شبكية
المحتويات

بدايةً، شبكية العين وهي الطبقة الأعمق والأكثر حساسية للضوء من أنسجة عين أغلب الفقاريات وبعض الرخويات. تخلق بصريات العين صورة مركزة ثنائية الأبعاد للعالم المرئي على شبكية العين، والتي تترجم تلك الصورة إلى نبضات عصبية كهربائية للدماغ لإنشاء الإدراك البصري. تؤدي شبكية العين وظيفة مماثلة لوظيفة مستشعر الصورة أو الفيلم في الكاميرا. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
في هذا الإطار، في التطور الجنيني للفقاريات، تنشأ شبكية العين والعصب البصري كنموات للدماغ النامي، وتحديداً الدماغ البيني الجنيني؛ وبالتالي، تعتبر شبكية العين جزءًا من الجهاز العصبي المركزي (CNS) وهي في الواقع أنسجة دماغية. إنه الجزء الوحيد من الجهاز العصبي المركزي الذي يمكن تخيله بطريقة غير جراحية.
كذلك، يبدأ الضوء الذي يصيب شبكية العين في سلسلة من الأحداث الكيميائية والكهربائية التي تؤدي في النهاية إلى إرسال نبضات عصبية يتم إرسالها إلى مراكز بصرية مختلفة في الدماغ عبر ألياف العصب البصري. تخضع الإشارات العصبية من العصي والمخاريط للمعالجة بواسطة عصبونات أخرى، والتي يتخذ ناتجها شكل جهود العمل في الخلايا العقدية الشبكية التي تشكل محاورها العصب البصري. يمكن إرجاع الكثير من السمات الهامة للإدراك البصري إلى تشفير الشبكية ومعالجة الضوء.
وفي هذا السياق، تتكون شبكية العين العصبية من عدة طبقات من الخلايا العصبية المترابطة بواسطة المشابك وتدعمها طبقة خارجية من الخلايا الظهارية المصطبغة. الخلايا الأولية المستشعرة للضوء في شبكية العين هي الخلايا المستقبلة للضوء، وهي من نوعين: العصي والمخاريط. تعمل القضبان بشكل أساسي في الضوء الخافت وتوفر رؤية بالأبيض والأسود. تعمل المخاريط في ظروف مضاءة جيدًا وهي مسؤولة عن إدراك اللون، فضلاً عن الرؤية عالية الحدة المستعملة في مهام مثل القراءة. النوع الثالث من الخلايا المستشعرة للضوء، الخلية العقدية الحساسة للضوء، مهم لإحاطة إيقاعات الساعة البيولوجية والاستجابات الانعكاسية مثل منعكس الحدقة.
الأهمية السريرية
علاوةً على ذلك، التهاب الشبكية الصباغي هو مجموعة من الأمراض الوراثية التي تصيب الشبكية وتسبب فقدان الرؤية الليلية والرؤية المحيطية.
كذلك، انفصال الشبكية. تنفصل الشبكية العصبية أحيانًا عن الظهارة الصباغية. في بعض الحالات، يكون سبب هذا الانفصال هو إصابة مقلة العين التي تسمح للسائل أو الدم بالتجمع بين الشبكية العصبية والظهارة الصباغية. يحدث الانفصال أحيانًا بسبب تقلص الألياف الكولاجينية الدقيقة في الخلط الزجاجي، والتي تسحب مناطق الشبكية نحو الجزء الداخلي من الكرة الأرضية.
من جانب آخر، دهن الشبكية هو مظهر أبيض لشبكية العين، ويمكن أن يحدث عن طريق ترسب الدهون في نقص ليباز البروتين الدهني.
علاوةً على ذلك، العمى الليلي : يحدث العمى الليلي لأي شخص يعاني من نقص حاد في فيتامين أ. والسبب في ذلك هو أنه بدون فيتامين أ، فإن كميات الشبكية والرودوبسين التي يمكن تكوينها تكون منخفضة بشدة. تسمى هذه الحالة بالعمى الليلي لأن كمية الضوء المتوفرة في الليل قليلة جدًا للسماح بالرؤية الكافية للأشخاص الذين يعانون من نقص فيتامين أ.
وعلى صعيد آخر، يصف التنكس البقعي مجموعة من الأمراض التي تتميز بفقدان الرؤية المركزية بسبب موت أو ضعف خلايا البقعة.
الورم الأرومي الشبكي هو سرطان يصيب الشبكية.
وعلى صعيد آخر، هناك الكثير من الأمراض أو الاضطرابات الموروثة والمكتسبة التي قد تؤثر على شبكية العين. بعضها يشمل:
ومن جهة أخرى، يصف حثل القضيب المخروطي (CORD) عددًا من الأمراض التي يحدث فيها فقدان البصر نتيجة تدهور المخاريط و / أو قضبان الشبكية.
من جانب آخر، تشمل أمراض الشبكية في الكلاب خلل التنسج الشبكي وضمور الشبكية التدريجي وتنكس الشبكية المكتسب المفاجئ.
وعلى صعيد آخر، في انفصال الشبكية، تنفصل الشبكية عن مؤخرة مقلة العين. إن الوخز بالوخز هو طريقة علاج قديمة. يستعمل مصطلح انفصال الشبكية لوصف انفصال الشبكية الحسية العصبية عن الظهارة الصبغية للشبكية. هناك الكثير من طرق العلاج الحديثة لإصلاح انفصال الشبكية: تثبيت الشبكية الهوائي، مشبك الصلبة، العلاج بالتبريد، التخثير الضوئي بالليزر واستئصال الزجاجية.
علاوةً على ذلك، يمكن أن يتسبب كل من ارتفاع ضغط الدم وداء السكري في تلف الأوعية الدموية الدقيقة التي تغذي الشبكية، مما يؤدي إلى اعتلال الشبكية الناتج عن ارتفاع ضغط الدم واعتلال الشبكية السكري.
تطوير
وعلى صعيد آخر، تبدأ تطوير شبكية العين مع إنشاء حقول العين بوساطة البروتينات (SHH وSIX3)، مع تطور لاحق من الحويصلات البصرية التي تخضع لرقابة البروتينات (PAX6 وLHX2). وقد تجلى دور البروتين (Pax6) في التنمية العين بأناقة والتر جيرينج والزملاء، الذين أظهروا هذا التعبير خارج الرحم من البروتين (Pax6) يمكن أن يؤدي إلى تشكيل العين على ذبابة الفاكهة الهوائيات، وأجنحة، والساقين. تؤدي الحويصلة البصرية إلى ظهور ثلاثة تراكيب: الشبكية العصبية، وظهارة الشبكية المصطبغة، والساق البصري. تحتوي الشبكية العصبية على الخلايا السلفية للشبكية (RPCs) التي تؤدي إلى ظهور أنواع الخلايا السبعة في شبكية العين. يبدأ التمايز مع الخلايا العقدية الشبكية وينتهي بإنتاج الخلايا الدبقية مولر. على الرغم من أن كل نوع خلية يختلف عن الخلايا السلفية للشبكية بترتيب تسلسلي، إلا أن هناك تداخلًا كبيرًا في توقيت تمايز أنواع الخلايا الفردية. يتم ترميز الاشارات التي تحدد على الخلايا السلفية للشبكية مصير خلية ابنة أسر عامل النسخ متعددة بما في ذلك بروتينات (bHLH وhomeodomain) العوامل.
