ระบบภาพ

Q: ภาพรวมระบบ

แผนภาพนี้แสดงเส้นทางการฉายภาพของโครงสร้างทั้งหมดที่ทราบซึ่งช่วยให้มองเห็นได้ไปยังจุดปลายที่เกี่ยวข้องในสมองของมนุษย์ (เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น) คลิกเพื่อขยายภาพ การแสดงภาพเส้นทางประสาทตาจากทั้ง 4 ส่วนของมุมมองสำหรับดวงตาทั้งสองข้างพร้อมกัน

Q: ระบบประสาท

เส้นใยประสาทตาเกือบทั้งหมดสิ้นสุดที่ นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง (LGN) ก่อนที่ LGN จะส่งสัญญาณไปยัง V1 ของเปลือกสมองส่วนการมองเห็น (ส่วนหลัก) มันจะวัดระยะห่างของวัตถุและติดแท็กความเร็วให้กับวัตถุสำคัญแต่ละชิ้น แท็กเหล่านี้ใช้ในการทำนายการเคลื่อนที่ของวัตถุ

ระบบการมองเห็นเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาของการรับรู้ทางสายตา (ความสามารถในการตรวจจับและประมวล ผลแสง ) ระบบนี้ตรวจจับ แปลงและตีความข้อมูลเกี่ยวกับแสงในช่วงที่มองเห็นได้เพื่อสร้างภาพและสร้างแบบจำลองทางจิตของสภาพแวดล้อมโดยรอบ ระบบการมองเห็นเกี่ยวข้องกับดวงตาและแบ่งการทำงานออกเป็น ระบบ ออปติก (รวมถึงกระจกตาและเลนส์ ) และ ระบบ ประสาท (รวมถึงเรตินาและเปลือกสมองส่วนการมองเห็น )

ระบบการมองเห็นทำหน้าที่ซับซ้อนหลายอย่างโดยอาศัย การทำงานของ การสร้างภาพของดวงตา รวมถึงการสร้างภาพด้วยตาข้างเดียว กลไกทางประสาทที่อยู่เบื้องหลัง การมองเห็นแบบสาม มิติและการประเมินระยะห่าง ( การรับรู้ความลึก ) และระยะห่างระหว่างวัตถุการรับรู้การเคลื่อนไหว การจดจำรูปแบบ การ ประสานงานการเคลื่อนไหวที่แม่นยำภายใต้การชี้นำทางสายตา และการมองเห็นสีทั้งหมดนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงานระดับสูง เช่นการระบุวัตถุ ด้าน ประสาทวิทยาของกระบวนการประมวลผลข้อมูลทางสายตาเรียกว่าการรับรู้ทางสายตาความผิดปกติของการรับรู้ทางสายตาเรียกว่าความบกพร่องทางสายตา และการขาดการรับรู้ ทางสายตาอย่างสมบูรณ์เรียกว่าตาบอดระบบการมองเห็นยังมีหน้าที่ทางสายตาที่ไม่เกี่ยวข้องกับการสร้างภาพอีกหลายอย่าง ซึ่งเป็นอิสระจากการรับรู้ทางสายตา รวมถึงปฏิกิริยาของรูม่านตาต่อแสงและการปรับจังหวะ ชีวภาพด้วย แสง

บทความนี้อธิบายถึงระบบการมองเห็นของมนุษย์ ซึ่งเป็นตัวแทนของระบบการมองเห็นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและในระดับที่น้อยกว่าคือระบบการมองเห็นของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

ภาพรวมระบบ

ออปติคอล

กระจกตาและเลนส์ร่วมกันหักเหแสงเป็นภาพขนาดเล็กและฉายลงบนเรตินาเรตินาแปลงภาพนี้เป็นพัลส์ไฟฟ้าโดยใช้แท่งและกรวย จากนั้น เส้นประสาทตาจะนำพัลส์เหล่านี้ผ่านช่องประสาทตาเมื่อถึงจุดไขว้ประสาทตาเส้นใยประสาทจะไขว้กัน (ซ้ายกลายเป็นขวา) จากนั้นเส้นใยจะแตกแขนงและสิ้นสุดในสามตำแหน่ง^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

