چشم انسان چگونه می بیند

به نظر می‌رسد قوۀ بینایی ما قادر است 100% واقعیت را از پیرامون دریافت کند. اما درواقع چشم در ادراک خود بسیار محدود است و بدون مغز، که تصاویر را پیش از دریافت و تشخیص آن‌ها تصحیح و بررسی می‌کند، هیچ نخواهد بود.

حدّت محدود

حدّت بینایی یعنی توانایی تشخیص کوچکترین جزئیات. به‌طور متوسط، اگر از فاصلۀ 1 متری بتوانیم دو خط را که با فاصلۀ 0.3 میلی‌متر از هم قرار گرفته‌اند تشخیص دهیم، دارای حدّ بینایی صحیح (کامل) هستیم (که نزد چشم‌پزشکان معادل با حدّت 10/10 است). نوجوانان اغلب در این آزمایش موفق‌تر هستند و به حدّت بینایی 10/12 هم می‌رسد (یعنی می‌توانند دو خط که در فاصلۀ 0.24 میلی‌متری یکدیگر قرار دارند را تشخیص دهند). اما حداکثر حدّت بینایی‌ای که مشاهده شده است 10/16 بوده است، یا به‌عبارتی توانایی دیدنِ دو خط جدا از هم به‌فاصلۀ 0.18 میلی‌متر که معادل با ضخامت یک یا دو تارِ مو است.

میدان دید باریک،محدود

اگر چشمان ما قادر باشند محیط اطرافمان بیش از 200 درجه درک کنند، تنها 3 تا 5 درجۀ آن در مرکز میدان بینایی‌مان به‌صورت کاملاً دقیق دیده می‌شود. فراتر از این 3 تا 5 درجه، دید به‌تدریج تار می‌گردد. بنابراین ما تنها قادریم در محدودۀ 20 درجۀ مرکزیِ میدان دیدِ خود را بخوانیم، نمادها و نشانه‌ها را تا بیش از 40 درجه تشخیص دهیم، و رنگ‌های مختلف را تا بیش از 60 درجۀ این محدوده تمییز دهیم. بنابراین ما فقط می‌توانیم در محدوده 20 درجه مرکزی میدان بینایی خود بخوانیم، نمادهای بیش از 40 درجه را تشخیص دهیم و بین رنگ های بیش از 60 درجه تمایز قائل شویم. برای ارائۀ جزئیات در یک محیط بزرگتر، چشم سه یا چهار بار در ثانیه حرکت می‌کند، بدون اینکه ما از آن آگاه باشیم. سپس این مغز است که اطلاعات را جمع‌آوری کرده و به ما تصویری با وضوح بیشتر می‌دهد.

تصویر مؤخر

بین لحظه‌ای که پرتوی نور به چشم می‌رسد و پردازش آن توسط قشر بینایی، حداقل 50 میلی‌ثانیه زمان می‌گذرد. برای مثال، هنگامی که دست راست توپی را به سمت دست چپ می‌اندازد، تصویری که توسط قشر بینایی دریافت می‌شود تصویر توپ در زمانی است که در میانۀ مسیر خود قرار دارد، پیش از آنکه به دست چپ رسیده باشد. به‌وسیلۀ تمرین و ممارست، مغز ما این تأخیر را با پیش‌بینی بصریِ حرکات جبران می‌کند. این همان قابلیتی است که به تنیس‌بازان اجازه می‌دهد با سرعتی بیش از 200 کیلومتر در ساعت توپ را به‌سمت حریف برگردانند. این در حالی است که در آن 50 میلی‌ثانیه‌ای که پردازش طول می‌کشد، آنها 3 متر هم اضافی می‌آورند.

نقطۀ کور

در 7 درجه از مرکز میدان بینایی ما، ناحیه‌ای وجود دارد که چشم ما قادر به دیدن آن نیست. وقتی شیئی در فاصلۀ 1 متری است، این نقطۀ کور 1 سانتی‌متر است. نقطۀ کور مربوط به بخشی از شبکیۀ چشم است که با اعصاب بینایی پر شده و مسئولیت انتقال اطلاعات به مغز را دارد. ما این پدیده را حس نمی‌کنیم، زیرا دیدِ انسان دوچشمی است و مغز ما تصویری که باید ببینیم را به‌صورت یکپارچه بازسازی می‌کند. با این حال، اگر فقط با یک چشم به شیئی نگاه کنیم، جسمی که روبه‌رویمان است می‌تواند از میدان دیدمان ناپدید شود.

نور تصفیه‌شده

در واقع، جهان بسیار نورانی‌تر از آن چیزی است که ما می‌بینیم. ساختارهای مخروطی و میله‌ای‌شکلی که شبکیه را پوشش می‌دهند دارای پروتئین‌های اپسین یا رودوپسین هستند که وقتی نور به آن برخورد کند، متلاشی می‌شوند. این همان پدیده‌ای است که سیگنال الکتریکی بیناییِ را می‌سازد و به مغز ارسال می‌کند. در صورتی که نور یک محیط خیلی قوی و زیاد باشد، این پروتئین‌ها زمان کافی برای ترمیم را نداشته و گیرنده‌های بینایی ممکن است به‌طرز غیر قابل‌ترمیمی آسیب ببینند. به منظور پیشگیری از بروز این آسیب، عنبیۀ چشم دهانۀ خود را تا حد ممکن منقبض می‌کند تا میزان نور ورودی به مردمک را محدود کند.