علاوةً على ذلك، فضلًا عن توجيه تحديد مصير الخلية، توجد إشارات في شبكية العين لتحديد المحاور الظهرية البطنية (DV) والأنف الصدغي (NT). يتم إنشاء محور ظهري بطني بواسطة تدرج بطني إلى ظهري لـ بروتين (VAX2)، في حين يتم تنسيق محور الأنف الصدغي بالتعبير عن عوامل النسخ المتشعبة لبروتينات (FOXD1 وFOXG1). يتم تشكيل تدرجات إضافية داخل شبكية العين. قد يساعد هذا التوزيع المكاني في الاستهداف المناسب للمحاور التي تعمل على إنشاء خريطة شبكية العين.
وظيفة
ومن ناحية أخرى، يوجد في الخلايا العقدية الشبكية نوعان من الاستجابة، اعتمادًا على المجال الاستقبالي للخلية. تشتمل الحقول المستقبلة لخلايا العقدة الشبكية على منطقة مركزية دائرية على وجه التقريب، حيث يكون للضوء تأثير واحد على إطلاق الخلية، ومحيط حلقي، حيث يكون للضوء تأثير معاكس. في خلايا ON، تؤدي الزيادة في شدة الضوء في وسط المجال الاستقبالي إلى زيادة معدل إطلاق النار. في خلايا OFF، فإنه يجعله ينخفض. في النموذج الخطي، يتم وصف ملف تعريف الاستجابة هذا جيدًا من خلال اختلاف في غاوسيون وهو الأساس لخوارزميات الكشف عن الحافة. فضلًا عن هذا الاختلاف البسيط، يتم تمييز الخلايا العقدية كذلك عن طريق الحساسية اللونية ونوع التجميع المكاني. تسمى الخلايا التي تظهر التجميع المكاني الخطي بالخلايا X (وتسمى كذلك الخلايا العقدية)، وتلك التي تظهر تجميعًا غير خطي هي خلايا Y (تسمى كذلك الخلايا العقدية الشبكية الكبيرة أو M أو المظلة)، على الرغم من المراسلات بين الخلايا X و Y (في شبكية القط) وخلايا P و M (في شبكية العين الرئيسية) ليست بسيطة كما كانت تبدو في السابق.
كذلك، تترجم شبكية العين الصورة البصرية إلى نبضات عصبية تبدأ بالإثارة المنقوشة للأصباغ الحساسة للألوان لقضبانها ومخاريطها، وهي الخلايا المستقبلة للضوء في شبكية العين. تتم معالجة الإثارة بواسطة النظام العصبي وأجزاء مختلفة من الدماغ تعمل بالتوازي لتشكيل تمثيل للبيئة الخارجية في الدماغ.
وفي هذا السياق، في نقل الإشارات البصرية إلى الدماغ، المسار البصري، تنقسم الشبكية عموديًا إلى قسمين، نصف صدغي (أقرب إلى الصدغ) ونصف أنفي (أقرب إلى الأنف). تعبر المحاور من النصف الأنفي الدماغ عند التصالب البصري للانضمام إلى محاور من النصف الصدغي للعين الأخرى قبل أن تمر إلى الجسم الركبي الجانبي.
علاوةً على ذلك، تستجيب المخاريط للضوء الساطع وتتوسط رؤية ألوان عالية الدقة أثناء إضاءة ضوء النهار (تسمى كذلك الرؤية الضوئية). تكون استجابات القضيب مشبعة بمستويات ضوء النهار ولا تساهم في رؤية النمط. ومع ذلك، تستجيب القضبان للضوء الخافت وتتوسط رؤية منخفضة الدقة أحادية اللون تحت مستويات إضاءة منخفضة جدًا (تسمى الرؤية العكسية) تقع الإضاءة في أغلب أماكن المكتب بين هذين المستويين وتسمى الرؤية المتوسطة. في مستويات الإضاءة المتوسطة، تساهم كل من العصي والمخاريط بنشاط في معلومات الأنماط. ما هي المساهمة التي تقدمها معلومات القضيب لنمط الرؤية في ظل هذه الظروف غير واضحة.
وفي هذا الصدد، في المستقبلات الضوئية، يؤدي التعرض للضوء إلى زيادة استقطاب الغشاء في سلسلة من التحولات المتدرجة. يحتوي جزء الخلية الخارجية على صبغ ضوئي. داخل الخلية، تحافظ المستويات الطبيعية من أحادي الفوسفات الدوري (cGMP) على قناة Na مفتوحة، وبالتالي في حالة الراحة تكون الخلية منزوعة الاستقطاب. يتسبب الفوتون في جعل ارتباط الشبكية ببروتين المستقبل متشابهًا إلى عبر شبكية العين. يؤدي هذا إلى تنشيط المستقبل لبروتينات جي المتعددة. يؤدي هذا بدوره إلى قيام الوحدة الفرعية Ga للبروتين بتنشيط فوسفوديستيراز (PDE6)، مما يؤدي إلى تدهور أحادي الفوسفات الدوري، مما يؤدي إلى إغلاق القنوات الأيونية ذات النوكليوتيدات الحلقية Na + (CNGs). وهكذا تكون الخلية مفرطة الاستقطاب. يتم تقليل كمية الناقل العصبي المنبعثة في الضوء الساطع وتزداد مع انخفاض مستويات الضوء. يتم تبييض الصبغة الضوئية الفعلية بعيدًا في الضوء الساطع ويتم استبدالها فقط كعملية كيميائية، لذلك في الانتقال من الضوء الساطع إلى الظلام، يمكن أن تستغرق العين ما يصل إلى ثلاثين دقيقة للوصول إلى الحساسية الكاملة.
إضافةً إلى ذلك، تسمى استجابة المخاريط للأطوال الموجية المختلفة للضوء بحساسيتها الطيفية. في الرؤية البشرية العادية، تنقسم الحساسية الطيفية للمخروط إلى ثلاثة أنواع فرعية، غالبًا ما تسمى الأزرق والأخضر والأحمر، ولكنها تُعرف بدقة أكبر باسم الأنواع الفرعية المخروطية الحساسة لطول الموجة القصيرة والمتوسطة والطويلة. يتسبب نقص واحد أو أكثر من الأنواع الفرعية المخروطية في إصابة الأفراد بنقص في رؤية الألوان أو أنواع مختلفة من عمى الألوان. هؤلاء الأفراد ليسوا أعمى عن الأشياء ذات لون معين، لكنهم غير قادرين على التمييز بين الألوان التي يمكن تمييزها من قبل الأشخاص ذوي الرؤية الطبيعية. يمتلك البشر هذه الرؤية ثلاثية الألوان، في حين أن أغلب الثدييات الأخرى تفتقر إلى المخاريط ذات الصبغة الحساسة باللون الأحمر، وبالتالي يكون لديها رؤية ثنائية اللون أضعف. ومع ذلك، فإن بعض الحيوانات لديها أربعة أنواع فرعية طيفية، مثلًا يضيف التراوت مجموعة فرعية فوق بنفسجية إلى أنواع فرعية قصيرة ومتوسطة وطويلة تشبه البشر. بعض الأسماك حساسة لاستقطاب الضوء كذلك.
