CATEGORII DOCUMENTE
Afaceri Calculatoare Casa masina Didactica pedagogie Diverse Educatie Finante Geografie Istorie & politica Legislatie Limba Management Sanatate Tehnologie

Bulgara	Ceha slovaca	Croata	Engleza	Estona	Finlandeza	Franceza
Germana	Italiana	Letona	Lituaniana	Maghiara	Olandeza	Poloneza
Sarba	Slovena	Spaniola	Suedeza	Turca	Ucraineana

įstatymai	įvairių	Apskaitos	Architektūra	Biografija	Biologija	Botanika	Chemija
Ekologija	Ekonomika	Elektra	Finansai	Fizinis	Geografija	Istorija	Karjeros
Kompiuteriai	Kultūra	Literatūra	Matematika	Medicina	Politika	Prekyba	Psichologija
Receptus	Sociologija	Technika	Teisė	Turizmas	Valdymas	vietimas

Fotoreceptoriai ir jų veikimo principai

biologija

+ Font mai mare | - Font mai mic


DOCUMENTE SIMILARE

Fotoreceptoriai ir jų veikimo principai

Turinys

Atsiradimas 2

Paplitimas 3

Moliuskai 4

Nariuotakojai 4

Bitės akis 5

Chordiniai 6

ˇmogaus akis 8

Lęiukas 8

Rainelė 9

Vyzdys 9

Gyslainė 9

Odena 9

Ragena 10

Tinklainė 10

Krumplynas 11

Regos nervas 11

Geltonoji dėmė 11

Įdomybės 11

Tripedalia cystophora (Medūza) 11

Jūrų gyvūnas – optikos pavyzdys 12

Naujausios technologijos gali igydyti aklumą? 13

Nuorodos 15

Literatūra 15

Atsiradimas

Akys atsirado per evoliucijos akimirksnį ir visiems laikams pakeitė gyvenimo taisykles. Prie atsirandant akims gyvenimas buvo velnesnis ir ramesnis, pasaulyje dominavo nerangūs minktakūniai kirminai, vinguriuojantys jūroje. Atsiradus akiai pasaulyje padaugėjo konkurencijos, jis tapo brutalesniu. Regėjimas gyvūnams suteikė galimybę tapti aktyviais med˛iotojais bei pradėjo evoliucines ginklavimosi var˛ybas, pakeitusias pasaulį.

Pirmosios akys atsirado ma˛daug prie 534 mln. metų – pačioje kambro periodo prad˛ioje. Pirmieji matantys organizmai buvo Redlichia pavadinta trilobitų grupė (1 pav.). Jų akys buvo sudėtinės, panaios į iuolaikinių vabzd˛ių, ir tikriausiai isivystė i viesai jautrių įdubimų. Jų atsiradimas fosiliniuose įrauose yra neįtikėtinai staigus – dar prie 544 mln. metų trilobitų protėviai neturėjo akių.

Taigi kas atsitiko per tuos stebuklingus 10 milijonų metų? Juk be abejonės akys yra pernelyg sudėtingos, kad galėtų atsirasti taip staiga, be prie˛asties. Tam paprietarautų Lundo universiteto (vedija) mokslininkas Danas-Ericas Nilssonas, apskaičiavęs, kad sudėtingos akys i viesai jautrių ląstelių plotelio gali isivystyti vos per pusę milijono metų. Tačiau nenorima pasakyti, kad skirtumas tarp viesai jautrių ląstelių ir akių yra ma˛as. Labai tikėtina, kad viesai jautrios ląstelės buvo įprastas reikinys ilgą laiką prie kambro periodą. Tokiomis ląstelėmis „apsiginklavę“ organizmai galėjo justi viesą ir netgi galėjo nustatyti, i kurios pusės ji sklinda. Tokie rudimentiniai jutimo organai vis dar naudojami medūzų, plokčiųjų kirmėlių ir kitų primityvių gyvūnų grupių ir jie be jokios abejonės yra geriau nei visai jokių regos organų. Tačiau tai tikrai nėra akys. Tikrai akiai reikia io to daugiau – lęio, kuris gali fokusuoti viesą, būtiną vaizdui gauti. „Staiga gavus lęį regėjimo efektyvumas padidėja ma˛daug nuo 1 procento iki 100 procentų“, - sakė Oksfordo universiteto (D.Britanija) zoologas Andrew Parkeris.

Trilobitai nebuvo vieninteliai akis „atradę“ organizmai. Biologai įsitikinę, kad akys galėjo nepriklausomai isivystyti daugeliu atveju, nors genetiniai įrodymai verčia manyti, kad yra vienas visų akių protėvis. Tačiau bet kokiu atveju trilobitai buvo pirmieji.

Paplitimas

Akių suteikta pirmenybė buvo neįtikėtina. Kambro neregių pasaulyje regėjimą galima būtų prilyginti „superjėgai“. Trilobitų akys suteikė jiems galimybę tapti pirmaisiais aktyviais plėrūnais, galinčiais iekoti ir med˛ioti maistą taip, kaip to iki tol niekas nebuvo daręs, ir visai nenuostabu, kad jų grobis taip pat evoliucionavo. Vos po kelių milijonų metų akys gyvūnijos pasaulyje buvo natūralus reikinys, o gyvūnai buvo aktyvesni ir apaugę apsauginiais arvais. is evoliucijos spurtas iais laikas vadinamas kambro sprogimu.