ระบบประสาท

เส้นใยประสาทตาเกือบทั้งหมดสิ้นสุดที่นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง (LGN) ก่อนที่ LGN จะส่งสัญญาณไปยัง V1 ของเปลือกสมองส่วนการมองเห็น (ส่วนหลัก) มันจะวัดระยะห่างของวัตถุและติดแท็กความเร็วให้กับวัตถุสำคัญแต่ละชิ้น แท็กเหล่านี้ใช้ในการทำนายการเคลื่อนที่ของวัตถุ

LGN ยังส่งไฟเบอร์บางส่วนไปยัง V2 และ V3 ด้วย^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

V1 ทำหน้าที่ตรวจจับขอบเพื่อทำความเข้าใจการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ (ในขั้นต้น 40 มิลลิวินาที โดยเน้นที่การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่และสีเล็กๆ น้อยๆ จากนั้น 100 มิลลิวินาที เมื่อได้รับข้อมูล LGN, V2 และ V3 ที่แปลแล้ว ก็จะเริ่มเน้นที่การจัดระเบียบโดยรวมด้วย) นอกจากนี้ V1 ยังสร้างแผนที่ความโดดเด่น จากล่างขึ้นบน เพื่อชี้นำความสนใจหรือ การเปลี่ยนทิศทาง การมอง^{[ 13 ]}

V2 ทำหน้าที่ทั้งส่งต่อ (โดยตรงและผ่านพัลวินาร์ ) สัญญาณพัลส์ไปยัง V1 และรับสัญญาณพัลส์เหล่านั้น พัลวินาร์มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของดวงตา และการให้ความสนใจทางสายตา V2 ทำหน้าที่คล้ายกับ V1 มาก แต่ยังจัดการกับ เส้นขอบภาพลวงตาการกำหนดความลึกโดยการเปรียบเทียบสัญญาณพัลส์ซ้ายและขวา (ภาพ 2 มิติ) และการแยกแยะวัตถุที่อยู่ด้านหน้า V2 เชื่อมต่อกับ V1 - V5

V3 ช่วยประมวลผล ' การเคลื่อนไหวโดยรวม ' (ทิศทางและความเร็ว) ของวัตถุ V3 เชื่อมต่อกับ V1 (อ่อนแอ) V2 และ คอ ร์เทกซ์ขมับส่วนล่าง^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

V4 รับรู้รูปร่างอย่างง่าย และรับอินพุตจาก V1 (แข็งแรง), V2, V3, LGN และพัลวินาร์^{[ 16 ]}เอาต์พุตของ V5 ประกอบด้วย V4 และพื้นที่โดยรอบ และคอร์เทกซ์มอเตอร์การเคลื่อนไหวของดวงตา ( สนามสายตาด้านหน้าและพื้นที่อินทราพาไรเอทัลด้านข้าง )

ฟังก์ชันการทำงานของ V5 คล้ายคลึงกับ V อื่นๆ อย่างไรก็ตาม มันผสานการเคลื่อนไหวของวัตถุในพื้นที่เข้ากับการเคลื่อนไหวโดยรวมในระดับที่ซับซ้อน V6 ทำงานร่วมกับ V5 ในการวิเคราะห์การเคลื่อนไหว V5 วิเคราะห์การเคลื่อนไหวของตัวเอง ในขณะที่ V6 วิเคราะห์การเคลื่อนไหวของวัตถุที่สัมพันธ์กับพื้นหลัง อินพุตหลักของ V6 คือ V1 พร้อมด้วยส่วนเพิ่มเติมจาก V5 V6 มีแผนที่ภูมิประเทศสำหรับการมองเห็น V6 ส่งออกไปยังบริเวณรอบๆ โดยตรง (V6A) V6A มีการเชื่อมต่อโดยตรงกับคอร์เทกซ์ที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของแขน รวมถึงคอร์เทกซ์พรีมอเตอร์^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

