornhinden

Cornea består af fem lag og er
kun 1/2 mm tyk på midten

Der er ingen blodforsyning til hornhinden, men på den anden side er der en rig forsyning af nerver, som styrer fugtigheden. Hornhinden bliver holdt gennemsigtig af tårevæske.

Tårer

En tåre “film” dækker hornhindens epithelium (det ydre lag af celler), og bindehinden. Uden tårer ville hornhinden ikke være beskyttet mod mikroorganismer, forurening og støv. Uden tårevæske ville hornhinden tørre ind og miste sin gennemsigtighed.

Retina – Nethinden

Den buede inderside af øjeæblets bagerste kammer er bagerst dækket af en lysfølsom “frakke” eller membran, som bliver kaldet retina eller nethinden. Denne er faktisk opbygget af to forskellige typer lysfølsomme celler kaldet stave og tappe på grund af deres udseende.

Stave er følsomme overfor lys med lav styrke og ser ikke i farver men lystintensitet. Under dårlige lysforhold ser vi genstande i sort og hvidt og kan kun se forskelle i den grå skala. Tappe på den anden side er kun aktive, når lysforholdene er gode nok, hvilket giver os vores skarpe farvesyn. Tappene er også ansvarlige for klarheden i synet, og de er tæt pakket bagerst i øjet i et område kaldet fovea, eller makula eller den gule plet. Her er det, at linsen også fokuserer det skarpest billede og det er her, vores syn er bedst. Ordet fovea kommer fra Latin fovea og betyder en fordybning eller grøft. Ordet makula kommer fra Latin macula og betyder en lille plet.

Rundt om fovea, eller makula, registrerer nethinden stadigvæk lysindtryk, men ud mod kanterne har vi det som kaldes perifert syn – Alt det som vi “ser halvt”. Tilsammen udgør det perifere syn og det centrale syn i makula, det fulde syn af vores omgivelser.

Stavene og tappene er lokaliseret i det inderste lag af nethinden, d.v.s. at de er tættest på chorioidea. I hvert øje er der omkring 120 millioner stave og 5 millioner tappe. Oven på disse lysmodtager-celler, d.v.s. tættest på glaslegemet er der omkring 1 million nerveceller, også kaldet ganglion celler, som transporterer lys stimuli produceret af stavene og tappene til hjernen via den optiske nerve. Mellem stavene og tappene og ganglion-cellerne er der nerveceller, som laver synapser (forbindelser) imellem dem.

Der er ingen lysfølsomme celler, hvor den optiske nerve kommer ind øjet. Dette område kaldes også den blinde plet. De små blodårer til øjets blodforsyning kommer også ind samme sted, som den optiske nerve.

Stavene og tappene er ikke jævnt fordelt på retina. De fleste tappe ligger tæt pakket i et lille område kaldet den gule plet – Her er der kun tappe. Den gule plet bliver også kaldet macula lutea (eller blot makula). I centrum af makula finder vi fovea centralis, og her er tappene meget tæt pakket sammen. Det er her, at vi har det skarpeste syn. Normalt, når lyset kommer ind i øjet, må det først passere igennem det øverste toplag af nerveceller, som dækker retina for derpå at ramme lysreceptor cellerne. Men i den gule plet er netværket af nerveceller trukket til side i en lille fordybning, så lyset kan ramme tappene direkte. Øjets muskler sikrer, at øjets fokuspunkt “rammer lige i klatten” så at sige, d.v.s. fovea centralis. Stavene og nogle tappe er fordelt ud over resten af nethinden (perifert syn), men den højeste koncentration er omkring den gule plet. Kun 2/3 af nethinden (det bagerste) er dækket med lysreceptorer.

Farvesyn

Vi vil ikke gå i dybden med at forklare de indviklede bio-kemiske processer, der resulterer i, at lys bliver lavet om til nerveimpulser ved hjælp af stavene og tappene. Kort forklaret kan det siges, at stavene indeholder et fotopigment kaldet synspurpur, og at der er tre typer tappe, som hver især indeholder et specifikt fotopigment, som gør dem i stand til at modtage og omsætte nerveimpulser til specifikke farver eller elektromagnetiske bølgelængder. En kemisk reaktion sker hver gang et fotopigment bliver ramt af lys, det nedbrydes til forskellige dele af hvilke retinol (vitamin A) er en af dem. Vitamin A er en af de vigtige bestanddele i produktionen af synspurpur. Natteblindhed kan være et resultat af længere tids mangel på vitamin A.
De tre forskellige typer tappe har fået deres navne ud fra hvilken del af lys-spektret, de reagerer overfor: Blå, grøn og rød. Selvom man siger, at de reagerer overfor hver deres specifikke farve, så lapper de over hinanden i farvefølsomhed, og giver os derved mulighed for at se en mangfoldighed af farver.

