Scotopisk syn
I studien av mänsklig synuppfattning är scotopisk syn ( eller scotopia ) synen av ögat under svaga ljusförhållanden . Termen kommer från grekiska skotos , som betyder "mörker", och -opia , som betyder "ett tillstånd för syn". I det mänskliga ögat är konceller icke-funktionella i svagt synligt ljus . Scotopisk syn produceras uteslutande genom stavceller , som är mest känsliga för våglängder på omkring 498 nm ( blågrönt ) och är okänsliga för våglängder längre än omkring 640 nm ( röd-orange) . Detta tillstånd kallas Purkinje-effekten .
Näthinnekretsar
Av de två typerna av fotoreceptorceller i näthinnan dominerar stavar scotopisk syn . Detta orsakas av ökad känslighet hos fotopigmentmolekylen uttryckt i stavar, i motsats till den i kottar . Stavar signalerar ljusökningar till stavens bipolära celler , som, till skillnad från de flesta bipolära celltyper , inte bildar direkta förbindelser med retinala ganglieceller - näthinnans utgångsneuron. Istället tillåter två typer av amakrinceller - AII och A17 - lateralt informationsflöde från stavens bipolära celler till koniska bipolära celler, som i sin tur kommer i kontakt med ganglionceller. Stavsignaler, förmedlade av amakrina celler, dominerar därför scotopisk syn. [ citat behövs ]
Luminans
Scotopisk syn uppträder vid luminansnivåer på 10−3 till 10−6 [ citat behövs ] cd /m 2 . Andra arter är inte universellt färgblinda i svagt ljus. Elefanthökmalen ( Deilephila elpenor ) uppvisar avancerad färgskillnad även i svagt stjärnljus.
Mesopisk syn uppstår i mellanliggande ljusförhållanden ( luminansnivå 10-3 till 10 [ citat behövs ] 0,5 cd / m 2 ) och är effektivt en kombination av scotopisk och fotopisk syn . Detta ger felaktig synskärpa och färgskillnad.
I normalt ljus ( luminansnivå 10 till 10 8 cd /m 2 ) dominerar synen av konceller och är fotopisk syn . Det finns god synskärpa (VA) och färgskillnad.
I vetenskaplig litteratur stöter man emellanåt på termen scotopic lux som motsvarar fotopisk lux , men använder istället den scotopiska synlighetsviktningsfunktionen.
Våglängdskänslighet
Den normala mänskliga observatörens relativa våglängdskänslighet kommer inte att förändras på grund av förändring av bakgrundsbelysningen under scotopisk syn. Våglängdskänsligheten bestäms av rhodopsin -fotopigmentet . Detta är ett rött pigment som syns på baksidan av ögat hos djur som har en vit bakgrund i ögat som kallas Tapetum lucidum . Pigmentet är inte märkbart under fotopiska och mesopiska förhållanden. Principen att våglängdskänsligheten inte förändras under scotopisk syn ledde till förmågan att detektera två funktionella konklasser hos individer. Om två konklasser är närvarande kommer deras relativa känslighet att ändra beteendevåglängdskänsligheten. Därför kan experiment bestämma "närvaron av två konklasser genom att mäta våglängdskänslighet på två olika bakgrunder och notera en förändring i observatörens relativa våglängdskänslighet." För att anpassning ska ske vid mycket låga nivåer måste det mänskliga ögat ha ett stort ljusprov över signalen för att få en tillförlitlig bild. Detta leder till att det mänskliga ögat inte kan lösa upp höga rumsliga frekvenser i svagt ljus eftersom observatören rumsligt tar ett medelvärde av ljussignalen.
Rhodopsin- fotopigmentets beteende förklarar varför det mänskliga ögat inte kan lösa ljus med olika spektrala effektfördelningar under svagt ljus. Reaktionen av detta enda fotopigment kommer att ge samma kvanta för 400 nm ljus och 700 nm ljus. Därför kartlägger detta fotopigment endast absorptionshastigheten och kodar inte information om ljusets relativa spektrala sammansättning.
Den maximala scotopiska effektiviteten är 1700 lm/W vid 507 nm (jämfört med 683 lm/W vid 555 nm för maximal fotopisk effektivitet). Medan förhållandet mellan skotopisk och fotopisk effektivitet endast är omkring 2,5 räknat vid toppkänslighet ökar förhållandet kraftigt under 500 nm.
En annan anledning till att synen är dålig under scotopisk syn är att stavar, som är de enda cellerna som är aktiva under scotopic vision, konvergerar till ett mindre antal neuroner i näthinnan. Detta många-till-ett-förhållande leder till dålig rumslig frekvenskänslighet .
Se även
- Fotopisk syn – Visuell perception under väl upplysta förhållanden
- Anpassning (öga) – ögats reaktion på ljus och mörker
- Avvärjt syn – Teknik för att se svaga föremål med perifert syn
- Night vision – Möjlighet att se i svagt ljus
- Purkinje-effekt – Synens tendens att skifta mot blå färger vid låga ljusnivåer
- Spatial frekvens – Karakteristisk för alla strukturer som är periodiska över en position i rymden
- Marc, RE; Anderson, JR; Jones, BW; Sigulinsky, CL; Lauritzen, JS (2014). "The AII amacrine cell connectome: A tät nätverkshubb" . Gränser i neurala kretsar . 8 : 104. doi : 10.3389/fncir.2014.00104 . PMC 4154443 . PMID 25237297 .