Göz ve görme

Açılış sahnesi

Selin bir tepenin üstünde, arkadaşlarıyla gün batımını izliyor. Gökyüzü turuncudan mora dönüyor, arkadaşlarının yüzleri batan güneşin son ışığında yumuşak bir gölgede. Telefonunu çıkarıp bu anı çekmek istiyor.

Fotoğrafa baktığında hayal kırıklığına uğruyor. Ya gökyüzü güzel çıkmış ve arkadaşlarının yüzleri simsiyah birer leke olmuş, ya da yüzler görünüyor ve gökyüzü bembeyaz bir boşluğa dönmüş. Ekranı ne kadar ayarlarsa ayarlasın, gözünün aynı anda gördüğü iki şeyi telefonu aynı karede yakalayamıyor.

Selin bir an telefondan başını kaldırıp yeniden manzaraya bakıyor. Hem parlak gökyüzünü hem gölgedeki yüzleri görüyor. Gözü, telefonun kamerasından daha mı iyi bir kamera? Yoksa gözü bir kamera değil mi?

Bu ders, ışığın gözün içinde nasıl bir sinir sinyaline dönüştüğünü ve bu dönüşümün, Selin'in fotoğrafının yakalayamadığı şeyi nasıl mümkün kıldığını anlatıyor.

Bu derste ne olacak

Önceki iki ders duyuları dışarıdan, bir uyaran ile verilen cevap arasındaki ilişki olarak inceledi. Bu ders ilk kez bir duyu organının içine giriyor.

Terapi tarafında S01-P02-D01 duyum ile algıyı ayırmış, retinada bir kör nokta bulunduğunu ve algının eksik veriyi tamamlayan bir tahmin süreci olduğunu genel çizgileriyle anlatmıştı. Burada o genel çizgilerin altındaki yapıya iniyoruz: ışık gözün hangi katmanlarından geçiyor, hangi hücrelerde sinyale dönüşüyor ve gözün kendisi, beyne ulaşmadan önce bu sinyali nasıl işliyor?

Önce gözün ışığı nasıl topladığına ve retinadaki iki tür ışık algılayıcıya bakacağız. Sonra bu yapının günlük hayattaki sonuçlarına geçeceğiz: kör nokta, karanlığa uyum ve alacakaranlıkta renklerin değişmesi. Son bölümde, gözün sinyali daha beyne göndermeden nasıl düzenlediğini ve bunun bize neyi görünür kıldığını konuşacağız.

Sıfır noktası

Işık göze önce saydam ön yüzeyden, korneadan girer; sonra gözbebeğinden geçer ve merceğe ulaşır. Kornea ile mercek birlikte ışığı kırarak gözün arka duvarına odaklar. Gözbebeği, karanlıkta genişleyip aydınlıkta daralarak içeri giren ışığın miktarını ayarlar; mercek ise yakına bakarken kalınlaşıp uzağa bakarken incelerek odağı değiştirir.

Bir insan gözünde, kaynaklar arasında farklılık gösteren tahminlere göre, yüz milyonun üzerinde çubuk ve birkaç milyon koni bulunur. İki tür hücre retinaya eşit dağılmamıştır.

Mekanizma

Retinanın tersine kurulumu

Retinanın yapısında şaşırtıcı bir ayrıntı var: ışığa duyarlı hücreler retinanın en arkasında, ışığa sırtlarını dönmüş biçimde durur. Işık onlara ulaşmadan önce, onlardan gelen sinyali taşıyan sinir hücresi katmanlarından ve retinayı besleyen damarlardan geçmek zorundadır. Bu sinir hücrelerinin uzantıları retinanın ön yüzeyi boyunca toplanır ve bir noktada bir demet hâlinde retinayı delip gözün arkasından çıkarak görme sinirini oluşturur.

Tek bir fotona yakın

Çubukların loş ışıktaki duyarlılığı olağanüstüdür. Bir çubuk, ışığın en küçük birimi olan tek bir fotonu soğurduğunda bile ölçülebilir bir elektrik değişimi üretebilir.

Bu olağanüstü duyarlılığın bir bedeli var. Retinanın kenar bölgelerinde çok sayıda çubuk, sinyallerini tek bir sinir hücresine topluyor. Pek çok zayıf sinyalin birleşmesi loş ışıkta görmeyi mümkün kılıyor; ama hangi çubuğun uyarıldığı bilgisi kayboluyor ve ayrıntı bulanıklaşıyor. Merkezî çukurda ise neredeyse her koni kendi hattına sahip; ayrıntı korunuyor ama loş ışıkta bu hat yeterince sinyal toplayamıyor. Loş ışıkta keskin ayrıntı ile parlak ışıkta yüksek duyarlılık arasında bir takas var.

