Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 496. Nézz a szemedbe! – első pillantás
Az emberek természetes, életszerű kommunikációjának alapvető sajátossága a szemkontaktus. Aki elfordul, lesüti a szemét, arról azt gondoljuk, hogy hazudik, sunyi.
Pedig nem feltétlenül van ez így. A spektrumzavaros, közismertebb szóval autista emberek egy részének számára feldolgozhatatlanul sok információt jelenthet az a kapcsolat, amit a szembenézés jelent. Nem autisták számára ugyancsak ijesztő a szemkontaktus, ha a fölöttük hatalmat gyakorló tanár vagy főnök parancsolja a szemébe nézést. A szemkontaktus ugyanis intimitás, és sokan nehezen viselik el, hogy a magánszférájukba akarnak hatolni. Noha arra tanítottak minket, hogy a szem a lélek tükre, ez nem feltétlenül igaz. Mint minden kommunikációs eszköz, ez is manipulálható. Fénykorom második legeredményesebb csajozós dumája az volt, hogy miután azt mondtam az éppen aktuális választottamnak, hogy szép vagy, s ő úgy reagált erre, hogy nem is szép, akkor arra kértem őt, hogy nézzen a szemembe, ott milyennek látja magát? (Az első helyen eredményesség szempontjából a „Más vagy, mint a többi nő” állt.) A szerelem állítólag vak. Nem siket, nem íztelen, nem szagtalan, hanem vak. Ezeket csak azért írtam le, hogy kedvet csináljak neked a szem anatómiájának részletesebb megismeréséhez.
A szem szerkezetével foglalkozó leírások gyakran használják a fényképezőgép-analógiát. Nem véletlen, hiszen mindkettő arra szolgál, hogy a látható világról valósághű képet készítsen. A szem azonban csak a bemenete a látórendszernek, miként a fül is a hallórendszernek.
Az emberi szem, pontosabban a szemgolyó megközelítőleg gömb alakú páros szerv, amely a szemüregben zsíros kötőszövettel körülvéve helyezkedik el. Az átmérője kb. 24 mm. Az emberi szem három koncentrikus rétegből áll, ezek kinézete, szerkezete és elsődleges funkciója is más. A legkülső rétegtől befelé haladva követi egymást az ínhártya, az érhártya és a retina. A szem két üregre osztható: egy kisebb elülső és egy nagyobb hátulsó, üvegszerű kamrára. A szem alapszerkezetét a három koncentrikus réteg, a két kamra, a szivárványhártya, a pupilla és a lencse alkotja.
Az ínhártya a szem külső rostos rétege, kemény és sűrű, fehér színű anyagból áll. A sűrűn kapcsolódó, összefonódott rostok az ínhártya felszínével párhuzamosan futnak, ezek adják a keménységét. Ha az ínhártya nem lenne elég kemény, nem lennének tarthatók a szemgolyó belsejének a légköri nyomás kétszeresét kitevő nyomásviszonyai. Az ínhártya merevsége következtében nem tud deformálódni a szemgolyó, ez ugyanis rontaná a látvány minőségét. Az ínhártyának a szemüregből kifelé „tekintő” külső rétege áttetsző. Ezen a részen a felület kicsit, óraüvegszerűen ki is emelkedik, ez a szaruhártya.
A szaruhártya azért átlátszó, mert rostjai szabályosabb formába rendeződnek, és nincs saját vérellátása. A szaruhártya a szem legkülső rétege, védi a szemlencsét és a szivárványhártyát; megtöri a fényt. A fénytörés mértéke +43 dioptria. Ereket nem tartalmaz, táplálása diffúzió révén megy végbe: a szaruhártya hámja az oxigént a levegőből nyeli el. Nagyon érzékeny a kiszáradásra. Sok idegvégződése van, ezek a receptorok érzékelik a szaruhártya nedvességét és a mechanikai ingereket. A receptorokban képződött ingerület hatására pislogsz vagy erőteljesen lezárod a szemhéjadat.
Az érhártya a szemgolyó falának közelében halad, kivételt a szemgolyó elülső területe jelent csak. Ez a 0,2 mm vékonyságú hártya nagyobbrészt erőteljesen színezett, pigmentált szivacsos struktúrából áll. Vérerek, hajszálerek szövik át. A hajszálerek táplálják az ideghártyát. Az érhártya az erős pigmentációja miatt elnyeli a többletfényt, megakadályozva ezzel a fény véletlenszerű szóródását a szemgolyóban. A véletlenszerű szóródás csökkentené a szemben formálódó képek élességét.