ไจรัสขมับส่วนล่างรับรู้รูปร่างที่ซับซ้อน วัตถุ และใบหน้า หรือร่วมกับฮิปโปแคมปัสสร้างความทรงจำใหม่^{[ 19 ]}บริเวณพรีเทคตัลประกอบด้วยนิวเคลียส ที่ไม่ซ้ำกันเจ็ด แห่ง นิวเคลียสพรีเทคตัลด้านหน้า ด้านหลัง และตรงกลาง ยับยั้งความเจ็บปวด (ทางอ้อม) ช่วยในREMและช่วย ใน การสะท้อนการปรับโฟกัสตามลำดับ^{[ 20 ]}นิวเคลียสEdinger-Westphalควบคุมการขยายตัวของรูม่านตาและช่วย (เนื่องจากมีเส้นใยพาราซิมพาเทติก) ในการรวมสายตาและการปรับเลนส์^{[ 21 ]}นิวเคลียสของเส้นประสาทตาเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของดวงตาแบบติดตามอย่างราบรื่นและการสะท้อนการปรับโฟกัส เช่นเดียวกับ REM

นิวเคลียสซูพราไคแอสมาติกเป็นบริเวณของไฮโปทาลามัสที่หยุดการผลิตเมลาโทนิน (ทางอ้อม) เมื่อแสงแรกมาถึง^{[ 22 ]}

โครงสร้าง

ส่วนประกอบเหล่านี้เป็นส่วนประกอบของเส้นทางการมองเห็นหรือที่เรียกว่า^{เส้นทาง}ประสาทรับภาพ [ ²³^]ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นเส้นทางการมองเห็นด้านหน้าและด้านหลังเส้นทางการมองเห็นด้านหน้าหมายถึงโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการมองเห็นก่อนนิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้างเส้นทางการมองเห็นด้านหลังหมายถึงโครงสร้างหลังจากจุดนี้

ดวงตา

แสงที่เข้าสู่ดวงตาจะหักเหเมื่อผ่านกระจกตาจากนั้นจะผ่านรูม่านตา (ซึ่งควบคุมโดยม่านตา ) และหักเหอีกครั้งโดยเลนส์กระจกตาและเลนส์ทำงานร่วมกันเป็นเลนส์รวมเพื่อฉายภาพกลับหัวลงบนจอประสาทตา

เรตินา

เรตินาประกอบด้วยเซลล์รับแสง จำนวนมาก ซึ่งมีโมเลกุล โปรตีน เฉพาะ ที่เรียกว่าออปซินในมนุษย์ ออปซินสองประเภทเกี่ยวข้องกับการมองเห็นอย่างมีสติ ได้แก่ออปซินแท่งและออปซินกรวย (ออปซินประเภทที่สามเมลาโนปซินในเซลล์แกงลีออนเรตินา (RGC) บางส่วน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ กลไก นาฬิกาชีวภาพอาจไม่เกี่ยวข้องกับการมองเห็นอย่างมีสติ เนื่องจาก RGC เหล่านี้ไม่ได้ ส่งสัญญาณไปยัง นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้างแต่ไปยังนิวเคลียสโอลิวารีพรีเทค ตั ล^[²⁴^] ) ออปซินดูดซับโฟตอน (อนุภาคของแสง) และส่งสัญญาณไปยังเซลล์ผ่านทางเส้นทางการส่งสัญญาณส่งผลให้เกิดภาวะไฮเปอร์โพลาไรเซชันของเซลล์รับแสง

เซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยมีหน้าที่แตกต่างกัน เซลล์รูปแท่งพบได้ส่วนใหญ่ที่บริเวณรอบนอกของเรตินาและใช้ในการมองเห็นในระดับแสงน้อย ดวงตาของมนุษย์แต่ละข้างมีเซลล์รูปแท่ง 120 ล้านเซลล์ เซลล์รูปกรวยพบได้ส่วนใหญ่ที่บริเวณศูนย์กลาง (หรือโฟเวีย ) ของเรตินา^{[ 25 ]} เซลล์รูป กรวยมีสามประเภทที่แตกต่างกันในความยาวคลื่นของแสงที่พวกมันดูดซับ โดยทั่วไปเรียกว่าแบบสั้นหรือสีน้ำเงิน แบบกลางหรือสีเขียว และแบบยาวหรือสีแดง เซลล์รูปกรวยทำหน้าที่ในการมองเห็นในเวลากลางวันและสามารถแยกแยะสีและคุณลักษณะอื่นๆ ของโลกแห่งการมองเห็นในระดับแสงปานกลางและสูง เซลล์รูปกรวยมีขนาดใหญ่กว่าและมีจำนวนน้อยกว่าเซลล์รูปแท่งมาก (มี 6-7 ล้านเซลล์ในดวงตาของมนุษย์แต่ละข้าง) ^{[ 25 ]}

ในเรตินา เซลล์รับแสงจะเชื่อมต่อโดยตรงกับเซลล์ไบโพลาร์ซึ่งในทางกลับกันจะเชื่อมต่อกับเซลล์แกงลีออนในชั้นนอกสุด จากนั้นเซลล์แกงลีออนจะนำกระแสประสาทไปยังสมอง กระบวนการประมวลผลภาพจำนวนมากเกิดขึ้นจากรูปแบบการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทในเรตินา เซลล์รับแสงประมาณ 130 ล้านเซลล์ดูดซับแสง แต่มีแอกซอนของเซลล์แกงลีออนประมาณ 1.2 ล้านเส้นที่ส่งข้อมูลจากเรตินาไปยังสมอง การประมวลผลในเรตินารวมถึงการสร้างสนามรับภาพ แบบศูนย์กลาง-รอบข้าง ของเซลล์ไบโพลาร์และเซลล์แกงลีออนในเรตินา ตลอดจนการรวมและการแยกตัวจากเซลล์รับแสงไปยังเซลล์ไบโพลาร์ นอกจากนี้ เซลล์ประสาทอื่นๆ ในเรตินา โดยเฉพาะ เซลล์ แนวนอนและเซลล์อะมาครีนจะส่งข้อมูลในแนวราบ (จากเซลล์ประสาทในชั้นหนึ่งไปยังเซลล์ประสาทที่อยู่ติดกันในชั้นเดียวกัน) ส่งผลให้เกิดสนามรับภาพที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งอาจไม่ไวต่อสีและไวต่อการเคลื่อนไหวหรือไวต่อสีและไม่ไวต่อการเคลื่อนไหว^{[ 26 ]}

กลไกการสร้างสัญญาณภาพ

เรตินาปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของแสงโดยใช้แท่งรับแสง ในที่มืดโครโมฟอ ร์เรตินัลจะมีรูปร่างโค้งงอเรียกว่าซิส-เรตินัล (หมายถึง โครงสร้าง ซิสในพันธะคู่หนึ่ง) เมื่อแสงทำปฏิกิริยากับเรตินัล มันจะเปลี่ยนโครงสร้างเป็นรูปทรงตรงที่เรียกว่าทรานส์-เรตินัลและแยกตัวออกจากออปซิน กระบวนการนี้เรียกว่าการฟอกสี เนื่องจากโรดอปซิน ที่บริสุทธิ์ จะเปลี่ยนจากสีม่วงเป็นไม่มีสีเมื่ออยู่ในแสง ในสภาวะปกติในที่มืด โรดอปซินจะไม่ดูดซับแสงและปล่อยกลูตาเมตซึ่งยับยั้งเซลล์ไบโพลาร์ ทำให้การปล่อยสารสื่อประสาทจากเซลล์ไบโพลาร์ไปยังเซลล์แกงลีออนถูกยับยั้ง เมื่อมีแสง กลูตาเมตจะหยุดการหลั่ง ทำให้ไม่ยับยั้งเซลล์ไบโพลาร์จากการปล่อยสารสื่อประสาทไปยังเซลล์แกงลีออนอีกต่อไป และด้วยเหตุนี้จึงสามารถตรวจจับภาพได้^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}