من جانب آخر، على الرغم من وجود أكثر من 130 مليون مستقبل شبكي، لا يوجد سوى ما يقرب من 1.2 مليون ليف (محاور) في العصب البصري. لذلك، يتم إجراء قدر كبير من المعالجة المسبقة داخل شبكية العين. تنتج النقرة المعلومات الأكثر دقة. على الرغم من احتلال قرابة 0.01% من المجال البصري (أقل من 2 درجة من الزاوية البصرية)، فإن قرابة 10% من المحاور في العصب البصري مخصصة للنقرة. تم تحديد حد دقة النقرة بحوالي 10000 نقطة. تقدر سعة المعلومات بـ 500000 بت في الثانية (لمزيد من المعلومات حول البتات، راجع نظرية المعلومات) بدون لون أو نحو 600000 بت في الثانية بما في ذلك اللون.
كذلك، عندما وبالتالي ولع ضوء، وفوتوسبور يرسل ردا متناسبا للمشبك العصبي إلى خلايا ثنائية القطب والذي بدوره إشارة إلى خلايا الشبكية العقدة. يتم كذلك ربط المستقبلات الضوئية بخلايا أفقية وخلايا أماكرين، والتي تعدل الإشارة المشبكية قبل أن تصل إلى الخلايا العقدية، حيث تختلط الإشارات العصبية وتندمج. من بين الخلايا العصبية في شبكية العين، فقط الخلايا العقدية الشبكية وعدد قليل من خلايا أماكرين تخلق إمكانات فعلية.
آليات الدورة الدموية
وفي هذا السياق، للوهلة الأولى، قد يعتقد المرء أن شبكية الفقاريات «موصلة بشكل خاطئ» أو «سيئة التصميم»؛ ولكن في الواقع، لا تستطيع الشبكية أن تعمل إذا لم تنقلب. يجب دمج طبقة المستقبلات الضوئية في الظهارة الصبغية للشبكية (ظهارة الشبكية الصبغية)، والتي تؤدي سبع وظائف حيوية على الأقل، من أكثرها وضوحًا توفير الأكسجين والعناصر الغذائية الضرورية الأخرى اللازمة لعمل المستقبلات الضوئية. تشمل هذه العناصر الغذائية الجلوكوز والأحماض الدهنية والشبكية. تستعمل عملية تضخيم المستقبلات الضوئية في الثدييات كميات كبيرة من الطاقة للرؤية في الظروف الضوئية (تتطلب أقل في ظل الظروف التصويرية)، وبالتالي، تتطلب إمدادات كبيرة من المغذيات التي توفرها الأوعية الدموية في المشيمية، والتي تقع خارج ظهارة الشبكية الصبغية. يوفر المشيمى قرابة 75% من هذه العناصر الغذائية للشبكية والأوعية الدموية للشبكية بنسبة 25% فقط.
كذلك، عندما يضرب الضوء هندسة الرابطة المزدوجة المسماة بـ (11-cis-retinal) (في الأقراص الموجودة في القضبان والمخاريط)، تتغير (11-cis-retinal) إلى (all-trans-retinal) مما يؤدي فيما بعد إلى حدوث تغييرات في أوبسنس. الآن، الأجزاء الخارجية لا تجدد الشبكية مرة أخرى، وبمجرد تغييرها بالضوء. وبدلاً من ذلك يتم ضخ الشبكية للخارج إلى الظهارة المحيطة حيث يتم تجديدها ونقلها مرة أخرى إلى الأجزاء الخارجية من المستقبلات الضوئية. تحمي وظيفة إعادة التدوير هذه لـ ظهارة الشبكية الصبغية المستقبلات الضوئية من أضرار الأكسدة الضوئية وتسمح لخلايا المستقبلات الضوئية بأن تكون لها حياة مفيدة تمتد لعقود.
علاج أو معاملة
يعتمد العلاج على طبيعة المرض أو الاضطراب.
طرق العلاج الشائعة
وعلى صعيد آخر، الأدوية داخل الجسم الزجاجي، مثل علاج عامل النمو البطاني المضاد للأوعية الدموية أو عوامل الكورتيكوستيرويد.
- جراحة الشبكية والجسم الزجاجي.
- استخدام المكملات الغذائية.
- تعديل عوامل الخطر الجهازية لأمراض الشبكية.
فيما يلي طرق شائعة لإدارة أمراض الشبكية:
شبكية العين
ومن جهة أخرى، 2ـ المخاريط (بالإنجليزية: cones) ووظيفتها دعم الرؤية بالنهار وإدراك باقي الألوان وتتركز في مركز الشبكية.
وعلى صعيد آخر، 1ـ العصي (بالإنجليزية: rods) ووظيفتها الرئيسية في الضوء الخافت حيث تعمل على توفير رؤية الأبيض والأسود وهي أكثر عدد وتتركز في اطراف الشبكية.
علاوةً على ذلك، شبكية العين الفقارية عبارة عن نسيج حساس للضوء يبطن الطبقة الداخلية للعين، ولقد توصل علم البصريات إلى تحليل الصور المرئية على الشبكية، حيث تقوم بنفس وظيفة الكاميرا أثناء تصويرالافلام. فعند وصول الضوء للشبكية تبدأ سلسلة من الأحداث الكيميائية والكهربية التي تؤدى إلى وجود النبضات العصبية التي يتم إرسالها إلى مراكز بصرية متنوعة داخل المخ حيث يتم النقل خلال العصب البصري.
علاوةً على ذلك، ويوجد نوع ثالث وهو نوع قليل من مستقبلات الضوء وهو عبارة عن خلايا عقدية (عصبونات الشبكية) حساسة للضوء وهي ذات أهمية للاستجابات الانعكاسية في ضوء النهار الساطع.
ومن ناحية أخرى، في التطور الجينى للفقاريات: تنشا شبكية العين والعصب البصري من امتدادات التنمية المخية فلذلك نجد أن الشبكية تعتبر جزء من الجهاز العصبي المركزي ونجد كذلك أن شبكية العين هي الجزء الوحيد الظاهر والغير غائر من الجهاز العصبي المركزي.