A szem elülső részén az érhártya nem illeszkedik pontosan az ínhártyához, hanem hosszú, elnyúló szerkezetet hoz létre, ez a sugártest. Az érhártya által produkált vízszerű folyadék, a csarnokvíz tölti ki az elülső szemkamrát. Ez a szaruhártya mögött és a lencse előtt helyezkedik el. A csarnokvíz hasonló funkciót tölt be, mint a test más részein a vér. A csarnokvíznek ezenkívül fontos szerepe van abban, hogy az elülső kamrát kitöltve, fenntartsa a szemgolyó alakját.
Az üvegtest a másik kamra, a szem teljes térfogatának közel kétharmadát teszi ki. Elölről a lencse, oldalról és hátulról pedig a retina határolja. Ezt a kamrát is áttetsző, viszkózus (hasonló a tojásfehérjéhez) folyadék, a csarnokvíz tölti ki. A sugártest folyadékával ellentétben az üvegtest csarnokvize nem újul meg folyamatosan, így apró, általában ártalmatlan, úszó darabkák jelenhetnek meg benne. Az úszó darabok gyakori jelenléte látást veszélyeztető állapot jele, kezelni kell.
A szivárványhártya kör alakú, pigmentált szövetdarab, ez adja a szem jellegzetes színét. A szivárványhártya a színek sokfélesége miatt kapta az írisz (görögül szivárványt jelent) nevet. Két rétegét a pigmentált külső és a vérereket tartalmazó belső réteg alkotja. A belső réteg színe csak akkor látszik, ha a külső réteg pigmentációja gyenge (pl. albínók).
A szivárványhártya közepén egy kör alakú, fekete terület látható, ez a pupilla. Talán a feketeség és kicsiség, jól formáltság miatt használjuk a mi szépséges, magyar nyelvünkben az igen szemléletes „szembogár” kifejezést. Valójában a pupilla két izomcsoport közötti kerek rés vagy nyílás. A belső, körkörös izomköteg és az innen sugarasan futó izmok összehúzódása szabályozza a pupilla nagyságát. A pupilla a körkörös izmok összehúzódásakor kisebb lesz, szűkül, a sugárizmok összehúzódásakor nagyobb lesz, kitágul. Látszólag a pupilla szűkül és tágul, valójában a szivárványhártya teszi ezt. A pupilla mérete befolyásolja, hogy mennyi fény éri a retinát. A pupilla méretét befolyásoló tényezők közé tartozik a fényerősség, valamint az autonóm idegrendszer válaszát kiváltó tényezők (izgatottság, félelem, szexuális érdeklődés, különböző érzelmi állapotok). A pupilla az agyunk fogyasztásmérője.
A szemlencse a szivárványhártya mögött helyezkedik el. Nevét alakjáról kapta, mérete hasonló egy átlagos tablettáéhoz (kb. 9 mm átmérőjű és 4 mm vastag). A lencse része a fedő vagy tok, a tok belsejében elhelyezkedő hámréteg és maga a lencse. A lencsét körülölelő rugalmas tok a csarnokfolyadék áramlásának szabályozásával a lencse átlátszóságát változtatja, rugalmasságával pedig a lencse laposságát, azaz a lencse optikai „erejét” állítja be. A lencsét jelentős mértékben kitevő fehérjeszálak (proteinszálak) párhuzamossága segíti a lencse fényáteresztő képességét. A proteinszálak csoportosulását zavaró tényezők az áttetszőség csökkenéséhez vezetnek.
Ahhoz, hogy lássunk, a szemünkbe jutó fényt az agy számára feldolgozható bioelektromos jellé kell átalakítani. Ezt az átalakítást a szemen belül az ideghártya, ismertebb nevén a retina, régies nevén a recehártya végzi el. A retinát több, egymással összeköttetésben álló sejtsor alkotja. Az ingerek terjedésének sorrendjében haladva megtaláljuk a fényérzékeny receptorok, azaz fotoreceptorok (csapok és pálcikák) rétegét, majd a gyűjtősejtek rétegei jönnek. Háromféle van belőlük: horizontális, bipoláris és amakrin. Legvégül a ganglion sejtek csoportjai következnek. A retinát alkotó sejtek némelyikének teljes funkcionalitása a mai napig nem ismert, és habár a látás és színlátás idegrendszeri folyamatairól már nagyon komplex modellekkel rendelkezünk, még bőven akad kutatni és felfedezni való ezen a területen. Az mindenesetre biztos, hogy a retina látásérzékelésünk első bástyája, a frontvonalban pedig a fényérzékeny csapok és pálcikák helyezkednek el. A ganglionsejtek pl. nem a fényt alakítják át idegi jellé, hanem azt az információt dolgozzák fel, amit a gyűjtősejtek a fotoreceptoroktól kapnak. Az emberi szem mintegy egymillió retinális ganglionsejtet tartalmaz.