Tačiau regėjimas nėra universalus. I 37 daugialąstelinių gyvūnų tipų tik 6 tipų atstovai gali d˛iaugtis regėjimu, taigi gali pasirodyti, kad tai visai nėra didis gamtos iradimas. Bet nereikia pamirti, kad ei reginčiųjų gyvūnų tipai (chordiniai, nariuotakojai, moliuskai ir kiti) yra labiausiai paplitę gyvūnai pasaulyje.

Gyvūnai, neturintys fotoreceptorių (viesos receptorių), yra labiau priklausomi nuo savo klausos ir uoslės negu nuo regos. Pvz., kurmiai, po ˛eme gyvenantys stuburiniai gyvūnai, daugiausia naudojasi uosle ir lytėjimu negu rega. Paprasčiausios sandaros fotoreceptorius (gr. phos, kilm. photos – viesa + lot. receptor – gavėjas, priėmėjas) nustato tik tai, ar yra viesos ir koks jos intensyvumas.

Vaizdą sukuriančias akis turi eių grupių bestuburiai: apvaliosios, plokčiosios bei ˛ieduotuosios kirmėlės, duobagyviai, moliuskai ir nariuotakojai.

Pačias primityviausias akis turi kai kurios jūrinės apvaliosios kirmėlės. Planarijų (apvaliųjų kirmėlių) „akys“ padeda nustatyti ar yra viesos, koks jos intensyvumas ir kryptis. Plėriosios daugiaerės kirmelės (˛ieduotosios kirmėlės) jau turi gerai isivysčiusias sudėtingas, gebančias akomoduoti akis. Medūzos (duobagyviai) taip pat turi sudėtingas akis.

Moliuskai

Pilvakojai (Gastropoda) - rūimis gausiausia moliuskų klasė. Galvoje yra 1-2 poros čiuopiklių ir akys, kurios būna čiuopiklių virutinėje ir apatinėje dalyse.

Dvigeld˛iai moliuskai tikrųjų akių neturi, bet kai kuriems būdingos antrinės kilmės paprastos akelės, isidėsčiusios mantijos pakračiuose.

Kai kurie moliuskai, pvz., kalmarai ir atuonkojai, turi kamerinio tipo akis (tokias kaip ir stuburiniai gyvūnai). Vienintelis io tipo akies lęis fokusuoja matymo lauko vaizdą į fotoreceptorius, glaud˛iai isidėsčiusius vienas alia kito. Kad pagerintų fokusavimą moliuskų lęiukas juda pirmyn ir atgal.

Nariuotakojai

Nariuotakojai turi sudėtines (facetines) akis, sudarytas i daugelio smulkių, atskirų, eiakampių regėjimo vienetų, vadinamų omatidijomis (gr. ommatidion – akutė), arba facetėmis, kurių kiekviena turi visus reikalingus viesai pajusti elementus. Omatidijose ir ragena, ir kristalinis kūgis veikia kaip lęiai, nukreipiantys viesos spindulius į fotoreceptorius. Fotoreceptoriai sukuria nervinius impulsus, kurie regos nervo skaidulomis pasiekia smegenis. Iorinės pigmentinės ląstelės sugeria nukrypusius ir isisklaid˛iusius viesos spindulius, ir todėl jie nepereina i vienos omatidijos į kitą. Visų sudirgintų regos vienetų sukuriamas vaizdas yra grubus, nes ma˛a sudėtinė akis negali sutalpinti didelio skaičiaus regos vienetų (ir vis dėlto, jų gali būti net iki 28 tūkst.). Kaip nariuotakojų smegenys sujungia sudėtinės akies vaizdus į vieną suvokiamą vaizdą, nėra ˛inoma. Toks matymas vadinamas mozaikiniu.

Vė˛iagyvių akys dviejų tipų: paprastos ir sudėtinės (facetinės).

Tokias pat akis turi ir vabzd˛iai. Paprastos akelės yra smulkių apskritų kaip sagutės gumburėlių pavidalo, da˛nai kitokios spalvos, negu fonas. Tokių akelių būna 1-3. Vorų paprastos akelės yra galvakrūtinės priekinėje dalyje. Jų būna nuo 2 iki 12, ir isidėsčiusios 2-3 eilėmis. Geriausias regėjimas būdingas okliavoriams.

2 pav. Kaip stovi bičių akys:A — motinos, B — darbininkės bitės, C — trano; n — sudėtinės akys. p — paprastosios akys

Bitės akis

Bitė turi penkias akis: onuose 2 dideles, sudėtines akis ir galvos prieakyje arba virugalvyje 3 ma˛as, paprastas akis (2 pav.).

3 pav. Bitės sudėtinė akis. Aa — atskiros akelės.

Sudėtinės akys yra sudėtos i daugelio ma˛ų akelių (3 pav.). Motinos

abiejose akyse tokių akelių yra 6000—10 000, darbininkės bitės akyse — 8000—12 500 akelių, o trano akyse — 14 000— 26 000 akelių. Taigi, trano sudėtinės akys beveik dvigubai didesnės u˛ darbininkės bitės, ir virugalvyje jos net susisiekia. Tiek daug akelių tranui reikia, kad jis galėtų greičiau motiną pamatyti. Juo greičiau motina apvaisinama, juo geriau, nes greičiau sugrį˛ta į lizdą ir ma˛iau pavojaus jai pra˛ūti.

4 pav. Sudėtinės akies gabalėlis, apaugęs plaukeliais.

5 pav. Bitės paprastoji akis:
Ch — chitino skaidrioji plėvelė, Ep —odelė, Z — lęiukas, Rl — regėjimo ląstelės, N — nervų siūleliai.

