syn

Syn, evne til å motta og registrere lys og bearbeide lysinntrykkene så man får dannet et bilde av omgivelsene, både med hensyn til form, farge, kontrast og utstrekning.

Synsorganet

Synsorganet består av øyet, synsnerven og synsbanene samt synssenteret i hjernen. Lyset treffer øyet, brytes i øyets brytende medier og treffer netthinnen hvor det blir omgjort til elektriske impulser. Impulsene sendes via synsbanene til synssenteret i hjernen hvor det blir tolket. Hvordan hjernen bearbeider de store visuelle informasjonsmengdene, vet man ikke. Synsprosessene i øyet er imidlertid klarlagt noenlunde detaljert.

LYS

Lys er elektromagnetiske bølger med bølgelengde innenfor et bestemt område. Lyset inneholder en viss energimengde som overføres fra det som iakttas, til organismen. Dette foregår i de lysfølsomme sansecellene (fotoreseptorene) i øyets netthinne, som er i stand til å motta lysenergien og omgjøre den til elektriske nerveimpulser.

Fra netthinnen sendes nerveimpulsene via synsnerven og synsbanene til mellomhjernen og videre bakover til synssenteret aller bakerst i hjernen. Her skjer det en rekke omkoblinger mellom forskjellige hjerneceller, og resultatet fremkommer som et bevisst synsinntrykk.

Netthinnens sanseceller er mest følsomme for lys med bølgelengde mellom 400 og 730 nm. Det synlige lyset omfatter således bare et ganske lite utsnitt av det elektromagnetiske spektrum, som spenner fra de kilometerlange radiobølgene til den kosmiske strålingens elektromagnetiske svingninger med bølgelengder på billiondeler av en millimeter. Innenfor dette lille bølgeområdet kan imidlertid øyet skjelne mellom forskjellige bølgelengder i lyset, slik at lys med en bestemt bølgelengde registreres av hjernen som en farge, akkurat som lydbølger av en gitt frekvens registreres av hjernen som en tone.

Langbølgede stråler gir inntrykk av rødt, mens de mest kortbølgede strålene øyet kan registrere, oppfattes som fiolett. De mellomliggende bølgelengdene representerer fargespekterets øvrige farger. Ved å blande lys av alle synlige bølgelengder, får man et inntrykk av hvitt (se fargesyn).

Det synlige lyset er på den ene siden begrenset av den mer langbølgede infrarøde strålingen, som føles på huden som varme, og på den andre siden av den mer kortbølgede ultrafiolette strålingen, som fremkaller solbrenthet, og som i større dose er drepende for alt liv.

De ultrafiolette lysstrålene når ikke frem til netthinnen, fordi de absorberes i hornhinnen og linsen. Når øyet skades av ultrafiolette stråler fra f.eks. en sveiseflamme, er det således de cellene som ligger øverst i hornhinnen og bindehinnen som skades (se snøblindhet). De infrarøde strålene passerer derimot uhindret inn til netthinnen. Strålene kan gi brannskade i den gule flekk på netthinnen, hvis man f.eks. stirrer en stund på solen, noe som kan føre til varig nedsatt syn.

LYSBRYTNING

Når lys passerer fra ett medium til et annet, f.eks. fra luft til vann, endrer lysstrålene retning på grenseflaten mellom mediene. Dette fenomenet kalles brytning. Den vinkelen lysstrålene brytes med, er bestemt av forholdet mellom lysets hastighet i de to mediene, brytningsforholdet eller brytningsindeksen. Brytningsforholdet mellom f.eks. luft og vann er 1 : 1,33. Øyets brytende medier har innbyrdes forskjellig brytningsforhold, og grenseflatene mellom dem er krummet, slik at de til sammen utgjør et sammensatt linsesystem som virker som en samlelinse (konvekslinse). Dette innebærer at parallelle lysstråler fra en gjenstand vil samles i ett punkt, brennpunktet, hvor bildet dannes. Brennvidden er avstanden mellom brennpunktet og linsens midtpunkt. Jo kortere brennvidden for en linse er, desto sterkere er linsens brytende kraft (styrke, refraksjon). En linses brytende kraft angis i dioptrier (D). Ca. 2/3 av øyets totale lysbrytning foregår på hornhinnens forflate (som har en brytende kraft på ca. 40 D), mens den resterende delen skjer i linsen (som har en brytende kraft på ca. 20 D).