Den optiske Nerve

Antallet af ganglion celler (samle-nerveceller for nervecellerne fra tappe og stave) er mindre end 1 % af antallet af lys-sansecellerne, så de fleste af disse celler er forbundet med mange lysreceptor celler. I centrum af den gule plet, fovea centralis, er forholdet en til en.
Hver lysreceptor-celle i nethinden er via nerveceller forbundet til disse ganglion-celler, som danner den optiske nerve, der fører “billedet” til hjernen, hvor informationen om mønster, farver og former bliver bearbejdet. Den optiske nerve går ud bagerst i øjeæblet gennem en knogletunnel i kraniet og kommer ud i kraniet lige under hjernen i nærheden af hypofysen. Her løber den sammen med dens partner, den optiske nerve fra det andet øje, ved kryds- eller møde punktet kaldet chiasma opticum.
De fleste mennesker tror, at det de ser med højre øje, krydser over til den venstre side af hjernen og omvendt, men sådan er det ikke helt. På nedenstående tegning kan du se, at synsfeltet fra det ene øje i stort omfang overlapper synsfeltet fra det andet. Genstande, som rammer næsesiden af nethinden med deres billede, krydser over til den anden side af hjernen. Det som rammer nethindens tindingeside bliver ikke krydset over. Både venstre og højre side af hjernen modtager information fra begge gule pletter. Eller sagt på en anden måde, nerveimpulser fra tindingesiden af hver nethinde krydser ikke over, men går til samme hjerneside, mens nervefibre fra den mediale side (næse-siden) af nethinden krydser over til den modsatte hjerneside.

Den optiske nerve er ikke andet end et kabel af bundter af nervefibre som leder små elektriske impulser gennem hver myelin-isoleret ledning (myelin er et fedtstoflignende stof som isolerer nerveledningerne). I midten af hovedkablet er der en stor arterie, som løber i den optiske nerves fulde længe. Denne er kendt som den centrale nethinde arterie. Ved siden af denne løber der ligeledes en vene. Disse sikrer næring, ilt og bortskaffelse af affaldsprodukter for nethinden.

Muskler og Øjets Nerveforsyning

Den del af ens omgivelser, som producerer billedet på nethinden, kaldes øjets synsfelt. Øjets muskler tager vare på en koordineret bevægelse af øjnene således, at billedet af genstandene i synsfeltet rammer den gule plet i begge øjne. Skelen, også kaldet skeløjethed, skyldes ikke-sammenfaldende koordination af øjnenes bevægelse, eller det kan skyldes forskellige og unormale længder af øjets bevægelses muskler.

Øjet gør brug af to hovedtyper af bevægelse: Hurtig og langsom. Den langsomme øjenbevægelse gør det muligt at fokusere på genstande i bevægelse eller at fokusere på genstande, mens man selv bevæger sig. Når øjet bevæger sig hurtigt, tager det en serie hurtige billeder, hvor forskellige fokuspunkter bliver fokuseret på nethinden. Hvert hurtige billede eller bevægelsespause af øjet tager mellem 0,2 og 0,6 sekund. Eftersom hjernen er vant til dette, ser vores omgivelser stabile ud, selvom vi bevæger øjnene hurtigt.

Øjets bevægelse bliver styret af seks muskler, som alle er hæftet på sclera og løber bagud i øjenhulen, hvor de er forbundet til kraniet.

Eksterne Øjenmuskler, kranienerver og hvilken øjenbevægelse, de styrer:

M. Rectus Superior Oculomotor (CN III) Løfter og ruller øjet opad – bruges når øjet drejer opad.
M. Rectus Inferior Oculomotor (CN III) Sænker og ruller øjet nedefter – når man ser på fødderne.
M. Rectus Medials Oculomotor (CN III) Bevæger øjet medialt – mod næsen.
M. Rectus Lateralis Abducens (CN VI) Bevæger øjet lateralt – væk fra næsen.
M Obliquus Superior Trochlear (CN IV) Sænker og bevæger øjet lateralt (denne bevægelse bliver kun gjort mulig af trochlear) – ser ned og til siden.
M. Obliquus Inferior Oculomotor (CN III) Løfter og bevæger øjet lateral – at se op og til siden.

Synet – Hjernens Fortolkning af Stimuli

Ud over at hjernens synscenter behandler millioner af lys-stimuli, så vi får et mentalt billede af det, som vi fokuserer på, så er det interessant at bemærke, at den enkelte nervecelle i dette center i storhjernens bark kun reagerer på bestemte typer af kontrast. Nogle af cellerne er følsomme overfor linier med en bestemt vinkel, andre reagerer overfor andre bestemte mere eller mindre komplicerede former, nogle reagerer overfor bevægelsen af lys, osv.