Spėjama, kad kiekviena akelė duoda tik daikto dalies vaizdą. I tų dalelių, kaip i akmenėlių, drauge sudėtų, gaunamas visas daikto vaizdas. Vaizdas matomas tiesioginėje padėtyje, kaip jis yra (ne auktyn kojomis). Sudėtinėmis akimis bitė gali matyti tiktai viesoje ir jomis ji naudojasi tiktai ilėkusi oran. Sudėtinėmis akimis aikiau matomi tik tolimi daiktai. Tarp atskirų akelių yra chitino plaukelių, kurie saugoja akį nuo su˛eidimo (4 pav.).

Paprastųjų, arba ma˛ųjų, akių bitė turi 3. Jos sudėtos galvoje trikampiu. Motinos ir darbininkės bitės akys yra beveik virugalvyje, o trano — galvos prieakyje. Jo sudėtinės akys u˛ima visą virugalvį ir ma˛ąsias akis nustumia į prieakį (2 pav.). Bitės paprastosios akys panaios į ˛mogaus akis (5 pav.). Paprastosios akys yra labai jautrios. Jomis bitės mato ir prietamsyje. Paprastosiomis akimis bitė aikiai mato tik artimus daiktus. ˇiūrėdama sudėtinėmis ir paprastosiomis akimis kartu, bitė gauna supratimą apie daikto tolumą. Jei ji aikiai mato daiktą sudėtinėmis akimis ir neaikiai paprastosiomis akimis, supranta, kad tai tolimas daiktas.

Ar bitė skiria spalvas? Tyrimai parodė, kad bitė atskiria 6 spalvas: geltoną, mėlynai ˛alią, mėlyną, tamsiai raudoną (purpurinę), violetinę ir ultravioletinę. ˇmogus ultravioletinės spalvos nemato, o bitės itą spalvą labai gerai mato, nes daugelis augalų ˛iedų turi ultravioletinę spalvą (ją turi reproduktyviosios ˛iedų dalys, nektaro indikatoriai, kur vabzd˛iai atskrenda maitintis nektaru ir tuo pat metu pernea ˛iedadulkes).

Bitės atskiria ir daiktų pavidalus (formas), kurie panaūs į augalų lapus arba ˛iedų lapelius; trikampių, keturkampių ir panaių daiktų pavidalų jos neatskiria. Bitės atskiria ir ˛iedų lapelių skaičių, ypač penkialapius ˛iedus. Bitės daug aikiau mato judančius daiktus, negu stovinčius. Todėl jos greičiau puola ˛mogų bėgantį arba mosikuojantį rankomis.

Chordiniai

Pirmieji į sausimą ilipę stuburiniai gyvūnai galėjo geriau jausti spalvas u˛ mus. ˇuvys, i kurių isivystė ropliai, paukčiai ir ˛induoliai, savo akyse turėjo keturių rūių spalvų receptorius, tuo tarpu ˛monės ir kiti dabar gyvenantys primatai teturi tik trijų. Tokią ivadą paskelbė Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje regos specialistas Mickey Rowe.

Nema˛ai įvairioms rūims priklausančių gyvūnų, nuo varnėnų iki chameleonų ir auksinių karosų, turi keturis spalvų receptorius. Ketvirtasis pigmentas yra jautrus ultravioletinei spinduliuotei, todėl mums baltai atrodančias gėles kai kurie paukčiai matys visai kitaip.

DNR sekos tyrimai rodo, kad atitinkami paukčių ir ˛uvų, turinčių visus keturis spalvų fotoreceptorius, genai yra panaūs. Taigi ir bendri ių gyvūnų ir ˛induolių protėviai tikriausiai turėjo visus keturis receptorius. Bet pirmieji ˛induoliai buvo naktiniai gyvūnai, kuriems spalvinė rega ma˛ai reikalinga, todėl dviejų spalvų fotoreceptoriai paprasčiausiai nunyko. Kai kurie dabartiniai primatai teturi ˛alios ir raudonos spalvų receptorius.

Bet Rowe sako, kad, ne˛iūrint to, kad senovės ropliai galėjo jausti platesnį viesos spektrą, mes suvokiame jį geriau. Spalvinė rega priklauso ne tik nuo to, ką registruoja akis, bet ir nuo to, kaip akies signalus apdoroja smegenys, o ˛mogaus smegenyse regos signalams yra skirtas didelis smegenų plotas. Niekas nepasakys, kaip suvokia spalvas kiti ˛induoliai, bet ˛monės gali skirti iki dviejų milijonų skirtingų atspalvių.

Daugelio stuburinių akys projektuoja vaizdą į viesai jautrų sluoksnį, vadinamą tinklaine. I ten nerviniu impulsu vaizdas perduodamas per regėjimo nervą į smegenis. Daugiau apie stuburinių akis pateikta 1 lentelėje.