Hornhinnens brytende kraft er konstant, men linsens kan varieres innenfor visse grenser, avhengig av om øyet skal betrakte en gjenstand på kort eller lang avstand. Jo nærmere en gjenstand er, desto kraftigere må lysstrålene brytes for at det skal dannes et skarpt bilde av den på netthinnen. Dette problemet løses ved at linsen, ved hjelp av sin elastisitet, øker krumningen slik at den brytende kraften øker.

Spenningen i den kapselen som omgir linsen, tillater at den i ubelastet tilstand vil nærme seg kuleform. Linsen er imidlertid opphengt i fine bindevevstråder, zonulatråder, som fører ut til en ringmuskel (ciliærmuskelen i strålelegemet, corpus ciliare). Zonulatrådene øver et trekk på linsen så den holdes utspent til sidene og derfor er noe avflatet forfra-baktil. Når ringmuskelen trekker seg sammen, blir trådene slappere, og linsen kan bli mer kuleformet, dvs. den blir tykkere forfra-baktil og får dermed en større brytende kraft på lysstrålene. Dette skjer rent reflektorisk når man retter blikket mot en nærliggende gjenstand. Denne prosessen kalles øyets akkommodasjon.

Når man iakttar en nærliggende gjenstand, må øynenes synsakser rettes noe innover, de konvergerer (løper mot samme punkt) for å fiksere gjenstanden samtidig med at akkommodasjonsrefleksen utløses. Akkommodasjon og konvergens av synsaksene er altså bundet sammen i en fast sammenkoblet refleks. Denne refleksen kan føre til skjeling hos langsynte barn.

Det nærmeste punktet som øyet kan se skarpt når det akkommoderer maksimalt, kalles øyets nærpunkt. Nærpunktavstanden er avstanden mellom nærpunktet og hornhinnen. Fjernpunktet er det fjerneste punktet som øyet kan se skarpt når det ikke akkommoderer. Avstanden mellom fjernpunktet og hornhinnen kalles fjernpunktavstanden. Forskjellen mellom nærpunktavstanden og fjernpunktavstanden kalles akkommodasjonsbredden og uttrykker den størst mulige endring av linsens brytende kraft. I alderdommen svekkes akkommodasjonsevnen. (Se nærpunkt, presbyopi (gammelmannssyn), synsfeil.)

NETTHINNEN

Etter at lysstrålene har passert gjennom øyets brytende medier og pupillen, skal det dannes et skarpest mulig bilde på netthinnen av den gjenstanden man iakttar. Det er i netthinnen de innfallende lysstrålene starter den prosessen som gir opphav til synsoppfattelsen. Netthinnen kler innsiden av øyets vegg og inneholder sansecellene, som reagerer på lys ved å sende nerveimpulser til synssenteret i hjernen. Det er ca. 125 millioner stavceller og ca. 6 millioner tappceller i hvert øye, men de er meget ulikt fordelt i forskjellige områder av netthinnen. I den perifere delen av netthinnen er det meget få tappceller, men deres antall øker jevnt inn mot sentrum. I den tynne sentrale delen (fovea, fovea centralis) i den gule flekk (macula lute), nær øyets bakre pol, finnes kun tappceller som i tillegg står meget tett, da de er tynnere her enn ellers i netthinnen.