من جانب آخر، نجد كذلك أن شبكية العين عبارة عن بنية معقدة مكونة من عدة طبقات من الخلايا العصبية مرتبطة مع بعضها عن طريق ما يسمى المشابك (بالإنجليزية: synapses) وهي عبارة عن التقاء خليتين مع بعضهما البعض، ونجد كذلك أن الخلايا العصبية الحساسة للضوء فقط تكون خلايا مستقبلة للضوء، حيث تقوم هي باستقبال الضوء وتنقسم إلى نوعين :
وفي هذا السياق، تخضع الإشارة العصبية الصادرة من الخلايا النبوتية والمخروطية لعملية معقدة من خلال خلايا عصبية أخرى في الشبكية ويأخد الخرج شكل إشارات حركية في الخلايا العقدية الموجودة بشبكية العين والتي لها ليفة عصبية تكون العصب البصري. وهناك عدة سمات للإدراك البصري يمكن إرجاعها إلى ترميز الشبكية والعملية الضوئية.
إمدادات الدم
في هذا الإطار، يتم تقسيم شبكية العين إلى طبقات متميزة، كل منها يحتوي على أنواع خلايا معينة أو أجزاء خلوية لها عمليات أيض ذات متطلبات غذائية مختلفة. لتلبية هذه المتطلبات، يتشعب الشريان العيني ويغذي الشبكية عبر شبكتين أوعيتين متميزتين: الشبكة المشيمية، التي تزود الشبكية المشيمية والشبكية الخارجية، وشبكة الشبكية التي تزود الطبقة الداخلية للشبكية.
التشخيص
كذلك، يتوفر عدد من الأدوات المختلفة لتشخيص الأمراض والاضطرابات التي تصيب الشبكية. تنظير العين والتصوير الفوتوغرافي قاع وقد استعملت لفترة طويلة لفحص شبكية العين. في الآونة الأخيرة، تم استخدام البصريات التكيفية لتصوير قضبان ومخاريط فردية في شبكية العين البشرية الحية، وقد صممت شركة مقرها في اسكتلندا تقنية تسمح للأطباء بمراقبة الشبكية الكاملة دون أي إزعاج للمرضى.
وعلى صعيد آخر، في مخطط كهربية تستعمل ل غير جراحية قياس النشاط الكهربائي للشبكية العين، والذي يتأثر بعض الأمراض. تقنية جديدة نسبيًا، أصبحت متاحة الآن على نطاق واسع، هي التصوير المقطعي البصري (OCT). تسمح هذه التقنية غير الغازية للشخص بالحصول على تصوير مقطعي ثلاثي الأبعاد أو عالي الدقة للتركيبات الدقيقة لشبكية العين، بجودة نسيجية. تحليل الأوعية الدموية في شبكية العين هو طريقة غير جراحية لفحص الشرايين والأوردة الصغيرة في شبكية العين مما يسمح باستخلاص استنتاجات حول مورفولوجيا ووظيفة الأوعية الصغيرة في أماكن أخرى من جسم الإنسان. لقد تم تأسيسه كمتنبئ لأمراض القلب والأوعية الدموية ويبدو أنه يمتلك، بحسب دراسة نُشرت في سنة 2019، إمكانات في الكشف المبكر عن مرض الزهايمر.
أصل التسمية
وفي هذا الصدد، يرجع أصل التسمية العربية بحسب حنين بن إسحق إلى شبهها بشبكة الصياد بحسب وصفه في كتابه «المسائل في العين» وكتابه «المقالات العشر».
بناء
طبقات يمكن تخيلها باستخدام التصوير المقطعي البصري
من جانب آخر، باستخدام التصوير المقطعي البصري (OCT)، هناك 18 طبقة يمكن تحديدها في شبكية العين. الطبقات والارتباط التشريحي هي كما يلي:
علاوةً على ذلك، من الأعمق إلى الأبعد، الطبقات التي يمكن التعرف عليها بواسطة OCT هي كما يلي:
في الطيور
كذلك، شبكية عين الطيور خالية من الأوعية الدموية، ربما لإعطاء مرور غير محجوب للضوء لتكوين الصور، وبالتالي إعطاء دقة أفضل. لذلك، من وجهة النظر المدروسة أن شبكية عين الطائر تعتمد في التغذية وإمداد الأكسجين على عضو متخصص، يسمى «بكتين» أو عين البكتين، يقع على النقطة العمياء أو القرص البصري. هذا العضو غني جدًا بالأوعية الدموية ويعتقد أنه يوفر التغذية والأكسجين لشبكية العين عن طريق الانتشار عبر الجسم الزجاجي. البكتين غني جدًا بنشاط الفوسفاتيز القلوي والخلايا المستقطبة في جزء الجسر - كلاهما يتناسب مع دوره الإفرازي. تمتلئ خلايا البكتين بحبيبات الميلانين الداكنة، والتي تم افتراضها للحفاظ على دفء هذا العضو مع امتصاص الضوء الشارد المتساقط على البكتين. يعتبر هذا لتحسين معدل التمثيل الغذائي للبكتين، وبالتالي تصدير المزيد من الجزيئات المغذية لتلبية متطلبات الطاقة الصارمة لشبكية العين خلال فترات طويلة من التعرض للضوء.
التاريخ
وفي السياق ذاته، في عام 2012، أطلق سيباستيان سيونغ ومختبره في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا آي واير، وهي لعبة علمية للمواطنين على الإنترنت حيث يتتبع اللاعبون الخلايا العصبية في شبكية العين. تتمثل أهداف مشروع آي واير في تحديد أنواع خلايا معينة ضمن الفئات العريضة المعروفة لخلايا الشبكية، ورسم خرائط للوصلات بين الخلايا العصبية في شبكية العين، مما سيساعد على تحديد كيفية عمل الرؤية.
وعلى صعيد آخر، حسبت دراسة حديثة أجرتها جامعة بنسلفانيا أن عرض النطاق الترددي التقريبي لشبكية العين البشرية هو 8.75 ميغابت في الثانية، في حين أن معدل نقل شبكية العين لخنزير غينيا هو 875 كيلوبت في الثانية.
ومن ناحية أخرى، في عام 1894، نشر سانتياغو رامون إي كاخال أول توصيف رئيسي للخلايا العصبية في الشبكية في شبكية الفقاريات (بالألمانية: Retina der Wirbelthiere).
إضافةً إلى ذلك، فاز كل من جورج والد وهلدان كيففر هارتلاين وراجنار جرانيت عام 1967 بجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عن أبحاثهم العلمية حول شبكية العين.
وعلى صعيد آخر، أظهر ماكلارين وبيرسون وزملاؤه في جامعة كوليدج لندن ومستشفى مورفيلدز للعيون في لندن، في عام 2006، أن الخلايا المستقبلة للضوء يمكن زرعها بنجاح في شبكية عين الفأر إذا كانت خلايا المتبرع في مرحلة نمو حرجة. أظهر آدر وزملاؤه مؤخرًا في دبلن، باستخدام المجهر الإلكتروني، أن المستقبلات الضوئية المزروعة شكلت روابط متشابكة.