ˇinduolių regėjimo organai gerai isivystę, tačiau jie nėra tokie svarbūs kaip paukčiams. Gana tobulas primatų bei atvirose vietose gyvenančių kanopinių regėjimas. Nuolat po ˛eme gyvenančių ˛induolių (kurmio, aklio) akys labai ma˛os arba būna tik apaugusios oda liekanos.	Paukčių akys didelės, akiduobėse beveik nejuda, jas saugo virutinis ir apatinis vokai bei mirksimoji membrana. Laisvai judinti akis gali tik pingvinai, pelikanai, kormoranai. Tinklainę maitina gausi kraujagyslių atauga. Akies odeną palaiko ˛iedu isidėsčiusios kremzlės arba kaulinės ploktelės.	Roplių akys su gerai isivysčiusiais vokais. Gyvačių ir gekonų virutinis ir apatinis vokai suaugę, skaidrūs. Akys akomoduoja dvejopai - keičiant lęiuko formą arba jo atstumą iki tinklainės.	Varliagyviai turi dvi dideles iokusias horizontaliu vyzd˛iu akis virutinėje galvos dalyje, pridengtas vokais: odiniu - virutiniu ir judriu - apatiniu. Da˛nai mirksi, todėl drėgni vokai sudrėkina akių pavirių ir jis neid˛iūsta bei paalina prilipusias dulkeles.	ˇuvų akys gerai isivysčiusios, todėl jos mato daiktų formą ir spalvą. Akys įvairaus dyd˛io, galvos onuose akomoduoja keičiant lęiuko atstumą iki tinklainės. ˇuvų akys vokų neturi.

1 lentelė. Stuburinių akys.

ˇmogaus akis

tai itįsęs apie 2,5 cm skersmens rutulys vaizdui suvokti. Skirtingai nuo daugelio gyvūnų akių, ˛mogaus akis sudėtingesnės sandaros, geriau skiria spalvotą vaizdą. Akį dengia trys sluoksniai arba dangalai: iorinis - odena, yra neperviečiamas, baltas skaidulinis, dengiantis didumą akies paviriaus; plonas vidurinis - gyslainė, kuriame daug kraujagyslių ir pigmento; vidinis - tinklainė, kuriame yra regos receptoriai. 6 pav. Akies sandara.

Lęiukas (lot. lens) - skaidrus, 2 lentelė. Akies dalys ir funkcijos.

Lęiukas	Lau˛ia ir fokusuoja viesos spindulius
Rainelė	Reguliuoja viesos srautą, patenkantį į akį
Vyzdys	Į akį praleid˛ia viesą
Gyslainė	Tiekia akiai kraują ir sugeria nuklydusius spindulius
Odena	Apsaugo ir sutvirtina akies obuolį.
Ragena	Lau˛ia viesos spindulius
Tinklainė	Talpina regos receptorius
Krumplynas	Laiko lęiuką, keičia jo formą akomoduojant akį
Regos nervas	Perduoda nervinius impulsus į smegenis
Geltonoji dėmė	Garantuoja atrų regėjimą

minktos konsistencijos kūnas, praleid˛iantis spindulius į akį, juos suglaud˛iantis ir dalyvaujantis akomodacijoje. Savo forma primena igaubtą lęį. Akyje lęiukas yra u˛ rainelės, u˛pakaliniu paviriumi atsirėmęs į stiklakūnio priekinėje dalyje esantį įdubimą. Labiausiai ikilę priekinio ir u˛pakalinio lęiuko paviriaus takai vadinami lęiuko poliais. Abu polius jungia 3,6 mm ilgio lęiuko ais, ekvatorius, kurio skersmuo apie 9 mm. Prie lęiuko ties ekvatoriumi prisitvirtinęs lęiuko pasaitėlis. Lęiuką dengia kapsulė - labai plona elastinga plėvelė. Priekiniame paviriuje kapsulė storesnė. Lęiukas auga visą gyvenimą, senosios jo dalys centre susispaud˛ia, lęiukas storėja, sunkėja. Sulaukus 25-30 metų, jau isiskiria lęiuko branduolys, kuris, ˛mogui senstant, didėja ir kietėja. Kinta lęiuko spalva. Naujagimio lęiukas skaidrus, vėliau įgauna gelsvą atspalvį. Lęiukas neturi nervų ir kraujo indų, jį difuzikai maitina vandeningas skystis, esantis akies kamerose.

Rainelė (lot. iris) - akies priekinės dalies raumeninė diafragma, reguliuojanti į akį patenkantį viesos srautą. Ji skritulio formos, 10-12 mm skersmens, jos centre yra apvali anga - vyzdys. Rainelė prasiviečia pro rageną, tačiau nuo jos yra toliau. Rainelė yra 0,4 mm storio, jos stromą sudaro jungiamojo audinio skaidulos, kraujagyslės. Savo laisvuoju kratu rainelė prisiglaudusi prie lęiuko ir liau˛ioja jo paviriumi. Kai lęiuko nėra, tuomet rainelė nebeturi atramos ir akį vartant ji ima drebėti.

Ranelės stromoje yra chromatoforinės ląstelės, kurios turi pigmento melanino. Nuo io pigmento kiekio priklauso rainelės spalva, kuri senastant kinta. Da˛niausiai abiejų akių spalva vienoda, tačiau pasitaiko ir skirtingų spalvų. Albinizmo atvejais nėra nei strominio, nei retininio pigmento, tokių rainelių spalva pilkai rausva nuo prasiviečiančių kraujagyslių. Rainelė reguliuoja viesos patekimą į akį ir dalyvauja akomoduojant.

Rainelės priekinis pavirius nelygus ir kiekvieno ˛mogaus yra kitokos. Pagal tai, kaip pakinta to paviriaus pieinys ir kaip yra pasiskirstęs pigmentas, gali būti diagnozuojamos kitų organų veiklos sutrikimas. itoks nustatytmo būdas vadinamas iridodiagnostika.