A retina ugyanabból a szövetből származik, mint az agy. A retinán jól elkülönül egy kicsiny terület, az úgynevezett sárgafolt. A retinának ez a része felelős az éles látásért, a látott tárgy képe a sárgafolt közepén a legélesebb. Ott, ahol a gyűjtősejtek idegrostjai elhagyják a retinát az agy felé, nem látunk. A terület a nevét is innen kapta: vakfolt. A retina a sárgafolt közepén elvékonyodik, ez minimalizálja azt a fényelnyelődést, amelynek oka, hogy a fénynek más rétegeken kell áthaladnia ahhoz, hogy elérje a fotoreceptorokat.
Szemünk retinájában tehát kétféle fotoreceptor, pálcika és csap van. Az emberi retinában mintegy 120 millió pálcika és 8 millió csap található. A fotoreceptorok a nevüket az alakjukról kapták. A csap alapja szélesebb, csúcsa elkeskenyedik, mint egy tölcsér. A pálcika oldala egyenes, a vége tompa. A kétféle receptor eltérő funkciót tölt be a látásban. A fény – elérve a fotoreceptorokat – az azok belsejében található fényérzékeny molekulákkal lép kapcsolatba. Ezek a fotopigmentnek nevezett molekulák két összetevőből állnak: egy nagyobb fehérjéből (opszin) és egy A-vitaminból származó kisebből (retinal). A két összetevő stabil molekulát alkot, amely a fény hatására megváltoztatja alakját (izomerizál), ezáltal energiát szabadít fel. Ez a folyamat a fotoreceptorok elektromos állapotának megváltozását eredményezi. A fotoreceptorok elektromos állapotváltozása megváltoztatja az általuk kibocsátott átvivőanyagok (transzmitterek) mennyiségét, ez pedig kapcsolatban van az izomerizációk számával. A kémiai anyag koncentrációváltozása a fotoreceptorra vetülő fény mennyiségétől függ. A receptorok nem csupán a fény mennyiségére, hanem a fény hullámhosszára is érzékenyek. A receptorok jól jellemezhetők azzal a hullámhosszal, amelyre a legérzékenyebbek. A pálcikák például az 500 nanométeres (ezt az emberi szem kékeszöldnek látja) hullámhosszra adnak kitüntetett választ, a rövidebb és hosszabb hullámhossz már gyengébb választ eredményez. A csapok érzékenysége viszont nagyobb tartományban változik, a pontos hullámhossz a csap típusától függ. A csapoknak három különböző osztálya van: a rövidhullámú (kb. 440 nm), a középhullámú (kb. 530 nm) és a hosszúhullámú (kb. 560 nm) hullámhosszra érzékenyek osztályai. A csapoknak ez az érzékenysége a színlátás szempontjából igen fontos lesz. Egy átlagos emberi szemben egymilliónál kevesebb rövidhullámú csap található. A maradék hétmilló kétharmada hosszúhullámú, egyharmada középhullámú.
A pálcikák és a csapok nem csupán kinézetük és hullámhossz-érzékenységük szerint különböznek, hanem más és más területeken helyezkednek el a retinán. A sárgafolt közepén csak csapok találhatók, pálcikák nem, a sárgafolttól távolabb viszont jóval több a pálcika, csapok csak elszórtan vannak jelen. Az ember sárgafoltjának közepén a csapok olyan sűrűn helyezkednek el, hogy egy egy négyzetmilliméteres területen 150 ezer található. A sárgafolt közepétől távolodva a pálcikák száma jelentősen nő, a retinán az orr felé valamivel több, mint fél centiméterre körülbelül ugyanolyan a pálcikák sűrűsége, mint a csapoké a sárgafolt közepén. A retina eltérő területeinek a látásban betöltött szerepe különböző, és ezt jól szolgálják a pálcikák és a csapok eltérő sűrűségű megjelenésével jellemezhető területek. A retináról az agy felé továbbított kép minősége erősen változik aszerint, hogy milyen a fotoreceptorok eloszlása az adott területen. Ahol kevesebb a receptor, ott a kép téri részletei kevésbé jók, sőt egyes részletek akár hiányozhatnak is. Az észlelést viszont az szolgálná jól, ha a fotoreceptorok válasza ezeket valamiképp mégis megragadná. Ez akkor teljesül, ha a mintázat minden elemének van egy receptorválasz megfelelője. Ez a retinában valóban így is történik, azonban maga a feldolgozás felső korlátos. Ez azt jelenti, hogy bizonyos mintázatsűrűséget a receptorok már nem képesek hűen visszaadni. Ezt a fotoreceptorok illeszkedési rendszere tudja áthidalni. Az éleslátás területén a fotoreceptorok sűrűn és majdnem állandó távolságra vannak egymástól, rendezetten kapcsolódnak. Innen távolodva a szomszédos receptorsejtek távolsága nő, és rendezettségük is kisebb. A sárgafoltban a receptorelrendezés a legapróbb részleteket is képes visszaadni, míg ettől távolodva a receptorok durvább mintázatok megragadására képesek csak. A finomabb mintázatból itt kevésbé jó felbontású, durva mintázat készül, ezt nevezzük másításnak. Az emberi szem fotoreceptoraiból kirajzolódó foltminta vagy mozaik általában jól illeszkedik környezetünk felbontási részleteihez, így másítást általában nem tapasztalunk.