الشبكية المقلوبة مقابل غير المقلوبة
إضافةً إلى ذلك، تمتلك رأسيات الأرجل شبكية غير مقلوبة يمكن مقارنتها في حل القوة لعيون الكثير من الفقاريات. لا تحتوي عيون الحبار على نظير للظهارة الصباغية للشبكية الفقارية (ظهارة الشبكية الصبغية). على الرغم من أن مستقبلاتها الضوئية تحتوي على بروتين، ريتينوكروم، يعيد تدوير شبكية العين ويكرر إحدى وظائف الفقاريات ظهارة الشبكية الصبغية، يمكن للمرء أن يجادل بأن مستقبلات رأسيات الأرجل الضوئية لا يتم الحفاظ عليها كما هو الحال في الفقاريات، ونتيجة لذلك، فإن العمر المفيد للمستقبلات الضوئية في اللافقاريات أقصر بكثير من الفقاريات. نادرا ما يحدث استبدال عيون الساق (بعض الكركند) أو الشبكية (بعض العناكب، مثل دينوبيس).
علاوةً على ذلك، تنقلب الشبكية الفقارية بمعنى أن خلايا استشعار الضوء موجودة في الجزء الخلفي من الشبكية، لذلك يجب أن يمر الضوء عبر طبقات من الخلايا العصبية والشعيرات الدموية قبل أن يصل إلى العصي والمخاريط. تقع الخلايا العقدية، التي تشكل محاورها العصبية العصب البصري، في مقدمة الشبكية. لذلك يجب أن يعبر العصب البصري عبر شبكية العين في طريقه إلى الدماغ. في هذه المنطقة لا توجد مستقبلات ضوئية، مما يؤدي إلى ظهور النقطة العمياء. في المقابل، في شبكية رأسيات الأرجل، تكون المستقبلات الضوئية في المقدمة، مع معالجة الخلايا العصبية والشعيرات الدموية خلفها. وبسبب هذا، فإن رأسيات الأرجل ليس لديها بقعة عمياء.
وفي هذا السياق، المستقبلات الضوئية نوعان: خلية عصوية (أو نبوتية) تساعد على الرؤية الليلية ولا تميز الألوان؛ والنوع الآخر خلايا مخروطية حساسة كذلك للضوء ولكن تميز الألوان. ذلك النوعان من الخلايا يغطي الطبقة الرقيقة الداخلية للعين المسماة شبكية، فيكون في استطاعتها تكوين صورة.
من جهة ثانية، الشبكية هي الطبقة الداخلية للعين، وتتصف بكونها رقيقة لا يتعدى سمكها سمك ورقة كتاب وتحتوي على عشرة طبقات مكونة من الخلايا العصبية والألياف العصبية وخلايا مستقبلة للضوئية ونسيج داعم. تعمل الشبكية على تحويل الأشعة الضوئية إلى نبضات عصبية يتم نقلها عبر العصب البصري إلى مراكز الدماغ العليا ويتم ذلك في المستقبلات الضوئية.
ومن ناحية أخرى، على الرغم من أن الأنسجة العصبية العلوية شفافة جزئيًا، وقد ثبت أن الخلايا الدبقية المصاحبة لها تعمل كقنوات ألياف بصرية لنقل الفوتونات مباشرة إلى المستقبلات الضوئية، يحدث تشتت الضوء. تحتوي بعض الفقاريات، بما في ذلك البشر، على منطقة في شبكية العين المركزية تتكيف مع الرؤية الشديدة. هذه المنطقة، التي تسمى النقرة المركزية، لا تحتوي على الأوعية الدموية (لا تحتوي على أوعية دموية)، وتحتوي على الحد الأدنى من الأنسجة العصبية أمام المستقبلات الضوئية، مما يقلل من تشتت الضوء.
من جانب آخر، لا تنشأ شبكية رأسيات الأرجل نتيجة نمو الدماغ، كما يفعل الفقاريات. يمكن القول أن هذا الاختلاف يظهر أن عيون الفقاريات ورأسي الأرجل ليست متجانسة ولكنها تطورت بشكل منفصل. من منظور تطوري، يمكن أن تنشأ بنية أكثر تعقيدًا مثل شبكية العين المقلوبة عمومًا كنتيجة لعمليتين مختلفتين: (أ) حل وسط مفيد بين القيود الوظيفية المتنافسة، أو (ب) كأثر تاريخي غير قابل للتكيف لـ المسار المعقد لتطور الأعضاء وتحولهم. الرؤية هي تكيف مهم في الفقاريات العليا.
إضافةً إلى ذلك، وجهة نظر ثالثة لعين الفقاريات «المقلوبة» هي أنها تجمع بين فائدتين: الحفاظ على المستقبلات الضوئية المذكورة أعلاه، وتقليل شدة الضوء اللازمة لتجنب تعمية المستقبلات الضوئية، والتي تستند إلى العيون الحساسة للغاية لأسلاف أسماك الهاg الحديثة (سمكة تعيش في مياه عميقة ومظلمة).
كذلك، الرؤية تحت ظروف الإضاءة القوية تسمى (Photopic Vision )، فرؤية العين في ظروف الإضاءة الجيدة (مستوى الإنارة من 10 إلى 108 شمعة / متر مربع). في البشر والكثير من الحيوانات الأخرى، يتم السماح فيها للرؤية الضوئية بإدراك الألوان بطريقة ممتازة، بوساطة الخلايا المخروطية، وتزداد حدة البصر والدقة الزمنية بشكل ملحوظ مقارنة بالرؤية في الضوء الخافت ليلاً. أما والرؤية تحت ظروف الإضاءة الخافتة تسمى ( scotopic vision)، أي رؤية الظلام أو الرؤية الليلية، يأتي المصطلح من كلمة "skotos" اليونانية، والتي تعني «الظلام»، و "-opia"، وتعني «حالة البصر». كما أنه في العين البشرية، الخلايا المخروطية لا تعمل في الضوء المرئي المنخفض. فالعين تعمل باستخدام الخلايا النبوتية (العصوية) بفاعلية عالية تحت ظروف الرؤية في الظلام، بينما تعمل باستخدام الخلايا المخروطية بفاعلية عالية تحت ظروف الرؤية في الضوء أو رؤية النهار.
إضافةً إلى ذلك، الخلايا العصوية (النبوتية) حساسة للضوء ذي الشدة البسيطة (الرؤية الليلية) ولا تميز الألوان؛ بينما الخلايا المخروطية تستجيب للضوء ذي الشدة العالية (الرؤية النهارية) وتميز الألوان. توجد في كلا نوعي الخلايا بروتينات معينة تسمى أوبسينات متنوعة، وتلك الأبسونات هي الحساسة للضوء. رؤية الألوان تحدث اعتمادا على التكامل الوظيفي للخلايا المخروطية، وما بها من أنواع مختلفة من الأبسونات - فمنها ما يستجيب للون الأحمر ومنها ما يستجيب للون الأزرق ومنها نوع يستجيب للون الأزرق - هذا خلال رؤية النهار.