Vyzdys (lot. pupilla) - ma˛a apvali angelė rainelėje, praleid˛ianti į akį viesą. Vyzdys atrodo juodas, nes did˛ioji dalis per jį einančios viesos sugeriama audinių akies viduje. Vyzd˛io dydis 2,5-6 mm. Jis refleksyviai susitraukia ir isiplečia priklausomai nuo patenkančio viesos kiekio ir nuo akomodacijos. Vyzdį siaurina ˛iedinės raumeninės skaidulos, o jį plečiančios raumeninės skaidulos yra spindulinės krypties.

Gyslainė (lot chorioidea) - plona minkta membrana, kurioje gausus kapilarų tinklas, maitinantis iorinius tinklainės sluoksnius ir reguliuojantis jų temperatūrą. Ji yra rudos spalvos, apie 0,1-0,2 mm storio. Priekyje gyslainė pereina į krumplyną ir tęsiasi iki regos nervo angos. Ji turi penkis sluoksnius. Iorinis sluoksnis prisiglaudęs prie odenos, bet su ja nesuaugęs, lengvai atsiskiria. Gyslanėje gausu kraujagyslių, ypač gausus kapiliarų tinklas yra ties geltonosios dėmės sritimi.

Odena (lot. sclera) - skaidulinis akies obuolio dangalas, apsaugantis ir sutvirtinantis akies obuolį. Ji standi, baltos spalvos, sudaro 5/6 viso akies obuolio ploto. Suaugusių ˛monių sklera panai į virto kiauinio baltymą, todėl dar vadinama baltyminiu dangalu. Vaikų odena yra plonesnė ir pro ją prasiviečia kraujagyslinis dangalas, dėl to yra melsvai pilkvos spalvos. Priekyje odena pereina į rageną, u˛pakalinėje akies obuolio dalyje - į regos nervo apvalkalus. Odena priekyje yra apie 1 mm storio, o suplonėja ties ekvatoriumi, kur prie jos prisitvirtina akies obuolį judinamieji raumenys. Odenoje yra daug smulkių angučių, pro kurias pralenda kraujagyslės bei nervai. Matomos odenos dalies pavirių u˛kloja junginė.

Ragena (lot. cornea) - skaidrus priekinės akies dalies dangalas, lau˛iantis viesos spindulius. Centrinė ragenos dalis 0,6-0,8 mm, periferijoje - 1,0-1,2 mm storio. Ragena yra skaidri, turinti apie 75 proc. vandens, sudaryta i skaidrių skaidulų ir ragenos ląstelių. Rageną sudaro penki sluoksniai:

daugiasluoksnis epitelis;
priekinė elastinė membrana;
ragenos stroma (substantia propria corneae);
u˛pakalinė elastinė membrana (membrana Descemeti);
u˛pakalinis ragenos epitelis (epithelium posterius corneae).

Kraujagyslių ragena neturi, ją maitina priekinės krumplyninės arterijos; ją inevruoja krumplyniniai nervai. Ragena gali labai jautriai reaguoti į įvairius dirgiklius. Ji padeda ilaikyti akies obuolio formą, praleid˛ia į akį viesos spindulius ir juos lau˛ia ma˛daug 43 dioptrijų galia.

Tinklainė (lot. retina, tunica interna bulbi) - plonutė, gle˛na akies plėvelė, kurioje fokusuojamas vaizdas. Gyvoje akyje tinklainė skaidri. Tamsoje buvusios akies tinklainė yra raudona, apviesta ji iblunka, darosi bespavė. Po mirties ji tampa matine, o geltonosios dėmės sritis - geltona. Su gretimais audiniais ji glaud˛iai jungiasi prie regos nervo disko. Pro regos nervo diską į tinklainę įeina ir ieina kraujagyslės, čia nėra vesai jautrių elementų. Tinklainė storiausia aplink regos nervo diską, toliau ji plonėja.

Tinklainė sudaryta i nervinių elementų ir ramstinio audinio. Joje labai svarbios neuroepitelinės ląstelės: stiebeliai (lazdelės, lot. bacili) ir kūgeliai, kolbelės (lot. coni). iose ląstelėse viesos energija virsta jaudinimu, kuris regos nervu sklinda į did˛iųjų pusrutulių ˛ievės pakauio skiltį.

Stiebeliai (lot. bacili). Jų yra apie 130-150 milijonų, isisklaidę po visą tinklainę, labai jautrūs viesai. Stiebeliuose randamas rodopsinas. Stiebeliai yra tinklainės periferijoje. Juos dirgina silpna prieblandos viesa. Jie spalvų neskiria.

Kūgeliai (lot. coni). Jų yra 6-7 milijonai, susikaupę centrinėje tinklainės dalyje. Kūgeliuose randamas jodopsinas. Kūgeliai susitelkę geltonojoje dėmėje. Jų dėka skiriame daiktų spalvą, jų formą, detales.

Aktyvuoti stiebelius pakanka blankios viesos, todėl ios ląstelės u˛tikrina naktinį matymą. Stiebeliai, kurių akyje yra labai daug, taip pat geriau u˛ kūgelius atskiria judesį, bet jie negali u˛tikrinti rykaus ir spalvoto vaizdo. Todėl silpnoje viesoje daiktai atrodo nerykūs ir pilki. Stiebelių ioriniame segmente, diskų membranoje yra daugybė rodopsino (gr. rhodon – ro˛ė + opsis – rega) molekulių. Rodopsinas yra sudėtinė molekulė, sudaryta i baltymo (opsino) ir pigmento, kuris yra vitamino A darinys ir vadinamas retinoliu, molekulės. Kai viesa krenta ant retinolio molekulės, pataroji pakeičia formą, ir rodopsinas tampa chemikai aktyvus. Stiebelių iorinio segmento membranoje yra daugybė jonų kanalų, kuriems tamsoje neleid˛ia u˛siverti ciklinis guanozinmonofosfanas (cGMP). Dėl aktyvuoto rodopsino veiklos suma˛ėja cGMP kiekis, todėl u˛sidaro kai kurie natrio jonų kanalai. Stiebelių vidus tampa labiau neigiamas, todėl pakinta nervinių impulsų da˛numas i prad˛ių bipolinėse, po to ir anglinėse ląstelėse, kuriomis perduodama informacija į galvos smegenis. Stiebeliai jautrūs silpnai viesai todėl, kad viena rodopsino molekulė veikia daug baltymo molekulių, kurios sukelia daugelio cGMP molekulių skilimą. Taigi pradinis dirgiklis sustiprinamas – amplifikuojamas.

