Pręciki, czopki i droga wzrokowa

Opis

Pręciki i czopki (ang. rods and cones) to receptory zmysłowe siatkówki, które pochłaniają światło, a droga wzrokowa (ang. visual pathway) prowadzi od nich bioinformację do pierwszorzędowej kory wzrokowej (ang. primary visual cortex, V1). Pochłonięty foton zmienia kształt jednej cząsteczki barwnika, rodopsyny w pręciku albo jej odpowiednika w czopku, a ta uruchamia kaskadę, która zamyka kanały jonowe, białkowe pory w błonie, więc do komórki wpływa mniej jonów dodatnich i jej wnętrze staje się bardziej ujemne (Lamb 2022). Na synapsach chemicznych z komórkami dwubiegunowymi (ang. bipolar cells) bioinformacja jest transformowana: pręciki i czopki wydzielają przekaźnik glutaminian, a komórki dwubiegunowe to jedyny bezpośredni łącznik pręcików i czopków z komórkami zwojowymi (ang. ganglion cells) (Lam i Ayoub 2025). Aksony komórek zwojowych zbiegają się w tarczy nerwu wzrokowego (ang. optic disc) i opuszczają oko jako nerw wzrokowy, więc tarcza to plamka ślepa (ang. blind spot) siatkówki (Betts i in. 2022). Większość tych aksonów kończy się w ciele kolankowatym bocznym (ang. lateral geniculate nucleus), a jego neurony wysyłają aksony promienistością wzrokową (ang. optic radiation) do V1 (Chapelle 2025). Na tych zajęciach odległość od receptorów to liczba synaps chemicznych na głównej drodze od receptora zmysłowego do danego obszaru, a część połączeń omija główne drogi; na tej drodze neuron V1 leży cztery synapsy od czopka.

Traktografia dyfuzyjna (ang. diffusion tractography), odtwarzanie przebiegu włókien z obrazów dyfuzyjnych w skanerze MRI, pokazała całą tę drogę u sześciu zdrowych osób: nerw wzrokowy z włóknami nosowymi, które krzyżują się w skrzyżowaniu wzrokowym (ang. optic chiasm), oraz trzy pęczki promienistości wzrokowej, wśród nich pętlę Meyera (Hofer, Karaus i Frahm 2010). W ośmiu zmierzonych siatkówkach siedmiu dorosłych osób było średnio 4,6 miliona czopków i 92 miliony pręcików (Curcio i in. 1990). Według Curcio i współpracowników czopki leżą najgęściej w dołku środkowym (ang. fovea), średnio 199 000 na milimetr kwadratowy przy dużych różnicach między osobami, a milimetr od środka dołka ich gęstość spada dziesięciokrotnie. W pomiarach Curcio i współpracowników środek dołka to strefa samych czopków, szeroka na 0,35 mm, a pręciki leżą najgęściej w pierścieniu wokół dołka, mniej więcej tak daleko od niego jak tarcza nerwu wzrokowego.

Pręciki działają dobrze w słabym świetle, a barwę dają czopki S, M i L, każdy najczulszy na nieco inną długość fali (Spielman i in. 2020). Światło widzialne to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 380 do 720 nm, wąski zakres widma elektromagnetycznego, a barwniki czopków S, M i L mają szczyt czułości odpowiednio przy 420, 534 i 564 nm (Betts i in. 2022). W badaniu na monitorze, po co najmniej 20 sekundach patrzenia na barwną plamę, prawie połowa koła barw rgb, od pomarańczu po żółtozielony, dawała powidoki w wąskim zakresie purpur (Koenderink i in. 2020). Do zobaczenia słabego błysku w najlepszych warunkach wystarcza, że po jednym fotonie pochłonie każdy z 5 do 14 pręcików (Hecht, Shlaer i Pirenne 1942). Z wczesnej kory wzrokowej bioinformacja płynie dalej szlakiem brzusznym, niosącym tożsamość przedmiotu, szlakiem grzbietowym, niosącym jego położenie i związane z nim działania, oraz, według propozycji Pitchera i Ungerleider, szlakiem bocznym, nazywanym trzecim szlakiem wzrokowym, przez obszary czułe na ruch do bruzdy skroniowej górnej (Pitcher i Ungerleider 2021).

Spójrz nocą wprost na słabą gwiazdę: jej światło pada wtedy na dołek środkowy, na same czopki, więc gwiazda blednie. Przesuń wzrok trochę obok, a światło trafi na pręciki i gwiazda wróci. Najostrzejszy obraz niesie mały dołek, w którym czopki leżą najgęściej, ale całą scenę widzisz ostrą i barwną. Ta scena to aktywność Twojej sieci wzrokowej: polegasz w niej na Modelach Mentalnych kształtowanych przez bioinformację płynącą z dołka przy każdym ruchu oka. Taką percepcję Anil Seth i współpracownicy opisują jako kontrolowaną halucynację (ang. controlled hallucination) (Hewitt i in. 2025).

Sieć mózgowa

VISsieć wzrokowa

Patrzysz na litery: droga wzrokowa prowadzi bioinformację z czopków przez ciało kolankowate boczne do V1 (Chapelle 2025), a kształt liter to aktywność sieci wzrokowej.

Materiały

Linkują tutaj

Na zajęciach