Ljus- och Mörkerseende

Ljus- och Mörkerseende Camilla Johansson Nathalie Nordgren Gamze Eken Nova Ogmaia Frida Heijel Hanna Samuelsson Maria Bengtsson

Innehållsförteckning 5. Inledning s 3 5.1 Anatomi s 4 5.2 Fysiologi s 4-5 5.3 Hur mäter man ert ämnesområde s 6-7 5.4 Vad anses normalt eller avvikande s 7 5.5 Symptom vid avvikelse s 8 5.6 Var i hjärnan tolkas perceptet s 8 5.7 Kan defekter uppstå på enbart ett öga s 9 5.8 Källförteckning s 10 2

5. Inledning Alla människor är i behov av ett väl fungerande ljus- och mörkerseende för att kunna se bra under hela dygnet med dess olika ljusförhållanden. För att detta skall fungera är vi beroende av våra två fotoreceptorer stavar och tappar som omvandlar ljusenergi (fotoner) till elektrisk energi (aktionspotential). Signalerna vandrar sedan vidare och tolkas i syncortex. För att se bra på dagen använder vi oss av det fotopiska seendet medan vi kvällstid och vid låg belysning istället använder det skotopiska seendet. 3

5.1 Anatomi Hur kommer det sig att vi kan se både på dagen, kvällen och natten? Jo det beror på ett unikt samarbete mellan våra fotoreceptorer på näthinnan och dess olika funktioner. För att vi ska kunna upptäcka föremål i både ljus och mörker måste vi ha ett adaptionsområde på 10 log enheter. Ungefär 1 log enhet utgörs av förändringen av pupillstorlekens area. De resterande 9 log enheterna utgörs av våra två retinala fotoreceptorer nämligen stavar och tappar. (Visual Perception s 23) Fler viktiga strukturer vid ljus- och mörkerseende är de andra cellerna i retina som för vidare signalen som registrerats utav fotoreceptorerna. För att vi skall kunna tolka och förstå informationen förs den sedan via synnerven in i hjärnan: Retina Ganglieceller Synnerven Synnervskorsningen dlgn V1 Extra Striate Visual Cortex Högre kortikala områden Vad gäller informationen som skickas vidare från extra striate visual cortex så skickar den vidare informationen till olika platser i de högre kortikala områdena beroende på vilket typ av information som skall tolkas. 5.2 Hur fungerar fysiologin bakom ljus/mörkerseende? I näthinnan finns det pigment inbäddade i fotoreceptorernas membran som reagerar på ljus. Receptorn hyperpolariseras dvs. ljusenergi omvandlas till elektrisk impuls (aktionspotential). AP går mot det inre plexiforma lagret via bipoläraceller som därefter leds genom ganglieceller och vidare in till cortex där hjärnan uppfattar ljus och mörker. Stav och tapp fysiologi Stavarna är mycket ljuskänsliga och används vid mörkerseende, däremot färgseende (dagseende) involverar tapparna som sitter tätast i foveola som är det centrala området i macula lutea. I macula lutea finns inga stavar. Retina registerar en signal som sedan skickas vidare till bipolära celler, som för vidare informationen till horisontella-, amacrine- och ganglieceller. Amacrineceller svarar med en omfattande synaptisk feedback, och bipolära cellerna transmitterar dessa kompletterande signaler vidare till ganglieceller. Varje gangliecell har ett enda axon, som löper parallellt med näthinnans inre yta. Alla gangliecellers axoner samlas i papillen, där de lämnar ögat som synnerven. (Visual Perception, Schwartz s7) 4

(http://www.stanley.bme.gatech.edu/research/visualpath.jpg) Skotopiskt och fotopiskt seende Eftersom retina består av två typer av fotoreceptorer som är känsliga för olika stimuli kan vi se i både ljus och i mörker. I mörker används i princip bara stavarna, det skotopiska seendet. Dessa är mer känsliga för stimuli än vad tapparna är. Eftersom vi har fler stavar än tappar finns det väldigt många rhodopsinmolekyler som kan fånga upp ljus vilket gör det möjligt att kunna se i mörker. Det är dessutom många stavar kopplade till samma gangliecell vilket gör att de receptiva fälten är stora. Stavarna kan inte urskilja färger så här finns inget färgseende och synskärpan är ganska dålig. (Visual Perception, Schwartz s 24-27) I ljus belysning används i princip bara tapparna, det fotopiska seendet. Tapparna i fovea är tätt packade och har mindre receptiva fält än stavarna, det är färre tappar kopplade till varje gangliecell. Tapparna kan urskilja färger så här finns färgseende och synskärpan är god. Tapparna fungerar dåligt i mörker. Det skotopiska och fotopiska seendet kan användas samtidigt därför ser vi både på dagen, kvällen och natten. Mörkeradaptation När man har varit ute i solen och sedan går in i ett mörkt rum så tar det ett tag innan man kan se i mörkret, detta fenomen kallas mörkeradaptation. (Visual Perception, Schwarts s 27-28, 35) Under skotopiska förhållanden är det stavarna som reagerar. När ljus träffar fotoreceptorerna leder det till att stavarna bleks och de kan då inte ta upp mer ljus. Det tar ett tag innan man 5