Kūgeliai, daugiausia susitelkę geltonojoje dėmėje ir jautrūs viesai, atskiria daikto smulkias detales ir spalvą. Spalvotą matymą lemia trijų skirtingų rūių kūgeliai, turintys pigmentus, vadinamus M (mėlynas), ˇ (˛alias) ir R (raudonas). Kiekvieną pigmentą sudaro retinalis ir opsinas, bet kiekvieno pigmento opsino sandara iek tiek skiriasi, todėl skiriasi ir pigmentų viesos sugėrimo charakteristikos. Manoma, kad spalvos pereinamieji atspalviai dirgina įvairias kūgelių kombinacijas, ir smegenys suvokia atsiunčiamus suminius nervinius impulsus kaip tam tikrą spalvą.

Krumplynas (lot. corpus cilare) - akies vidurinė kraujagyslinio dangalo dalis, esanti tarp rainelės ir gyslainės; laiko lęiuką, keičia jo formą akomoduojant akį. Jis i vidaus apjuosia priekinę akies obuolio dalį, yra 5-6 mm pločio. Priekinė dalis storesnė, krumpliuota. Priekiniame krumplyno paviriuje yra apie 70 krumplyninių ataugų, kurių ilgis apie 3 mm, o storis - 1 mm. iose ataugose gaminamas akies skystis, kuris u˛pildo akies obuolio ertmes. U˛pakalinė krumplyno dalis yra 4 mm pločio ir tiesiog pereina į gyslainę. Krumplyne yra raumuo, kurio skaidulos susitraukinėdamos gali keisti lęiuko kreivumą.

Regos nervas (lot. nervus opticus) - tai baltoji smegenų med˛iaga, kuri jungia tinklainę su smegenimis. Tinklainės ganglijinių ląstelių skaidulos sudaro regos nervą. Regos nervas perduoda nervinius impulsus į smegenis. Toje vietoje, kur regos nervas ieina i tinklainės, nėra stiebelių ir kūgelių, todėl i vieta vadinama akląja dėme.

Geltonoji dėmė (lot. macula lutea) - akies tinklainės vieta, garantuojanti atrų rėgėjimą. Tai ovali gelsva sritis tinklainės centre su duobute viduryje, turinti tik kūgelių. Geltonoji dėmė yra apie 2 mm skersmens. Dienos viesoje geltonoji dėmė yra rykiausio spalvoto matymo vieta, o naktį ji beveik nejautri. Tada aktyvūs būna likusioje tinklainės dalyje esantys stiebeliai. Geltonoji dėmė - rykiausia matymo vieta.

Įdomybės

Tripedalia cystophora (Medūza)

Australijoje atrasta medūza, kurios egzistavimas prietarauja tradicinei evoliucijos teorijai. Itin sudėtingų regos organų dėka medūza galėtų tapti geriausiai matančiu gyviu, tačiau tam medūza neturi pakankamai ivystytos nervinės sistemos.
Tripedalia cystophora tropiniuose vandenyse rado vedų mokslininkas Denas Nilsenas. Jis suskaičiavo, kad medūza turi net 24 akis. 16 i jų - įparsti fotoreceptoriai, o kitos - 'kristalėliai', kokius ir turi auktesnieji gyvūnai. Medūzos matomumo laukas yra beveik 360 laipsnių, bet ji nesugeba sufokusuoti ˛vilgsnio ties aplinkiniais objektais. Regėjimas paprastai reikalauja aktyvaus galvos smegenų veikimo, tačiau, kaip ˛inome, medūzos tokių neturi.
Medūzos tradicikai vaizduojamos evoliucinio vystymosi laiptų apačioje. Būdamos vienos i paprasčiausių daugialąsčių, jos, kaip manoma, yra isivysčiusios i sliekų, o i jų kilo daugelis kitų gyvūnų. Nervinės ląstelės, idėstytos visame kūne ir sudarančios atskirus mazgus, negali atlikti 'specialių' u˛duočių - tokių kaip sudėtingų vaizdų apdorojimas ar regos organų valdymas.
Mokslininkai kol kas negali pasakyti, kodėl medūzos ivystė 'nereikalingą' organą, kuris nesuteikia jokių evoliucinių privalumų. Pagal Darvino teoriją, atsitiktinės mutacijos įsitvirtina ir yra perduodamos i kartos į kartą tik tada, kai jas turintys gyvūnai labiau prisitaiko prie juos supančios aplinkos.