Hvad den enkelte celle specialiserer sig i at reagere overfor, afhænger af samordningen af synapserne (nervecelleforbindelserne) i nervecellerne fra nethinden til synscenteret. Det interessante ved dette er, at denne samordning af synapser ikke er fuldt ud udviklet ved fødslen, men derimod er noget, der udvikles i de tidlige barndomsår. Dette har meget at gøre med de omgivelser, man vokser op i. Synscenteret hos folk, som i deres barndom levede i en større by, reagerer kraftigere overfor firkantede genstande og rette vinkler end synscenteret hos folk med en barndom på landet.

Det der rent faktisk sker er, at hjernen hele tiden fortolker de forskellige lys-stimuli og fremlægger sin version af virkeligheden. Det foregår ikke på samme måde som med et fjernsyn, hvor punkt efter punkt overføres til skærmen. Synet er baseret på fokuspunkter (hurtige billeder), genkendelse afhængigt af de indgroede samordninger af nerveforbindelser (synapser) og brugen af en hel del fantasi. Hjernen kan kun komme med én fortolkning ad gangen så folk, som ser på den samme scene, ser rent faktisk ikke det samme. (Er det mon grunden til, at vidner til en hændelse beskriver hændelsen vidt forskellig?)

Du har måske allerede set nogle af disse billeder, der bygger på hjernens enkelt- objekt-fiksering eller en ad gangen fortolkning. Mens du kigger på sådan et billede, skifter din hjerne pludselig “gear,” og billedet forestiller pludselig noget helt andet. Det er meget interessant, at hjernen kun kan komme med én fortolkning ad gangen, ikke to eller flere på samme tid.

Der kunne skrives meget mere om øjets anatomi og fysiologi, men det ville være at gå langt ud over formålet med denne bog. Nu skulle du forhåbentligt have et nogenlunde klart “billede” af, hvorledes øjet er opbygget, og hvorledes lysets egenskaber ligger til grund for dets udformning og funktion.

At se

Man ved endnu ikke helt, hvordan billedet på nethinden bliver omdannet til et bevidst billede af omverdenen. Om man nogensinde finder ud af det, er et spørgsmål, der ikke kan besvares. Vi var inde på de forskellige bølgelængdes frekvenser i sidste kapitel, men vi gennemgår det lige igen, for at lette forståelsen.
Lys er en elektromagnetisk stråling ligesom radiobølger, røntgenstråling, varmebølger osv. Disse stråler opstår når elektriske ladninger accelereres.
De forskellige stråler har deres egen bølgelængde eller frekvens (antallet af svingninger pr. sekund). Den synlige del af disse bølger har en frekvens på ca. 390 – 730 nanometer (1 nm = 1 milliardtedel meter). Indenfor dette område finder vi de forskellige farver: violet: 390 – 430 nm, blåt: 430 – 480 nm, grønt: 480 – 530 nm, gult: 530 – 580 nm, orange: 580 – 650 nm, rødt: 650 – 730. Nogle mennesker kan se mere af den ultraviolette eller den infrarøde del af spektret end andre, akkurat ligesom nogle er i stand til at høre dybere og højere toner end andre. Det er meget almindelig at disse sanser svækkes betydelig med alderen.

Næsten alle organismer reagerer på lys. Grønne planter og træer vokser mod lyset og udnytter dets energi til at producere de organiske stoffer, som holder livets kredsløb i gang. Dyrene og vi mennesker bruger lyset til at orientere os med i omverdenen. Den første begyndelse til et øje finder man allerede hos encellede dyr, men egentlige billeddannende øjne ser vi først hos bløddyr, især hos visse blæksprutter, hvis store og meget komplicerede øjne er lige så gode som hvirveldyrenes. Hos mennesket er synet den mest dominerende sans, fordi hjernens udvikling har sat os i stand til at udnytte den store mængde data fra omverdenen, der kan erkendes ved hjælp af synssansen. Videnskaben mener, at omkring en fjerdedel af alle nervetråde til hjernen tjener synssansen alene.

Øjets evne til at danne et billede at omverdenen er betinget af dets evne til at bryde lyset. Enhver genstand udsender “lys” som en mosaik af utallige punkter af forskellige farver og styrke. Øjet modtager et strålebundt på samme størrelse som pupillen. For at øjet kan “se” genstanden, må strålerne i hvert bundt brydes i linsen og samles på nethinden.