ผลลัพธ์สุดท้ายของการประมวลผลทั้งหมดนี้คือเซลล์แกงลีออน 5 กลุ่มที่แตกต่างกันซึ่งส่งข้อมูลภาพ (ทั้งที่สร้างภาพและไม่สร้างภาพ) ไปยังสมอง: ^{[ 26 ]}

เซลล์ M มีบริเวณรับสัญญาณขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบและไวต่อความลึกไม่ไวต่อสี และปรับตัวเข้ากับสิ่งเร้าได้อย่างรวดเร็ว
เซลล์ P ซึ่งมีบริเวณรับสัญญาณแบบศูนย์กลางล้อมรอบที่เล็กกว่า และไวต่อสีและรูปร่าง
เซลล์ K มีบริเวณรับสัญญาณขนาดใหญ่มากเฉพาะตรงกลาง ซึ่งไวต่อสีและไม่ไวต่อรูปร่างหรือความลึก
ประชากรอีกกลุ่มหนึ่งที่มีความไวต่อแสงโดยธรรมชาติและ
ประชากรสุดท้ายที่ใช้สำหรับการเคลื่อนไหวของดวงตา^{[ 26 ]}

การศึกษา ของมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในปี 2006 คำนวณแบนด์วิดท์ โดยประมาณ ของเรตินาของมนุษย์ได้ประมาณ 8,960 กิโลบิตต่อวินาที ในขณะที่ เรตินา ของหนูตะเภาถ่ายโอนที่ประมาณ 875 กิโลบิต^{[ 29 ]}

ในปี 2550 Zaidi และนักวิจัยร่วมจากทั้งสองฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติกที่ศึกษาผู้ป่วยที่ไม่มีเซลล์รูปแท่งและรูปกรวย ค้นพบว่าเซลล์แกงลีออนรับแสงชนิดใหม่ในมนุษย์ยังมีบทบาทในการรับรู้ภาพทั้งแบบรู้ตัวและไม่รู้ตัว^{[ 30 ]}ความไวต่อสเปกตรัมสูงสุดอยู่ที่ 481 นาโนเมตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีเส้นทางการมองเห็นสองเส้นทางในเรตินา เส้นทางหนึ่งอาศัยเซลล์รับแสงแบบคลาสสิก (เซลล์รูปแท่งและรูปกรวย) และอีกเส้นทางหนึ่งที่เพิ่งค้นพบใหม่ อาศัยเซลล์แกงลีออนรับแสงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับความสว่างของภาพขั้นพื้นฐาน

เคมีแสง

การทำงานของกล้องมักถูกเปรียบเทียบกับการทำงานของดวงตา เนื่องจากทั้งสองอย่างทำหน้าที่รวมแสงจากวัตถุภายนอกในขอบเขตการมองเห็นไปยังตัวกลางที่ไวต่อแสง ในกรณีของกล้อง ตัวกลางนี้คือฟิล์มหรือเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ ในกรณีของดวงตา ตัวกลางนี้คืออาร์เรย์ของตัวรับภาพ ด้วยความคล้ายคลึงทางเรขาคณิตอย่างง่ายนี้ โดยอาศัยกฎของทัศนศาสตร์ ดวงตาจึงทำหน้าที่เป็นตัวแปลงสัญญาณเช่นเดียวกับกล้องCCD