طیف نوری کوتاه‌شده

نور از امواج الکترومغناطیسی با دامنه و سرعت انتشار متفاوت تشکیل شده است. بسته به این پارامترها، کمیتی به نام طول موج به نور منتسب می‌شود. چشم انسان فقط می‌تواند طول موج‌های 390 تا 780 نانومتر را ببیند؛ یعنی از قرمز تا بنفش. تمام نورهایی که طول موج کمتری دارند، مانند اشعۀ ماورای بنفش و اشعۀ ایکس، یا طول موج بیشتری دارند، مانند مادون قرمز برای ما غیر قابل‌رؤیت هستند.

چشم انسان چه رنگ‌هایی را بهتر می‌بیند؟

شبکیۀ چشم دارای سه نوع حسگر تخصصی (مخروط بینایی) است که به‌ترتیب بیشترین میزان حساسیت را به نور آبی، سبز، و قرمز دارند. تمام تنالیته‌ها (مایه‌های رنگی) که ما درک می‌کنیم، از همین سه رنگ اصلی ساخته شده‌اند. اما چشم حساسیت یکسان به تمام این رنگ‌ها ندارد. زمانی که شرایط نوری معمولی است، چشم بیشتر به نور زرد-سبز حساس است. برای اینکه یک منبع نور نارنجی-قرمز به همان خوبی درک شود، نور محیط باید تقریباً 10 برابر شدیدتر از منبع نور زرد-سبز باشد.

آیا رنگ‌ها واقعاً وجود دارند؟

خیر، رنگ ها وجود ندارند. رنگ اجسام تنها تفسیری است که مغز ما از سیگنال نوری منعکس‌شده توسط آن‌ها دارد، و همین دلیل باعث می‌شود بدون نور، تاریکی مطلق را ببینیم.

مواردی همچون نوع ماده، رنگدانه، بافت یا ساختار اجسام ممکن است باعث انعکاس تمامی امواج نوری شده و در نتیجه ما جسم را سفید ببینیم. یا برعکس، باعث جذب تمام امواج نوری شده و منجر به مشاهدۀ جسم به رنگ سیاه شوند، و یا حتی با جذب بخشی از طول موج‌ها جسم به رنگ‌هایی همچون سبز، آبی و یا قرمز دیده شود.

مردان به نسبت زنان گوجه‌فرنگی را نارنجی‌تر می بینند، درحالی‌که همۀ ما موافق هستیم که گوجه‌فرنگی قرمز است. ولی همۀ ما آن را به یک رنگ نمی‌بینیم زیرا هر فرد تراکم گیرنده‌های متفاوتی دارد. تعداد این گیرنده‌ها بین 100000 تا 300000 در هر میلی‌متر مربع در فووئا (متراکم ترین بخش چشم) متفاوت است. مطالعات نشان داده‌اند که مردان رنگ‌ها را با طول موج جزئی متفاوت (2 نانومتر) در مقایسه با زنان مشاهده می‌کنند، بنابراین گوجه‌فرنگی برای مردان کمی نارنجی تر به نظر می‌رسد. محققان هنوز دقیقاً دلیل این امر را نمی‌دانند. با این حال این تفاوت در بینش رنگ‌ها به علت تفسیر متفاوت درمغز زنان و مردان ایجاد می‌شود.

چرا با چشمان بسته هم لکه‌های نور را می‌بینیم؟

تنها کافی نیست که چشمانمان را ببندیم تا دیگر چیزی نبینیم، زیرا گاهی لکه‌های رنگی عجیبی به نام فسفن برای ما پدیدار می شود.

خطا و اختلال فسفن‌ها

حتی زمانی که پلک‌های ما بسته می‌شوند، نورون‌های شبکیه که اطلاعات بصری را به مغز می‌برند، به کار خود ادامه می‌دهند. بنابراین می‌توان اشکال درخشان، سفید یا رنگی‌ای به نام فسفن را مشاهده کرد؛ به‌ویژه اگر شبکیه با اعمال فشار بر کرۀ چشم یا با تکان دادن سر تحریک شود.

اگر در معرض یک منبع نور شدید قرار بگیریم یا به تصویری برای حدود 20 ثانیه خیره شویم عادی است که پس از آن هم تصویر را همچنان ببینیم. حقیقت این است که گیرنده‌های شبکیه برای نوسازی اطلاعات بصری به زمان نیاز دارند و در این مدت نورون‌ها همچنان سیگنال مشابهی را به مغز ارسال می کنند.

در اینجا تکنیکی برای اینکه بتوانیم چشم غالب خود را بشناسیم آورده‌ایم

با انجام این تست می‌توانیم مطمئن شویم که چشم‌های ما قدرت بینایی یکسانی ندارند.

هردو چشم را باز نگه دارید و به روبه‌رو نگاه کنید، سپس یکی از دست‌ها را بالا آورده و انگشت شست خود را بر روی یک جسم در فاصله حدود 5 متری قرار می‌دهیم. پس از آن، به‌طور متناوب یک چشم و سپس چشم دیگر را می‌بندیم. برای یکی از چشم‌ها، جسم هدف همیشه پشت انگشت شست قرار می‌گیرد، و برای چشم دیگر شاهد جابه‌جایی هستیم. چشمی که جابه‌جایی نمی‌شود درواقع همان چشم غالب شما است.

تفاوت قدرت بینایی باعث می‌شود بهتر ببینیم

همین تفاوت در بینایی انسان است که به مغز این امکان را می‌دهد که فاصلۀ یک جسم با بدن را با دقت تعیین کند. دو چشم انسان نوعی زاویۀ دید مثلثی‌شکل می‌سازند. افراد راست‌دست معمولاً دارای چشم غالب راست و افراد چپ دست دارای چشم غالب چپ هستند. البته موارد استثنا هم وجود دارند.

مترجمان :رضوانه شیبانی نیکو، مهسا حدادی

استاد راهنما: دکتر فرناز ساسانی

دانشگاه علامه طباطبایی

منبع: www.caminteresse.fr