En sansecelle

En sansecelle består av synapsedelen, cellekjernen, et indre og et ytre segment. Fra synapsedelen avgis cellens impulser til nerveceller i netthinnen. Cellekjernen styrer cellens kjemiske prosesser (nedbryting og oppbygging av stoff, energiutvinning m.m.), som finner sted i det indre segmentet. Fra dette fører en smal cytoplasmakanal over til det ytre segmentet, som er den lysfølsomme delen av cellen. I dette området inneholder overflatemembranen et lysfølsomt fargestoff, et fotokjemisk pigment, som ved å oppta lysenergi setter i gang en kjemisk reaksjon, som igjen utløser en nerveimpuls. Overflatemembranen i det ytre segmentet er foldet til mange skivelignende dannelser, slik at cellens lysfølsomme areal mangedobles.

Fotokjemisk pigment

Det er to hovedtyper sanseceller, stavceller og tappceller. Det er tre typer tappceller med forskjellig følsomhet for spekterets forskjellige farger, og hver av disse tappcellene har sitt spesielle fotokjemiske pigment. Stavcellene har sitt eget fotokjemiske pigment, så alt i alt er det fire forskjellige pigmenter i netthinnen. De består alle av et fargestoff, retinal, som er nær beslektet med A-vitamin, og et protein som kalles opsin. Retinal er felles for alle pigmentene, mens opsin finnes i fire litt forskjellige former.

Stavcellenes pigment kalles rhodopsin (tidligere også synspurpur), og de tre andre betegnes henholdsvis erytrolab (med maksimal følsomhet i den oransjerøde delen av spekteret), klorolab (maksimal følsomhet i den grønngule) og cyanolab (maksimal følsomhet i spekterets blåfiolette område). (Se også fargesyn.)

De prosessene som foregår i netthinnen når den påvirkes av lys, er bare delvis klarlagt, men visse hovedtrekk mener man å kjenne:

Når retinal opptar lysenergi, blir noen av molekylets atomer forandret, og det foregår en indre strukturendring. Denne omdannelsen, som tar bare en brøkdel av et sekund, setter i gang en kjemisk reaksjon som endrer den elektriske spenningen på cellens overflatemembran. Spenningsforandringen fremkaller utskillelsen av et stoff fra cellens synapsedel. Dette stoffet påvirker en bestemt type nerveceller, bipolarcellene, som aktiviseres og igjen stimulerer ganglieceller. Gangliecellene avgir impulser som løper langs trådene i synsnerven til hjernen.

Omdannelsen av det fotokjemiske pigmentet fortsetter gjennom en rekke trinn og fører til at det spaltes til opsin og retinal. Pigmentet kan imidlertid gjendannes fra nedbrytingsproduktene, og ved denne prosessen spiller pigmentepitelets celler en sentral rolle.

Pigmentskivene i sansecellenes yttersegmenter skiftes ut uavbrutt. Etter at de er blitt dannet innerst i yttersegmentet, beveger de seg langsomt utover mot segmentets frie ende, som rager litt inn i pigmentepitelet. Her blir de opptatt av pigmentcellene, som bryter dem ned og endrer deres kjemiske form. Nedbrytningsproduktene overføres så igjen (på ukjent vis) til sansecellenes innersegmenter, hvor det fotokjemiske pigmentet gjenoppbygges.

Omsetningen av fotokjemisk pigment er meget betydelig, og sykdommer som skader netthinnens pigmentepitel, vil føre til synstap i de rammede områdene av netthinnen.

ADAPTASJON OG SYNSSKARPHET

Lysadaptasjon

Alle netthinnens sanseceller er rike på fotokjemisk pigment og derfor ytterst lysfølsomme. Hvis man kommer fra en mørk stue ut i kraftig sollys, blir man i første omgang blendet av lyset. Synsbildet er helt uten kontraster fordi de svært lysfølsomme sansecellene bombarderer synssenteret med impulser. Tilpasning til det sterke lyset (lysadaptasjon) inntrer imidlertid hurtig. Det intense lyset bryter raskt ned synspigmentene, slik at netthinnens lysfølsomhet avtar.