ในระบบการมองเห็นเรตินัลซึ่งในทางเทคนิคเรียกว่าเรตินีนหรือ "เรตินัลดีไฮด์" เป็นโมเลกุลที่ไวต่อแสงซึ่งพบในแท่งและกรวยของเรตินา เรตินัลเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการแปลงแสงเป็นสัญญาณภาพ เช่น กระแสประสาทในระบบการมองเห็นของระบบประสาทส่วนกลางเมื่อมีแสง โมเลกุลเรตินัลจะเปลี่ยนโครงสร้าง และส่งผลให้เกิดกระแสประสาท ขึ้น ^{[ 26 ]}

เส้นประสาทตา

ข้อมูลเกี่ยวกับภาพผ่านทางดวงตาจะถูกส่งไปยังสมองตามเส้นประสาทตาเซลล์แกงลีออนกลุ่มต่างๆ ในเรตินาจะส่งข้อมูลไปยังสมองผ่านทางเส้นประสาทตา ประมาณ 90% ของแอกซอนในเส้นประสาทตาจะไปยังนิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้างในทาลามั ส แอกซอนเหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์แกงลีออน M, P และ K ในเรตินา ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การประมวลผลแบบขนานนี้มีความสำคัญต่อการสร้างโลกแห่งภาพขึ้นมาใหม่ ข้อมูลแต่ละประเภทจะผ่านเส้นทางที่แตกต่างกันไปสู่การรับรู้ กลุ่มเซลล์แกง ลีออนอีกกลุ่มหนึ่งจะส่งข้อมูลไปยังซูพีเรียร์คอลลิคูลัสในสมองส่วนกลางซึ่งช่วยในการควบคุมการเคลื่อนไหวของดวงตา ( saccades ) ^{[ 31 ]}รวมถึงการตอบสนองทางมอเตอร์อื่นๆ ด้วย

เซลล์แกงลีออนที่ไวต่อแสงกลุ่มสุดท้ายซึ่งมีเมลาโนปซินสำหรับความไวต่อแสงจะส่งข้อมูลผ่านทางเรตินาไฮโปทาลา มิก ไปยังพรีเทคตัม ( ปฏิกิริยาของรูม่านตา ) ไปยังโครงสร้างหลายแห่งที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมจังหวะชีวิตประจำวันและการนอนหลับเช่นนิวเคลียสซูพราไคแอสมาติก (นาฬิกาชีวภาพ) และไปยังนิวเคลียสพรีออปติกด้านข้างส่วนล่าง (บริเวณที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการนอนหลับ ) ^{[ 32 ]}บทบาทที่เพิ่งค้นพบของเซลล์แกงลีออนที่รับแสงคือ พวกมันเป็นตัวกลางในการมองเห็นทั้งแบบรู้ตัวและไม่รู้ตัว โดยทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับความสว่างของภาพขั้นพื้นฐาน ดังที่แสดงในดวงตาที่ไม่มีแท่งและไม่มีกรวย^{[ 30 ]}

จุดตัดประสาทตา

เส้นประสาทตาจากทั้งสองตามาบรรจบกันและไขว้กันที่จุดไขว้ประสาทตา^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}ที่ฐานของไฮโปทาลามัสในสมอง ณ จุดนี้ ข้อมูลที่มาจากทั้งสองตาจะถูกรวมเข้าด้วยกันแล้วแยกออกตามขอบเขตการมองเห็น ครึ่งที่สอดคล้องกันของขอบเขตการมองเห็น (ขวาและซ้าย) จะถูกส่งไปยัง สมองซีกซ้ายและขวาตามลำดับเพื่อประมวลผล กล่าวคือ สมองซีกขวาของคอร์เทกซ์การมองเห็นหลักจะจัดการกับครึ่งซ้ายของขอบเขตการมองเห็นจากทั้งสองตา และในทำนองเดียวกันสำหรับสมองซีกซ้าย^{[ 31 ]}บริเวณเล็ก ๆ ตรงกลางของขอบเขตการมองเห็นจะถูกประมวลผลซ้ำซ้อนโดยสมองทั้งสองซีก