Jūrų gyvūnas – optikos pavyzdys

JAV mokslininkai tiria ma˛ytę jūros ˛vaig˛dę, kurios spinduliai yra padengti tobulais lęiais. Per iuos lęius ˛vaig˛dė gali matyti panoraminį vaizdą. Mokslininkai teigia, kad gyvūnas yra daug tobulesnis u˛ bet kokias laboratorijoje sukurtas optikos sistemas. „U˛uot kūrę ir bandę naujas technologijas, verčiau atsigrę˛kime į tai, ką jau sukūrė gamta“ – kalba Joanna Aizenberg i „Lucent Technologies“ laboratorijos „Bell Labs“.

ˇvaig˛dė gali matyti tokį vaizdą per kreidinius kalcito kristalus jos skelete. Jie kartu yra ginklas ir viską matanti akis, kuri padeda laiku pastebėti plėrūną.

Prie metus atradę tokią unikalią ios ˛vaig˛dės savybę mokslininkai dabar ieko būdų pritaikyti mechanizmą technologijose. „Lęiai dengia visą kūną, yra nukreipti į visas puses ir leid˛ia matyti panoraminį vaizdą“ – kalbėjo J.Aizenberg BBC programoje „Go Digital“. „Tai savybė, kurią norėtume įdiegti vaizdo kamerose ir kituose optiniuose prietaisuose. Vietoje vieno lęio, ˛iūrinčio viena kryptimi, galima turėti tūkstančius, nukreiptų į visas puses“ – aikino ji. „Tokiu būdu galima matyti 360 laipsnių erdvės vaizdą“.

Remiantis tuo principu galima kurti ir ateities ryių tinklus. Dauguma iandien naudojamų optinių kabelių perduoda informaciją nuo tako iki tako. Lęiai sufokusuoja ir perduoda viesoje u˛koduotus vienetukus ir nuliukus į reikiamą vietą.

Mokslininkai tikisi, kad procesą galima paversti efektyvesniu ir padidinti perduodamos informacijos kiekį. „ie gyvūnai fokusuoja viesą 20 kartų geriau u˛ bet kokius ˛mogaus pagamintus lęius. Taigi galėtume pasimokyti, kaip pagaminti 10 ar 20 kartų geresnius lęius“ – kalbėjo J.Aizenberg.

Naujausios technologijos gali igydyti aklumą?

iuo metu pasaulyje daugybė mokslininkų įvairiose alyse (pagrinde JAV ir Japonijoje) bando „igydyti“ aklumą. Toliau pateikta keletas pavyzd˛ių kokiu keliu jie eina ir kaip jiems sekasi:

2004 metų bir˛elio pabaigoje Čikagoje trims ligoniams, beveik praradusiems regą, gydytojai į akis implantavo dirbtines tinklaines. Kol kas nei vienam i pacientų – 59 m. dvyniams ir 72 m. vyrikiui – nepastebėta kokių nors ˛enklų, kad organizmas implantus atmestų. Taigi pirmoji medicinos istorijoje tinklainės implantavimo operacija pavyko. i procedūra – pirmasis ˛ingsnis siekiant gra˛inti regą apakusiems ˛monėms.

Operaciją medikai pradėjo trejose vietose įpjaudami paciento akies baltąją dalį. Vėliau tinklainėje buvo atvertas nedidelis plyys, per kurį suleistas specialus skystis. Tokiu būdu tinklainės dalis atkeliama nuo akies dugno.

Į tarpą tarp atkeltos tinklainės ir akies dugno suleid˛iama “dirbtinė silicio tinklainė” (“Artificial Silicon Retina” - ASR). ASR – ma˛daug 2,5 mm skersmens bei 0,025 mm storio mikroschema. Joje yra 3500 miniatiūrinių viesai jautrių elementų, kurie viesos signalus verčia elektriniais impulsais.

Mikroschema pakeis pa˛eistus fotoreceptorius – viesai jautrias tinklainės ląsteles. Po paskutinės atliktos operacijos pacientų regėjimas bus pakankamas atskirti veidus ir matyti daiktus kambaryje, pranea dienratis “The Daily Telegraph”.

ioje srityje dirba ir NASA mokslininkai. Hjustone esančio NASA tyrimų centro mokslininkams pavyko sukurti dirbtinę akių tinklainę. “Jei mums pasiseks pakeisti su˛alotus akies stiebelius ir kūgelius dirbtiniais,” - kalbėjo Hjustono universiteto profesorius Aleksandras Ignatjevas, vadovavęs dirbtinės tinklainės kūrimo projektui, - “tai aklas ˛mogus galės bent dalinai atgauti regėjimą”.

NASA sukurta dirbtinė tinklainė sudaryta i ma˛daug 100 tūkstančių mikroskopinio skersmens keramikinių detektorių - kiekvieno jų skersmuo ma˛daug 20 kartų ma˛esnis nei plauko. Superplona ploktelė, kurioje įmontuoti detektoriai, “u˛auginama” specialioje terpėje sluoksnis po sluoksnio, atomas po atomo. ią technologiją NASA sukūrė ˛emaorbitiniu palydovu “Wake Shield Facility” atliekamų eksperimentų metu.

Kol kas mokslininkai negali pasakyti, kokiu būdu ˛mogaus smegenys priims i dirbtinės tinklainės siunčiamus signalus, kai ji bus persodinta į akį. Tačiau jie viliasi, jog organizmas ras būdą prisitaikyti. Tiesa, to gali tekti mokytis - naujas akis gavusiam ˛mogui teks imokti jomis naudotis kaip kūdikiui vaikčioti.