Karanlığa uyum

Usta katmanı

Retina daha beyne gitmeden işler

Retinanın çıkış hücreleri, tek bir noktaya düşen ışığa değil, retinanın küçük bir bölgesindeki ışık düzenine tepki verir.

Gözün gelişimi ve çevre

Kanıtın sınırı

Gözün optiği ve retinanın temel işleyişi, algı psikolojisinin en iyi anlaşılmış alanlarından biri. Çubuk ve konilerin işbölümü, karanlığa uyumun iki aşamalı seyri, tek fotona tepki veren hücreler ve yanal ketleme, hem algı deneyleriyle hem hücre kayıtlarıyla birbirini doğrulayan bulgular.

Açık olan sorular daha çok retinanın beyinle birlikte nasıl çalıştığıyla ilgili. Kör noktanın ve göz hastalıklarındaki boşlukların nasıl doldurulduğu, göz sıçramaları sırasında sinyalin nasıl bastırıldığı ve kenarlarda görülen şeritlerin ne kadarının retinada üretildiği, retinadan çok beynin işleyişine bağlı ve tam olarak anlaşılmış değil.

Retinadaki hücre sayıları ve oranlar gibi sayılar kaynaktan kaynağa değişiyor ve kişiden kişiye de farklılık gösteriyor; bu yüzden ders bu sayıları yaklaşık değerler olarak veriyor. Miyopi gibi gözün gelişimini çevreyle ilişkilendiren bulgular ise görece yeni; etkiler gerçek ama büyüklükleri ve mekanizmaları üzerine araştırma sürüyor.

Bu ders tıbbi bir tanı ya da öneri içermiyor. Görmede bir değişiklik fark eden biri, kendi kendine yorumlamak yerine bir göz hekimine başvurmalı; bazı göz hastalıkları erken fark edildiğinde çok daha iyi tedavi edilebiliyor.

Selin'in gün batımı, okuma, göz damlası, ilk gözlük, duvar şeritleri, ayna, bahçedeki güller ve kırklardan sonra uzaklaşan telefon sahneleri günlük deneyimden kurulmuş anlatımlar; foton ve karanlığa uyum deneyleri, yengeç gözündeki kayıtlar, sabitlenmiş görüntü deneyleri ve okul çalışması ise yayımlanmış araştırmalardan.

Kendin dene

Aklında kalsın

Kornea ve mercek ışığı retinaya odaklar; ama göz bir kamera değildir. Retina görüntüyü kaydetmez, daha beyne göndermeden işler.

Retinada iki tür ışık algılayıcı vardır: loş ışığa son derece duyarlı ama renk ve ayrıntı göremeyen çok sayıdaki çubuk ve parlak ışıkta renk ve keskin ayrıntı sağlayan, merkezî çukurda yoğunlaşan koniler.

Görme sinirinin retinadan çıktığı yerde ışığa duyarlı hücre yoktur ve bu kör nokta, beyin boşluğu çevresindeki bilgiyle doldurduğu için fark edilmez; aynı doldurma, bazı göz hastalıklarının yıllarca fark edilmemesine de yol açabilir.

Karanlığa uyum iki aşamalıdır: koniler birkaç dakikada, çubuklar yarım saate kadar uzayan bir sürede duyarlılıklarını artırır. Alacakaranlıkta kırmızının kararması ve gece kırmızı ışığın kullanılması bu işbölümünün sonuçlarıdır.

Retina, yanal ketleme ve merkez ile halkadan oluşan alıcı alanlar sayesinde düz yüzeyleri bastırıp kenarları ve değişimleri güçlendirir; hiç değişmeyen bir görüntü kaybolur, gözün sürekli küçük hareketleri görmeyi sürdürür.

Sonraki derse köprü

Bu derste konilerin renk gördüğünü, çubukların ise görmediğini söyledik. Ama tek bir koni de aslında rengi göremez: yalnızca ne kadar ışık soğurduğunu bildirebilir. Kırmızı bir ışık ile ondan biraz daha parlak yeşil bir ışık, tek bir koni için tamamen aynı sinyali üretebilir.

Renk, retinada ışığa farklı dalga boylarında en duyarlı olan birden fazla koni türünün sinyallerinin karşılaştırılmasıyla ortaya çıkıyor. Bu karşılaştırmanın nasıl yapıldığına dair on dokuzuncu yüzyılda iki rakip açıklama önerildi ve uzun süre biri doğruysa öbürünün yanlış olması gerektiği düşünüldü. Bir renge uzun süre baktıktan sonra beyaz bir duvarda beliren hayalet renkler ve bazı insanların hayatı boyunca karıştırdığı renk çiftleri, bu iki açıklamanın aslında farklı aşamaları anlattığını gösteren ipuçları oldu. Sonraki ders bu karşılaştırmayı açıyor: renk görmesi.