เส้นประสาทตา

ข้อมูลจาก ลานสายตาด้านขวา(ซึ่งตอนนี้อยู่ทางด้านซ้ายของสมอง) เดินทางผ่านเส้นประสาทตาด้านซ้าย ข้อมูลจากลานสายตา ด้านซ้าย เดินทางผ่านเส้นประสาทตาด้านขวา เส้นประสาทตาแต่ละเส้นสิ้นสุดที่นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง (LGN) ในทาลามัส

นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง

นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง (LGN) เป็นนิวเคลียสถ่ายทอดสัญญาณประสาทสัมผัสในทาลามัสของสมอง LGN ประกอบด้วยหกชั้นในมนุษย์และไพรเมต อื่นๆ เริ่มตั้งแต่ลิงแคทารีนซึ่งรวมถึง ลิงวงศ์ Cercopithecidaeและลิงใหญ่ชั้นที่ 1, 4 และ 6 สอดคล้องกับข้อมูลจากเส้นใยด้านตรงข้าม (ไขว้) ของเรตินาด้านจมูก (ลานสายตาด้านขมับ) ชั้นที่ 2, 3 และ 5 สอดคล้องกับข้อมูลจากเส้นใยด้านเดียวกัน (ไม่ไขว้) ของเรตินาด้านขมับ (ลานสายตาด้านจมูก)

ชั้นแรกประกอบด้วยเซลล์ M ซึ่งสอดคล้องกับเซลล์ M ( แมกโนเซลลูลาร์ ) ของเส้นประสาทตาของตาอีกข้าง และเกี่ยวข้องกับความลึกหรือการเคลื่อนไหว ชั้นที่สี่และหกของ LGN ก็เชื่อมต่อกับตาอีกข้างเช่นกัน แต่เชื่อมต่อกับเซลล์ P (สีและขอบ) ของเส้นประสาทตา ในทางตรงกันข้าม ชั้นที่สอง สาม และห้าของ LGN เชื่อมต่อกับเซลล์ M และเซลล์ P ( พาร์โวเซลลูลาร์ ) ของเส้นประสาทตาสำหรับสมองด้านเดียวกันกับ LGN นั้นๆ

เมื่อกางออก ชั้นทั้งหกของ LGN จะมีพื้นที่เท่ากับบัตรเครดิตและมีความหนาประมาณสามเท่า LGN จะม้วนตัวเป็นรูปทรงรี สองอัน ที่มีขนาดและรูปร่างคล้ายกับไข่นกขนาดเล็กสองฟอง ระหว่างชั้นทั้งหกจะมีเซลล์ขนาดเล็กกว่าที่รับข้อมูลจากเซลล์ K (สี) ในเรตินา จากนั้นเซลล์ประสาทของ LGN จะส่งภาพไปยังคอร์เทกซ์รับภาพหลัก (V1) ซึ่งตั้งอยู่ที่ด้านหลังของสมอง ( ส่วนท้าย ) ในกลีบสมองส่วนท้ายทอยใกล้กับร่องแคลคารีน LGN ไม่ได้เป็นเพียงสถานีส่งต่อข้อมูลธรรมดา แต่ยังเป็นศูนย์กลางในการประมวลผลด้วย โดยจะรับอินพุตแบบโต้ตอบจาก ชั้น คอร์เทกซ์และซับคอร์เทกซ์ และรับการส่งสัญญาณประสาทแบบโต้ตอบจากคอร์เทกซ์รับภาพ^{[ 26 ]}