Pietų Kalifornijos universiteto ir Doheny akių instituto (JAV) mokslininkai pristatė duomenis apie pirmuosius eis pacientus, kuriems buvo implantuoti intraokuliniai tinklainės protezai, da˛niau vadinami dirbtine tinklaine. Oftalmologijos profesorius ir projekto vadovas Markas Humayunas sakė, kad visi ei anksčiau visai nematę pacientai, kuriems buvo įsodintos tinklainės, sugeba pastebėti viesą, atpa˛inti aplinkoje esančius objektus ir netgi suvokti judesį.

Duomenys, rinkti nuo 2004 metų lapkričio, rodo, kad ei pacientai, kuriems nuo 5 iki 33 mėnesių prie pradedant rinkti duomenis į „blogesnę akį“ buvo įsodinta po tinklainės protezą, galėjo „lokalizuoti poziciją ar suskaičiuoti didelio kontrastingumo objektus 74-99 procentų tikslumu“, - sakė projekto vadovas. Be to, pacientai galėjo atpa˛inti paprastas figūras, tai yra, nusakyti L raidės formos objekto erdvinę padėtį 61-80 proc. tikslumu.

Mokslininkai taip pat pa˛ymėjo, kad kai protezui netiekiama elektros energija, tiriamieji lygiai kaip ir prie tinklainės įsodinimą buvo visiki neregiai. Tai reikia, regėjimas pagerėjo ne dėl to, kad elektra stimuliavo natūralią tinklainę.

Iki iol tyrimo dalyviai buvo tik ˛monės, dėl akies degeneracinės ligos pigmentinio retinito visikai arba beveik visikai netekę regėjimo. Tačiau tikimasi, kad kada nors protezą bus galima panaudoti gydant ir senatvinę geltonosios dėmės degeneraciją. Pasaulyje yra 25 mln. ˛monių, kurie visikai arba i dalies neteko regėjimo dėl pigmentinio retinito ar geltonosios dėmės degeneracijos. Prognozuojama, kad iki 2020 metų is skaičius padvigubės.

Abi minėtos ligos regą silpnina naikindamos tinklainės ląsteles, kurios leid˛ia viesą paversti atpa˛įstamais vaizdais.

Intraokuliniai „Second Sight“ tinklainės implantai – pirmasis ˛ingsnis siekiant sunaikintas ląsteles pakeisti 4x4 platinos elektrodų tinkleliu, itiestu silikone. Elektrodus belaid˛iu būdu stimuliuoja iorinis valdiklis, prijungtas prie vaizdo kameros, kuri tvirtinama prie galvos.

Japonijos mokslininkai sako, kad milijonai aklų ˛monių galės atgauti regėjimą dirbtinių akių pagalba. Manoma, kad tokia technologija leis ˛monėms suskaičiuoti rankų pirtus pusės metro atstumu nuo akių, skaityti dideles raides, atpa˛inti viesoforo bei kitus signalus.

Japonijos vyriausybė ir trys universitetai iuo metu dirba prie dviejų regėjimo atstatymo projektų.

Vienas jų remiasi ma˛yčio puslaidininkio implantacija į tinklainę. Puslaidininkis, tiksliau – fotodiodas, stimuliuoja tinklainę, o ji siunčia signalus į smegenis, kur formuojamas vaizdas.

Kitu atveju į akinius įmontuojamas viesai jautrus įrenginys, kuris siunčia signalus į kitą prietaisą u˛ akies obuolio, kur fiksuojamas vaizdas. Tuomet vaizdas perduodamas infraraudonaisiais spinduliais į įrenginį, implantuotą tinklainėje.

Japonijoje apie 16000 ˛monių kasmet praranda regėjimą dėl am˛iaus, ligos ar nelaimingų atsitikimų. Vis daugiau ˛monių nusi˛udo apimti depresijos dėl blogėjančio regėjimo.

”Sunday Times” pranea, kad prie pritaikant įrengimus ˛monėms, bus atlikti bandymai su gyvūnais.

Nuorodos

https://www.1800contacts.com/vision101/ - Tinklapis skirtas supa˛indinti su vieno svarbiausių ˛mogaus organų – akies veikimu ir sandara. Sekdami paprasta schema su˛inosite, i kokių dalių sudaryta ˛mogaus akis, bei, kas įdomiausia, kaip ji sugeba matyti. Aikiai schematikai, turbūt idealiai „flashu“ pavaizduota, kaip gaunamas vaizdas. Taip pat pamatysite, kaip atrodo akis esant da˛nai pasitaikantiems regėjimo sutrikimams, tokiems kaip trumparegystė ar toliaregystė. Tinklapis anglų kalba.

https://akis.lass.lt – Turbūt isamiausias, aikiausias tinklapis apie akies sandarą, veikimo principus, ligas ir kita lietuvių kalba.

Literatūra

https://en.wikipedia.org/wiki/Eye - Enciklopedija internete.
https://www.lva.lt/vetzoo/Nr_21/pdf/lasys.pdf - uns akis.
https://www.mbayaq.org/efc/living_species/default.asp?hOri=0&hab=11&inhab=448 - Tripedalia cystophora
https://bitininkas.tinklapis.lt/BITE/kuno_sandara.htm#akys – bitės akis.
Sylvia S. Mader BIOLOGIJA 2 knyga (478 – 483 psl.)

Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Vizualizari: 2462
Importanta:

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Distribuie URL
https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Fotoreceptoriai-ir-j-veikimo-p32918.php

Adauga cod HTML in site
<a href="https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Fotoreceptoriai-ir-j-veikimo-p32918.php" target="_blank" title=" - https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Fotoreceptoriai-ir-j-veikimo-p32918.php">Fotoreceptoriai ir jų veikimo principai</a>