Mørkeadaptasjonen

Mørkeadaptasjonen tar atskillig lengre tid. Cellene må først bygge opp de fotokjemiske pigmentene, og særlig langsomt går det hvis øynene først har vært utsatt for sterkt lys gjennom lengre tid. Tappcellene når full lysfølsomhet i løpet av ca. 10 minutter, mens stavcellene fortsetter adaptasjonen i over en halv time og øker sin lysfølsomhet til det hundredobbelte av tappcellenes. Fra maksimal lysadaptasjon til maksimal mørkeadaptasjon øker netthinnen sin lysfølsomhet flere hundre tusen ganger.

Ved lengre tids mangel på A-vitamin i kosten nedsettes retinalproduksjonen i netthinnens celler, og både stav- og tappceller blir mindre lysfølsomme. Nattblindhet (nyktalopi) er derfor ett av de første symptomene på A-vitaminmangel.

Stavcellene

I mørke fungerer stavcellene alene. Det er forklaringen på at man, når man betrakter en stjernestrødd himmel, kan legge merke til at en ikke lyssterk stjerne forsvinner når man retter blikket rett mot den, men at den dukker opp igjen når man ser litt til siden for selve stjernen. Når man retter blikket mot selve stjernen, retter man nemlig det området i netthinnen hvor man ser skarpest (fovea) mot den, og der er det bare tappceller, og de reagerer ikke på den lave lysstyrken i stjernen. Retter man derimot blikket litt til siden, vil de mer lysfølsomme stavcellene tre i aksjon. Flere hundre stavceller kan sende signaler til samme gangliecelle. Det øker sjansene for at få og svake lyspåvirkninger til sammen skal utløse en nerveimpuls, men synsbildet blir uklart og uten finere detaljer. Stavcellene skjelner dessuten ikke mellom farger og registrerer kun gråtoner.

Fargesansen

Fargesansen blir borte ved nedsatt belysning, derfor uttrykket «i mørke er alle katter grå». Stavcellene er mest følsomme for bølgelengder i den blågrønne delen av spekteret (omkring 510 nm), og i mørkningen, når stavcellene dominerer, kommer de blå nyansene sterkere frem i synsbildet. Dette utnyttes i malerkunsten, idet man bruker blå fargetoner for å gi en illusjon av mørke. Fargeoppfattelsen finner altså sted i tappcellene.

Tappcellene

I fovea er tappene meget smale og tettstilte samtidig som de andre netthinnecellene er skjøvet til side. I tillegg svarer det til hver tappcelle i dette området én bipolarcelle og én gangliecelle, slik at hver tappcelle har sin egen nerveforbindelse til synssenteret i hjernen. Synsskarpheten blir derfor maksimal i dette området.

I fovea kan hjernen skjelne mellom to billedpunkter hvis de dannes på hver sine to tappceller som er atskilt av en tredje. Dette svarer til at avstanden mellom billedpunktene på netthinnen må være ca. 2 mikrometer. Det betyr i praksis at et menneske med maksimal synsskarphet på 10 meters avstand kan skjelne mellom to lysende punkter med innbyrdes avstand på 1 mm.

Gangliecellene

Gangliecellene i netthinnen sender ut uavbrutt impulser med en frekvens av ca. 5 per sekund, men øker frekvensen når de mottar stimulerende impulser, og nedsetter den når de mottar hemmende impulser. Både de stimulerende og de hemmende impulsene kommer fra netthinnens sanseceller. Når f.eks. en tappcelle i den gule flekk påvirkes av lys, avgir den impulser til en bipolar celle, som stimulerer en gangliecelle til å øke sin frekvens. De samme impulsene forplanter seg imidlertid også via en tredje type celler, de horisontale cellene, til bipolarcellens naboer, og hemmer dem, og dermed de omliggende gangliecellene, som nedsetter sin frekvens. På den måten forsterkes kontrasten i motivet.

Synsskarpheten (synsstyrken) bestemmes ved hjelp av synsprøve, se synsstyrke.