A tárgyakról a retináig eljutó kép nem más, mint fényeloszlás. Ezt a fényeloszlást szokás retinális képnek nevezni. Bár a retina számára fontos lehet a természetes vagy mesterséges fény, a környezet és annak észlelési, megfeleltetési folyamatban a legfontosabb a tárgyakról és felületükről visszaverődő fény. Ha az általános iskolában nem aludtál a fizikaórán, tudod, hogy a tárgyak felszíne a fény egy részét elnyeli, a többit pedig visszaveri. Azokat a tárgyakat, amelyek a fény jelentős részét visszaverik, világosnak, azokat pedig, amelyek a fény nagyobb részét elnyelik, sötétnek látjuk. Egy fehér papírlap például a fénynek mintegy négyötödét veri vissza. Egyes felületek a visszaverődés szempontjából nem egyformák, ezért világosság/sötétség viszonyaik jellegzetes fénymintázatúak. A visszaverődő fény ezért a felület anyagáról is közvetít információt. Mindez csak akkor valósul meg, ha a fény elég erős ahhoz, hogy a szem fénytörő szerkezetein áthatoljon, és eljusson a retináig. A retinára eső fénymintázatnak meg kell tartania annak a tárgynak a téri szerkezetét, amelyről visszaverődött. Ha ez teljesül, a tárgy két szomszédos pontjáról származó fény a retina szomszédos területeire esik.
A tárgyak pontjainak téri elrendezését megőrző retinális fényeloszlást nevezzük képnek. A retinán formálódó képek élessége a szaruhártya és a szemlencse optikai hatékonyságától függ. A szemlencsének úgy kell a fényeloszlást fókuszálnia, hogy az pontosan a retinán legyen. A szemlencse a közeli és a távoli tárgyakra tekintéskor változtatja, optimalizálja alakját, változtatja optikai hatékonyságát. Ezt külföldiül akkomodációnak nevezzük. A szemlencse, hasonlóan más domború felületű (konvex) lencsékhez, összegyűjti, adott pontra fókuszálja a fényt. Az a távolság, amelyre a lencse a fényt fókuszálja, a lencse domborulatától és a lencsén áthaladó fény induló széttartásától függ. A lencsének megfelelő hosszúságúnak, optimális domborulatúnak kell lennie ahhoz, hogy a kép mindig a retinán keletkezzen, azaz a retinális kép éles legyen. A normál látású szem ilyen (emmetropikus).
A normálnál hosszabb, így kevésbé konvex lencse esetében a kép a retina mögött keletkezne, a retinán tehát a fény még mindig széttartó, nem fókuszált. Az ilyen szem távollátó (hiperópiás), a távoli tárgyakat tudja a legjobban fókuszálni. A távollátók korrekció (konvex szemüveg) nélkül gyakran akkomodációval enyhítik problémájukat, az akkomodáció ugyanis konvexebbé teszi a lencséket.
Rövidebb, ennélfogva konvexebb szemlencse esetében a kép a retina előtt alakul ki, így a retinát érő fény már ismét széttartó, a kép pedig nem éles. Ilyen a rövidlátó (miópiás) szem, amely a közeli tárgyakat képes a legjobban fókuszálni. Ez csak úgy enyhíthető, ha a tárgyat közelebbről nézzük, az akkomodáció itt nem segít. A rövidlátás konkáv lencsével (amely széttartóvá teszi a fényt) korrigálható.
A látás első szintjein nem csupán a fényképszerű retinakép indul útjára az agykéreg felé. Passzív továbbításnál többről van szó. Már ezen a szinten is információfeldolgozás történik, hasonlóan ahhoz, mint a hallás során. Az idegsejtek műveletei, a bejövő jeleken végrehajtott számítások eredményei egyaránt a világról szólnak, arról, hogy mi történik környezetünkben. S ez már túlmutat azon, amit a suliban tanítottak.