تشريح الشبكية
(9) طبقة مستقبلة للضوء عبارة عن العصي والمخاريط.
وفي هذا الصدد، (8) غشاء خارجي محدود، وهو يفصل بين القطع الداخلية للأجزاء المستقبلة للضوء والخلايا النووية.
(7) طبقة نووية خارجية.
(10) نسيج طلائ صبغي للشبكية.
(2) طبقة نسيج عصبي.
(4) طبقة داخلية ضفيرية الشكل.
علاوةً على ذلك، (3) طبقة الخلايا العقدية (خلايا جانجليونية) حيث تؤدى إلى تكون خلايا العصب البصري.
علاوةً على ذلك، عند دراسة قطاع في الشبكية نجد أن الشبكية في الإنسان وفي الفقريات مكونة من عشر طبقات مميزة هي من الداخل إلى الخارج، وهي:
ومن جهة أخرى، توجد كذلك هياكل إضافية ولكن ليس لها صلة بالرؤية حيث توجد على شكل امتدادات لشبكية العين في بعض المجموعات من الفقاريات، ففي الطيور نجد البكتين (بالإنجليزية: pectin) وهو عبارة عن هيكل وعائي له شكل معقد حيث يبرز من الشبكية ويقوم بإمداد العين بالأكسجين والمواد الغذائية، ومن الممكن أن يساعد في الرؤية وفي الزواحف بالمثل ولكنها أكثر بساطة في البنية. في الإنسان تقوم المشيمية التي تغطي النسيج الطلائي الصبغي للعين بمهمة تغذية الخلايا المستقبلة للضوء.
(1) غشاء داخلي محدود.
(6) طبقة خارجية ضفيرية الشكل.
ومن ناحية أخرى، (5) الطبقة النووية الداخلية تحتوى على خلايا ذات قطبين (نوع من أنواع الخلايا العصبية).
تحديد وتشخيص المرض
ومن ناحية أخرى، من المعروف أن التشعبات والخصائص الفيزيائية الأخرى لشبكة الأوعية الدموية الداخلية في شبكية العين تختلف بين الأفراد، وقد استعملت هذه الفروق الفردية لتحديد القياسات الحيوية والاكتشاف المبكر لظهور المرض. يعد رسم خرائط التشعبات الوعائية إحدى الخطوات الأساسية في تحديد الهوية باستخدام القياسات الحيوية. يمكن تقييم نتائج مثل هذه التحليلات لبنية الأوعية الدموية في شبكية العين مقابل بيانات الحقيقة الأساسية للتشعبات الوعائية لصور قاع الشبكية التي تم الحصول عليها من مجموعة بيانات درايف. فضلًا عن ذلك، تم كذلك تحديد فئات السفن لمجموعة بيانات محرك الأقراص، كما تتوفر طريقة آلية لاستخراج هذه التشعبات بدقة. تظهر التغيرات في الدورة الدموية في شبكية العين مع تقدم العمر والتعرض لتلوث الهواء، وقد تشير إلى أمراض القلب والأوعية الدموية مثل ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين. إن تحديد العرض المكافئ للشرايين والأوردة بالقرب من القرص البصري هو كذلك تقنية مستعملة على نطاق واسع لتحديد مخاطر القلب والأوعية الدموية.
طبقات الشبكية
في هذا الإطار، في البشر البالغين، تكون الشبكية بأكملها نحو 72% من الكرة قرابة 22 قطر مم. تحتوي شبكية العين بأكملها على قرابة 7 ملايين مخروط و 75 إلى 150 مليون قضيب. يقع القرص البصري، وهو جزء من شبكية العين يُطلق عليه أحيانًا «البقعة العمياء» لأنه يفتقر إلى المستقبلات الضوئية، في الحليمة البصرية، حيث تغادر ألياف العصب البصري العين. تظهر كمنطقة بيضاوية بيضاء من 3 مم². الزمانية (في اتجاه الصدغين) لهذا القرص هي البقعة، التي يوجد في مركزها النقرة، وهي حفرة مسؤولة عن رؤيتنا المركزية الحادة ولكنها في الواقع أقل حساسية للضوء بسبب افتقارها للقضبان. تمتلك الرئيسيات البشرية وغير البشرية نقرة واحدة، على عكس أنواع معينة من الطيور، مثل الصقور، الذين هم من بيفوفيت، والكلاب والقطط، الذين ليس لديهم نقرة ولكن لديهم فرقة مركزية تعرف باسم الخط البصري. حول النقرة تمتد الشبكية المركزية لحوالي 6 مم ثم الشبكية الطرفية. يتم تحديد الحافة الأبعد لشبكية العين بواسطة حاشية مشرشرة. المسافة من واحدة إلى أخرى (أو البقعة)، المنطقة الأكثر حساسية على طول خط الزوال الأفقي نحو 32 مم.
وفي هذا الصدد، طبقة الضفيرة الداخلية - تحتوي على المشابك بين محاور الخلية ثنائية القطب والتشعبات في الخلايا العقدية وخلايا أماكرين.
وفي هذا السياق، تم العثور على هياكل إضافية، غير مرتبطة مباشرة بالرؤية، كنمو شبكية العين في بعض مجموعات الفقاريات. في الطيور، البكتين عبارة عن بنية وعائية ذات شكل معقد تنطلق من شبكية العين إلى الخلط الزجاجي؛ يزود العين بالأكسجين والمواد المغذية، وقد يساعد كذلك في الرؤية. الزواحف لها هيكل مماثل، ولكن أبسط بكثير.
من جانب آخر، تحتوي شبكية العين المركزية في الغالب على مخاريط، بينما تحتوي شبكية العين المحيطية في الغالب على قضبان. في المجموع، هناك نحو سبعة ملايين مخروط ومائة مليون قضيب. في وسط البقعة توجد الحفرة النقرة حيث تكون المخاريط ضيقة وطويلة، ومرتبة في فسيفساء سداسية، وهي الأكثر كثافة، على عكس المخاريط الأكثر بدانة الموجودة في محيط شبكية العين. في حفرة النقرة يتم إزاحة طبقات الشبكية الأخرى، قبل أن تتراكم على طول منحدر النقرة حتى يتم الوصول إلى حافة النقرة، أو بارافوفيا، وهو الجزء الأكثر سمكًا في شبكية العين. البقعة لديها تصبغ أصفر، من أصباغ الفرز، وتعرف باسم البقعة الصفراء. المنطقة المحيطة مباشرة بالنقرة تحتوي على أعلى كثافة للقضبان المتقاربة على خلايا ثنائية القطب. نظرًا لأن مخاريطها لديها تقارب أقل بكثير للإشارات، فإن النقرة تسمح بالرؤية الأكثر حدة التي يمكن للعين تحقيقها.
وفي السياق ذاته، الجزء الداخلي / طبقة الجزء الخارجي - الأجزاء الداخلية والأجزاء الخارجية للقضبان والمخاريط. تحتوي الأجزاء الخارجية على جهاز استشعار ضوئي عالي التخصص.