kan se igen då stavarnas halveringstid är 5 minuter. Regenerationen av fotopigment under mörkeradaptation ökar möjligheten av absorption och därmed ökas också känsligheten. Ljusadaptation Det är en snabb process som endast tar någon minut, och innebär anpassning till seende vid starkt ljus. Den rikliga mängden ljusenergi som kommer in i ögat gör att de ljuskänsliga stavarna snabbt förbrukar sitt synpigment. Vid stark belysning fungerar därför endast tapparna vilket ger ett bra färg- och detaljseende. (Visual Perception, Schwartz s 30-32, 42) 5.3 Mätning och undersökning av mörkerseende Genom att undersöka mörkerseendet kan ögonläkaren se om man lider av vissa ärftliga näthinnesjukdomar, vilket kan ge försämrat mörkerseende innan det har blivit några synliga förändringar på näthinnan. För att undersöka en patients mörkerseende lämnas denne i ett mörkt rum i två minuter, därefter bländas patienten av ett starkt ljus i 5 minuter. Sedan får patienten titta på ett randigt mönster som visas om och om igen med allt svagare ljusstyrka. Under tiden får ögonläkaren en kurva som läses av vid undersökningens slut. Kurvan visar fotoreceptorernas funktion och förmåga att se i mörker. Testet tar 30-45 minuter. (http://vard.vgregion.se/sv/undersokningar ) Ett annat, mer grundligt test av mörkerseendet är då patienten får sitta i ett mörkt rum i 45 minuter för att sedan stå framför en svart skärm där ett mycket svagt ljus projiceras. Man ökar stimulit tills patienten ser det. Testet görs för olika våglängder tills man fått en graf att läsa av. (Visual perception, p 29) Mörkeradaptationstest: För att få en kurva att läsa av utsätts patienten för starkt ljus för att bleka fotopigmenten. Sedan släcker man ljuset. Det är viktigt att rummet är helt mörkt under hela testet. Ljusstimuli med en konstant våglängd på 420 nm visas mot en svart bakgrund. Tid och styrka på stimulit antecknas för att sedan föras in i en graf. Stimulit har en diameter på 10 grader för att få med både tappar och stavar. Testet pågår i ca 35 minuter. Efter 35 minuter i mörkret är patienten 100 000 ggr mer ljuskänslig. Alltså förbättras resultatet under testets gång, allt eftersom fotopigmentet återbildats (Visual Perceptin, Schwartz s 36-37) Om man vill göra ett snabbt och enkelt mörkeradaptionstest, kan man göra på följande sätt: 1.Ta bästa avståndssynskärpa. 2.Täck över vänster öga med en mörk cover-spade och låt höger öga vänja sig vid rumsbelysningen i ca 1 min. 3.Placera en penlight 2,5 cm framför patientens högra öga och be patienten titta rakt in i ljuset i 10 sekunder. 4.Ta bort ljuskälla och be patienten läsa optotypraden ovanför hans/hennes bästa. 5.Ta tiden från det att ljuskällan tas bort till dess att patienten kan läsa minst halva raden. 6.Gör sedan samma sak för vänster öga och jämför resultatet. (Low vision, Dickinson. S 44-45) Ljusadaptationstest: Detta görs med hjälp av olika tröskelvärden som man får under testets gång. Patienten får titta på en bakgrund som är upplyst med en viss ljusstyrka. På bakgrunden visas ett ljusstimuli, när patienten ser detta läser man av tröskelvärdet. Ljusintensiteten på bakgrunden ökas och nya, högre tröskelvärden fås. Mätningen görs flera gånger med allt från en mörk bakgrund till en mycket ljus bakgrund. När man sätter in tröskelvärdena i en graf har man fått en ljusadaptionskurva där tröskelvärdet är en funktion av ljusintensiteten på bakgrunden. (Visual perception p.42) 6