SYNSBANENE

Gangliecellenes nervetråder forenes til synsnerven (nervus opticus), som forlater øyet i synsnervepapillen. Synsnerven fra hvert øye passerer gjennom bakre del av øyehulen inn gjennom en åpning i kraniet og forener seg med synsnerven fra det andre øyet i synsnervekrysningen (chiasma opticum) på hjernens underside like ved hypofysen. Tilhørende netthinnebilder fra de to øynene blir ført til samme hjernehalvdel og der samordnet til ett bilde. F.eks. vil netthinnebildene av en gjenstand som befinner seg til venstre i synsfeltet, og derfor sender lysstråler som oppfattes av høyre halvdel av netthinnen i begge øyne, bli ført til synssenteret i høyre hjernehalvdel.

Fra synsnervekrysningen fortsetter nervene, som nå betegnes synsbanene, til et område i mellomhjernen (corpus geniculatum laterale). Her overføres impulsene til andre nerveceller, som leder dem videre gjennom hjernevevet til synssenteret i bakhodelappene. Det sendes også nervetråder til mange andre hjernedeler, bl.a. til det senteret som regulerer pupillstørrelsen, og de kjernene i hjernestammen som kontrollerer øyemusklene.

SYNSSENTERET

Synssenteret ligger hovedsakelig på innsiden av bakhodelappene, i furen mellom de to hjernehalvdelene, men strekker seg også helt rundt den bakerste delen av hjernen.

Det stripete området

Det stripete området (area striata) er det største og best utforskede området av synssenteret og mottar synsbanenes nervetråder, som sees som hvite striper i det grå hjernevevet. Her er de høyre netthinnehalvdelene representert i høyre bakhodelapp, og de venstre halvdelene i venstre bakhodelapp, og på en slik måte at det til ethvert område av netthinnene svarer ett bestemt område i synssenterets hjernebark. Den gule flekk, med det skarpeste og mest detaljerte synet, legger beslag på et spesielt stort område.

Synsbarken består, som den øvrige hjernebarken, av 6 cellelag. Cellene er ordnet i søyler som står vinkelrett på overflaten, og hver søyle mottar impulser fra et lite avgrenset område av netthinnen. Impulsene kommer inn til cellene i fjerde lag, og brer seg derfra til celler i de andre lagene og videre til nabosøyler.

Forsøk

Hvis man lar et forsøksdyr betrakte en hvit, ensartet belyst flate, kommer det bare sparsom aktivitet i synsbarken. Det er fordi alle gangliecellene i netthinnen stimuleres og hemmes på én gang. Hvis man anbringer et svart kors på den hvite flaten, får man aktivitet i de hjerneområdene som svarer til korsets kontur på netthinnen, dvs. til de partiene av netthinnen hvor gangliecellene stimuleres på den ene siden av en grenselinje og hemmes på den andre siden. Aktiviteten blir kraftigere jo sterkere kontrasten er mellom lyse og mørke partier.

Man har videre funnet at kontrastlinjer med forskjellig orientering på netthinnen (loddrett, vannrett eller mer eller mindre skrå) stimulerer forskjellige nerveceller i synsbarkens cellesøyler. Andre nerveceller er følsomme for linjer av en bestemt lengde eller for linjer som beveger seg i den ene eller den andre retningen over netthinnen. Alle disse iakttagelsene kan forklares hvis man antar at nervecellene i fjerde cellelag, som mottar impulsene fra gangliecellene, er koblet på bestemte måter til nervecellene i cellesøylenes øvrige lag.

Forfatter av denne artikkelen

Artikkelen ble sist oppdatert 13.02.2009.

Foreslå endring

Vi trenger ny fagansvarlig for Øyesykdommer

Fagansvarlig har ansvar for å:

  • Vurdere endringsforslag fra leserne
  • Svare på spørsmål i kommentarfeltet
  • Skrive nye artikler
  • Forvalte og oppdatere gamle artikler

Vil du bli fagansvarlig?

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.