إضافةً إلى ذلك، العصب البصري هو الجهاز المركزي للعديد من محاور الخلايا العقدية التي تتصل بشكل أساسي بالجسم الركبي الجانبي، وهي محطة ترحيل بصرية في الدماغ البيني (الجزء الخلفي من الدماغ الأمامي). كما أنها تتجه إلى الأكيمة العلوية والنواة فوق التصالبية ونواة السبيل البصري. يمر عبر الطبقات الأخرى، مكونًا القرص البصري في الرئيسيات.
من جانب آخر، يمكن تجميع هذه الطبقات في 4 مراحل معالجة رئيسية: استقبال ضوئي؛ انتقال إلى الخلايا ثنائية القطب. الانتقال إلى الخلايا العقدية، والتي تحتوي كذلك على مستقبلات ضوئية، الخلايا العقدية الحساسة للضوء؛ والانتقال على طول العصب البصري. في كل مرحلة من مراحل التشابك توجد كذلك تربط الخلايا الأفقية والأماكرين بشكل جانبي.
وفي هذا السياق، ظهارة الشبكية الصبغية - طبقة واحدة من الخلايا الظهارية المكعبة (مع سحب غير مبين في الرسم التخطيطي). هذه الطبقة هي الأقرب إلى المشيمية، وتوفر التغذية والوظائف الداعمة للشبكية العصبية، ويمنع صبغة الميلانين السوداء في طبقة الصبغ انعكاس الضوء في جميع أنحاء كرة مقلة العين؛ هذا مهم للغاية لرؤية واضحة.
من جانب آخر، الغشاء المحدد الداخلي - الغشاء القاعدي الذي طورته خلايا مولر.
ومن ناحية أخرى، على الرغم من أن العصي والمخاريط عبارة عن فسيفساء من نوع ما، إلا أن الانتقال من المستقبلات إلى ثنائية الأضلاع إلى الخلايا العقدية ليس مباشرًا. نظرًا لوجود نحو 150 مليون مستقبل ومليون فقط من ألياف العصب البصري، يجب أن يكون هناك تقارب وبالتالي خلط الإشارات. علاوة على ذلك، يمكن للعمل الأفقي للخلايا الأفقية والأماكرين أن يسمح لمنطقة من الشبكية بالتحكم في منطقة أخرى (مثلًا، منبه يمنع الآخر). هذا التثبيط هو المفتاح لتقليل مجموع الرسائل المرسلة إلى المناطق العليا من الدماغ. في بعض الفقاريات السفلية (مثل الحمام)، هناك تحكم «بالطرد المركزي» للرسائل - أي، يمكن لطبقة واحدة أن تتحكم في طبقة أخرى، أو يمكن لمناطق أعلى من الدماغ أن تقود الخلايا العصبية الشبكية، لكن هذا لا يحدث في الرئيسيات.
إضافةً إلى ذلك، طبقة الخلايا العقدية - تحتوي على نوى الخلايا العقدية، والتي تصبح المحاور العصبية منها ألياف العصب البصري، وبعض خلايا أماكرين النازحة.
علاوةً على ذلك، طبقة الألياف العصبية - محاور لأجسام الخلايا العقدية (لاحظ وجود طبقة رقيقة من ألواح قدم خلية مولر بين هذه الطبقة والغشاء المحدد الداخلي).
وعلى صعيد آخر، في القسم، شبكية العين لا تزيد عن 0.5 سمك مم. يحتوي على ثلاث طبقات من الخلايا العصبية واثنان من نقاط الاشتباك العصبي، بما في ذلك المشبك الشريطي الفريد. يحمل العصب البصري محاور الخلايا العقدية إلى الدماغ والأوعية الدموية التي تغذي شبكية العين. تقع الخلايا العقدية في أعمق مكان في العين بينما تقع الخلايا المستقبلة للضوء خلفها. بسبب هذا الترتيب غير البديهي، يجب أن يمر الضوء أولاً عبر الخلايا العقدية وحولها ومن خلال سمك الشبكية (بما في ذلك الأوعية الشعرية غير الظاهرة) قبل الوصول إلى العصي والمخاريط. يمتص الضوء بواسطة ظهارة الشبكية الصباغية أو المشيمية (وكلاهما معتم).
الطبقة النووية الخارجية - أجسام الخلايا من قضبان وأقماع.
من جانب آخر، يمكن اعتبار خلايا الدم البيضاء في الشعيرات الدموية أمام المستقبلات الضوئية كنقاط صغيرة متحركة لامعة عند النظر إلى الضوء الأزرق. يُعرف هذا بظاهرة المجال الأزرق الحسية (أو ظاهرة شيرر).
وفي هذا السياق، طبقة الضفيرة الخارجية - نتوءات من قضبان وأقماع تنتهي في كروي قضيب وعنق مخروطي، على التوالي. هذه تجعل التشابكات العصبية مع تشعبات الخلايا ثنائية القطب والخلايا الأفقية. في المنطقة البقعية، يُعرف هذا باسم الطبقة الليفية لهينلي.
من جهة ثانية، الطبقة النووية الداخلية - تحتوي على النوى وأجسام الخلايا المحيطة (بريكاريا) لخلايا أماكرين والخلايا ثنائية القطب والخلايا الأفقية.
وفي هذا الصدد، بين طبقة الخلايا العقدية والقضبان والمخاريط توجد طبقتان من الخلايا العصبية حيث يتم إجراء اتصالات متشابكة. الطبقات العصبية هي طبقة الضفيرة الخارجية وطبقة الضفيرة الداخلية. في الطبقة الخارجية للخلايا العصبية، تتصل العصي والمخاريط بالخلايا ثنائية القطب التي تعمل عموديًا، وتتصل الخلايا الأفقية ذات الاتجاه الأفقي بالخلايا العقدية.
ومن ناحية أخرى، تحتوي شبكية الفقاريات على عشر طبقات متميزة. من الأقرب إلى الأبعد عن الجسم الزجاجي:
في هذا الإطار، غشاء محدد خارجي - طبقة تفصل بين أجزاء الجزء الداخلي من المستقبلات الضوئية من نواة الخلية.
الترميز المكاني
في هذا الإطار، هذه البنى المركزية المحيطة ليست ظاهرة ماديًا، بمعنى أنه لا يمكن للمرء رؤيتها عن طريق تلطيخ عينات من الأنسجة وفحص تشريح الشبكية. تعتبر الهياكل المركزية - المحيطية منطقية (أي مجردة رياضياً) بمعنى أنها تعتمد على قوة الاتصال بين الخلايا ثنائية القطب والخلايا العقدية. يُعتقد أن قوة الاتصال بين الخلايا ناتجة عن عدد وأنواع القنوات الأيونية المضمنة في المشابك بين الخلايا ثنائية القطب والخلايا العقدية.
