Скотопическое видение - Scotopic vision
В исследовании человеческого зрительного восприятия , ночное зрение является видением глаза под низкими световыми уровнями. Термин происходит от греческого skotos , что означает «тьма», и -opia , что означает «состояние зрения». В человеческом глазе , колбочки являются нефункциональными в низком видимом свете . Скотопическое зрение обеспечивается исключительно стержневыми ячейками , которые наиболее чувствительны к длинам волн около 498 нм (зелено-синий) и нечувствительны к длинам волн более 640 нм (красновато-оранжевый). Это состояние называется эффектом Пуркинье .
Схема сетчатки
Из двух типов фоторецепторов в сетчатке , прутки доминируют ночное зрение. Это вызвано повышенной чувствительностью молекулы фотопигмента , выраженной в палочках, в отличие от колбочек . Палочки сигнализируют о приращении света к биполярным клеткам палочки , которые, в отличие от большинства типов биполярных клеток , не образуют прямых связей с ганглиозными клетками сетчатки - выходным нейроном сетчатки. Вместо этого два типа амакриновых клеток - AII и A17 - позволяют латеральному потоку информации от биполярных клеток палочек к биполярным клеткам колбочек, которые, в свою очередь, контактируют с ганглиозными клетками. Сигналы палочки, опосредованные амакриновыми клетками, поэтому доминируют над скотопическим зрением.
Яркость
Скотопическое зрение возникает при уровнях яркости от 10 -3 до 10 -6 кд / м 2 . Другие виды не всегда страдают дальтонизмом в условиях низкой освещенности. Слоновая моль ( Deilephila elpenor ) демонстрирует развитую цветовую дискриминацию даже при тусклом свете звезд.
Мезопическое зрение возникает в условиях среднего освещения ( уровень яркости от 10 -3 до 10 0,5 кд / м 2 ) и представляет собой комбинацию скотопического и фотопического зрения . Это дает неточную остроту зрения и цветовое различение.
При нормальном освещении ( уровень яркости от 10 до 10 8 кд / м 2 ) зрение колбочек преобладает и является фотопическим зрением . Имеет хорошую остроту зрения (ОЗ) и цветовую дискриминацию.
В научной литературе, один иногда встречается термин скотопического лк , что соответствует фотопического лк , а использует вместо этого скотопическое функцию видимости весовой.
Чувствительность к длине волны
Относительная чувствительность нормального человека-наблюдателя к длине волны не изменится из-за изменения фоновой освещенности при скотопическом зрении. Чувствительность к длине волны определяется фотопигментом родопсина . Это красный пигмент, наблюдаемый на задней части глаза у животных с белым фоном глаза, называемый Tapetum lucidum . Пигмент не заметно при фотопических и мезопических условиях. Принцип, согласно которому чувствительность к длине волны не изменяется во время скотопического зрения, привел к способности обнаруживать два функциональных класса колбочек у людей. Если присутствуют два класса колбочек, их относительная чувствительность изменит поведенческую чувствительность к длине волны. Следовательно, эксперимент может определить «наличие двух классов конусов, измерив чувствительность к длине волны на двух разных фонах и отметив изменение относительной чувствительности наблюдателя к длине волны». Чтобы адаптация происходила на очень низких уровнях, человеческий глаз должен иметь большой образец света через сигнал, чтобы получить надежное изображение. Это приводит к тому, что человеческий глаз не может различать высокие пространственные частоты при слабом освещении, поскольку наблюдатель пространственно усредняет световой сигнал.
Поведение фотопигмента родопсина объясняет, почему человеческий глаз не может различать свет с различным спектральным распределением мощности при слабом освещении. Реакция этого единственного фотопигмента даст одинаковые кванты для света 400 нм и света 700 нм. Следовательно, этот фотопигмент только отображает скорость поглощения и не кодирует информацию об относительном спектральном составе света.
Максимальная световая эффективность составляет 1700 лм / Вт при 507 нм (по сравнению с 683 лм / Вт при 555 нм для максимальной фотопической эффективности). В то время как соотношение между скотопической и фотопической эффективностью составляет всего около 2,5 при максимальной чувствительности, это отношение сильно увеличивается ниже 500 нм.
Другая причина плохого зрения при скотопическом зрении состоит в том, что стержни, которые являются единственными клетками, активными при скотопическом зрении, сходятся к меньшему количеству нейронов сетчатки. Это отношение «многие к одному» приводит к плохой чувствительности к пространственной частоте .
Смотрите также
использованная литература
- Марк, RE; Андерсон-младший; Джонс, Б.В.; Сигулинский, КЛ; Лауритцен, Дж. С. (2014). «Коннектом амакриновых клеток AII: концентратор плотной сети» . Границы в нейронных цепях . 8 : 104. DOI : 10,3389 / fncir.2014.00104 . PMC 4154443 . PMID 25237297 .