5.4 Vad anses som normalt eller avvikande från normalt vad gäller ljus/mörkerseende? I normala fall anpassar sig ögonen till mörker inom ca 5 minuter. Efter ca 35min har man uppnått totalt mörkerseende. Ögonen anpassar sig betydligt snabbare vid ljusadaption, normalt så hinner man inte ens märka av det. När man anpassat sig till ljusadaptionen så har man bra färgseende och detaljseende. Vid anamnesen kan man få reda på vad patienten upplever för problem, t.ex. om de har svårt att se vid mörker även efter lång vistelse i mörker. Detta kan man undersöka mha ett mörkeradaptionstest. Patienten kan också ha sjukdomar eller defekter så att ljus- och mörkeradaptionen påverkas, exempelvis Retinitis Pigmentosa (RP), medfödd stationär nattblindhet eller andra stav/tapp-dystrofier. (Visual perception av Steven H. Schwartz s 23-58) Detta diagram visar skillnaden mellan en person med normal mörkeradaption och en med medfödd stationär nattblindhet. (Visual perception, Schwartz s 57) Hos patienter med RP drabbas oftast stavarna före tapparna, vilket tidigt i sjukdomen leder till typiska symptom som nattblindhet och långsam återhämtning efter att man utsatts för starkt ljus. RP kan vara svårt att se genom att oftalmoskopera, men vad som då däremot är typiskt är att patienten efter undersökningen har svårt att återhämta sig från bländningen av ljuset. (http://www.blindness.org/index.php?option=com_content&view=article&id=50&itemid=67#rp) Det finns även teorier om att vitamin A brist skulle kunna leda till nattblindhet. Vitamin A är viktig för synen men det är också vitamin B. Ett överintag av dessa vitaminer är giftigt för kroppen, oftast är det inte vitaminbrist som leder till dålig syn utan andra faktorer. (http://library.thinkquest.org/28030/physio/perceive.htm) 5.5 Symtom då ljus- och mörkerseendet inte fungerar normalt. Vissa personer har problem att se i mörker (hemeralopi). Deras ögon anpassar sig inte till den förändrade ljusnivån. Detta kan bero på en del olika saker. Problemet kan vara medfött, men kan även orsakas av att personen i fråga har drabbats av stav- eller tappdystrofier. Om en person har defekter på tapparna så kan det leda till nedsatt ljusadaption, nedsatt synskärpa, svårt att se klara färger och att kontrastseendet blir sämre. Detta beror på att det fotoptiska seendet har blivit försämrat. Om det istället är så att det är stavarna som har en defekt, så kan det leda till att en person är väldigt ljuskänslig, med en tendens att lätt bli bländad. Personen i fråga har ofta problem med att anpassa sig när ljusnivån skiftar från ljust till mörkt (Visual Perception, Schwartz s 35-44) 7

5.6 Var i hjärnan tolkas perceptet från ljus och mörkerseende Efter att ljuset har träffat våra två fotoreceptorer, fortplantar sig en elektrisk signal till de andra retinala lagren och vidare till nervus opticus. Därefter passerar signalen genom chiasma för att sedan gå vidare via synstrålningen till den laterala knäkroppen. Den hamnar slutligen i det kortikala området som har fyra olika namn, nämligen V1 (visual area 1), area 17, striata cortex samt primära synbarken. Det är här informationen tolkas och bearbetas. (file:///c:/documents%20and%20settings/medion/mina%20dokument/perception/synen%20neurofysiologi.ppt#431,25,syn sinnets kortikala organisation) A LGN till kortex (V1 = Visual area 1) B C D A C B D 18 2 5.7 Kan defekter uppstå på endast ett öga Hur väl en persons ljus- och mörkerseende fungerar beror alltså till stor del utav hur mycket ljus fotoreceptorerna upptar. Deras förmåga att absorbera fotoner kan försämras pga olika sjukdomar (tex Retinitis Pigmentosa). Vanligast är att fotoreceptorerna försämras på båda ögonen samtidigt men defekter kan uppstå på ett öga om de förvärvats av tex skada eller sjukdom. Källförteckning Böcker Visual Perception, A clinical orientation 3rd edition, Steven H Schwartz Low Vision, Christine Dickinson Internetsidor (http://vard.vgregion.se/sv/undersokningar ) 2010-01-05 (http://www.blindness.org/index.php?option=com_content&view=article&id=50&itemid=67#rp) 2009-12-23 (file:///c:/documents%20and%20settings/medion/mina%20dokument/perception/synen%20neurofysiologi.ppt#431,25,syn sinnets kortikala organisation) 2010-01-03 (http://library.thinkquest.org/28030/physio/perceive.htm) 2010-01-10 8