وفي هذا الصدد، عندما ترسل شبكية العين نبضات عصبية تمثل صورة للدماغ، فإنها تقوم بترميز (ضغط) تلك النبضات مكانيًا لتناسب القدرة المحدودة للعصب البصري. يعد الضغط ضروريًا نظرًا لوجود خلايا مستقبلة للضوء أكثر بمئة مرة من الخلايا العقدية. يتم ذلك من خلال «علاقة الديكور»، والتي يتم تنفيذها بواسطة «الهياكل المركزية - المحيطية»، والتي يتم تنفيذها بواسطة الخلايا ثنائية القطب والخلايا العقدية.
ومن جهة أخرى، المثال أعلاه يسمى «متوازن». المصطلح «متوازن» يعني أن مجموع الأوزان السالبة يساوي مجموع الأوزان الموجبة بحيث تلغي تمامًا. تكاد تكون خلايا العقد الشبكية غير متوازنة تمامًا.
فيما يلي مثال لإدخال صورة وكيف سيعدلها اكتشاف الحافة.
وفي هذا الصدد، المصفوفة أعلاه ليست سوى تقريب لما يحدث بالفعل داخل شبكية العين. الاختلافات هي:
وفي هذا الصدد، هناك نوعان من الهياكل المركزية - المحيطية في شبكية العين - في المركز وخارج المركز. في المراكز لها مركز مرجح إيجابياً ومحيط مرجح سلبيًا. خارج المراكز عكس ذلك تمامًا. يُعرف الترجيح الإيجابي بشكل أكثر شيوعًا باسم الترجيح المثير، والوزن السلبي مثبط.
من جهة ثانية، الجدول مربع بينما الهياكل المركزية - المحيطية في الشبكية دائرية.
وعلى صعيد آخر، تعمل الخلايا العصبية على قطارات سبايك تتحرك أسفل محاور الخلايا العصبية. تعمل أجهزة الكمبيوتر على رقم فاصلة عائمة واحد وهو ثابت بشكل أساسي من كل بكسل إدخال. (بكسل الكمبيوتر هو في الأساس مكافئ لمستقبلات ضوئية بيولوجية.)
وفي السياق ذاته، مثلًا، المصفوفة التالية في قلب خوارزمية الكمبيوتر التي تنفذ اكتشاف الحواف. هذه المصفوفة هي الكمبيوتر المكافئ لبنية المركز المحيطي. في هذا المثال، سيتم توصيل كل مربع (عنصر) داخل هذه المصفوفة بمستقبل ضوئي واحد. المستقبل الضوئي في المركز هو المستقبل الحالي الذي تتم معالجته. يُضرب المستقبِل الضوئي المركزي في عامل الوزن +1. المستقبلات الضوئية المحيطة هي «أقرب الجيران» إلى المركز ويتم ضربها في القيمة −1/8. يتم حساب مجموع هذه العناصر التسعة أخيرًا. يتكرر هذا الجمع لكل مستقبل ضوئي في الصورة عن طريق الانتقال من اليسار إلى نهاية الصف ثم إلى السطر التالي.
من جانب آخر، المجموع الكلي لهذه المصفوفة هو صفر، إذا كانت جميع المدخلات من المستقبلات الضوئية التسعة من نفس القيمة. تشير النتيجة الصفرية إلى أن الصورة كانت موحدة (غير متغيرة) داخل هذا التصحيح الصغير. تعني المبالغ السلبية أو الإيجابية أن الصورة كانت متغيرة (متغيرة) داخل هذه الرقعة الصغيرة المكونة من تسعة مستقبلات ضوئية.
في هذا الإطار، تقوم شبكية العين بإجراء كل هذه الحسابات بالتوازي بينما يعمل الكمبيوتر على كل بكسل واحدًا في كل مرة. لا تقوم شبكية العين بإجراء عمليات جمع متكررة وتتحول كما يفعل الكمبيوتر.
وفي السياق ذاته، تدفق إشارة مبسط: مستقبلات ضوئية ← ثنائي القطب ← عقدة ← شياسم ← LGN ← قشرة V1
علاوةً على ذلك، الهياكل المركزية - المحيطية مكافئة رياضيًا لخوارزميات اكتشاف الحواف التي يستعملها مبرمجو الكمبيوتر لاستخراج أو تحسين الحواف في صورة فوتوغرافية رقمية. وبالتالي، تقوم شبكية العين بإجراء عمليات على النبضات التي تمثل الصورة لتحسين حواف الكائنات داخل مجالها البصري. مثلًا، في صورة كلب وقطة وسيارة، فإن حواف هذه الكائنات هي التي تحتوي على أغلب المعلومات. من أجل وظائف أعلى في الدماغ (أو في جهاز كمبيوتر لهذا الأمر) لاستخراج وتصنيف أشياء مثل الكلب والقط، فإن شبكية العين هي الخطوة الأولى لفصل الأشياء المختلفة داخل المشهد.
من جانب آخر، بمجرد أن يتم تشفير الصورة مكانيًا بواسطة الهياكل المركزية المحيطة، يتم إرسال الإشارة على طول العصب البصري (عبر محاور الخلايا العقدية) عبر التصالب البصري إلى LGN (النواة الركبية الجانبية). الوظيفة الدقيقة لـ LGN غير معروفة في هذا الوقت. ثم يتم إرسال خرج LGN إلى الجزء الخلفي من الدماغ. على وجه التحديد، «يشع» خرج LGN إلى القشرة البصرية الأولية V1.
ومن ناحية أخرى، أخيرًا، تلعب الخلايا الأفقية والأماكرين دورًا مهمًا في هذه العملية، لكن هذا غير موضح هنا.
الرؤية
- معرض صور
- انظر كذلك
- تطور العين
- انسداد الوريد الشبكي المركزي
- رودوبسين
- اعتلال الشبكية بالخلايا المنجلية
- المراجع
ومن ناحية أخرى، يسقط الضوء القادم من عدسة العين على الطبقة 1 ويستمر في طريقه خلال الخلايا وكلها شفافة حتى يصل على الطبقة 9 حيث الخلايا النبوتية والخلايا المخروطية. فإذا كانت الإنارة كافية (في النهار مثلا) تقوم الخلايا المخروطية بعمل صورة واضحة ملونة، وترسل إشاراتها في هيئة أشارات كهروكيميائية إلى الطبقات 8، 7، 6، 5... حتى الطبقة 3 حيث تجمع العصبونات الجانجليونية الإشارات إلى عصب العين الذي ينقلها بدوره إلى الدماغ. تقوم الدماغ بتحليل الإشارات وترتبها بحيث نري الصورة.
وعلى صعيد آخر، يمكن تبسيط العمليات الخاصة بالرؤية في 4 مراحل: استقبال الضوء، انتقال الإشارات عبر الخلايا الثنائية، انتقال الإشارات عبر الخلايا الجانجليونية خلايا العقدة وهي تحوي كذلك مستقبلات للضوء، ثم انتقال الإشارات إلى المخ عن طريق عصب العين.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