การแผ่รังสีแสง

รังสีออปติกซึ่งอยู่ด้านละหนึ่งเส้นของสมอง ทำหน้าที่ส่งข้อมูลจากนิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้างของ ทาลามัส ไปยังชั้นที่ 4 ของคอร์เทกซ์การมองเห็น เซลล์ประสาทชั้น P ของ LGN ส่งต่อไปยังชั้น 4C β ของ V1 เซลล์ประสาทชั้น M ส่งต่อไปยังชั้น 4C α ของ V1 เซลล์ประสาทชั้น K ใน LGN ส่งต่อไปยังเซลล์ประสาทขนาดใหญ่ที่เรียกว่าบล็อบในชั้นที่ 2 และ 3 ของ V1 ^{[ 26 ]}

มีความสัมพันธ์โดยตรงจากตำแหน่งเชิงมุมในขอบเขตการมองเห็นของดวงตา ตลอดเส้นทางประสาทตาไปจนถึงตำแหน่งเส้นประสาทใน V1 ถึง V4 ซึ่งก็คือบริเวณการมองเห็นหลัก หลังจากนั้น เส้นทางการมองเห็นจะถูกแบ่งออกเป็นเส้นทางด้านหน้าและด้านหลังโดย ประมาณ

เปลือกสมองส่วนรับภาพ

คอร์เทกซ์รับภาพมีหน้าที่ประมวลผลภาพ ตั้งอยู่ด้านหลังของสมอง (ไฮไลต์ในภาพ) เหนือซีรีเบลลัมบริเวณที่รับข้อมูลโดยตรงจาก LGN เรียกว่าคอร์เทกซ์รับภาพหลัก (เรียกอีกอย่างว่า V1 และคอร์เทกซ์ลาย) มันสร้างแผนที่ความเด่นชัดจากล่างขึ้นบนของสนามภาพเพื่อชี้นำความสนใจหรือการมองไปยังตำแหน่งภาพที่เด่นชัด^{[ 35 ]}ดังนั้นการเลือกข้อมูลภาพโดยความสนใจจึงเริ่มต้นที่ V1 ^{[ 36 ]}ตามเส้นทางภาพ

จากนั้นข้อมูลภาพจะไหลผ่านลำดับชั้นของเปลือกสมอง บริเวณเหล่านี้ได้แก่ V2, V3, V4 และบริเวณ V5/MT (การเชื่อมต่อที่แน่นอนขึ้นอยู่กับชนิดของสัตว์) บริเวณภาพรองเหล่านี้ (เรียกรวมกันว่าเปลือกสมองส่วนรับภาพนอก) จะประมวลผลข้อมูลภาพพื้นฐานที่หลากหลาย เซลล์ประสาทใน V1 และ V2 จะตอบสนองอย่างเลือกสรรต่อแท่งที่มีทิศทางเฉพาะ หรือการรวมกันของแท่ง เชื่อกันว่าสิ่งเหล่านี้สนับสนุนการตรวจจับขอบและมุม ในทำนองเดียวกัน ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับสีและการเคลื่อนไหวจะถูกประมวลผลที่นี่^{[ 37 ]}

Heider และคณะ (2002) พบว่าเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับ V1, V2 และ V3 สามารถตรวจจับเส้นขอบ ภาพลวงตาแบบสามมิติ ได้ พวกเขาพบว่าสิ่งเร้าสามมิติที่มีขนาดไม่เกิน 8° สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทเหล่านี้ได้^{[ 38 ]}

สมองส่วนรับภาพยังคงทำงานอยู่แม้ในขณะพักผ่อนด้วย fMRI

คอร์เทกซ์เชื่อมโยงภาพ

เมื่อข้อมูลภาพส่งผ่านไปยังลำดับชั้นการมองเห็น ความซับซ้อนของการแสดงผลทางประสาทก็จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่เซลล์ประสาท V1 อาจตอบสนองอย่างเลือกสรรต่อส่วนของเส้นตรงที่มีทิศทางเฉพาะใน ตำแหน่ง เรตินา เฉพาะ เซลล์ประสาทในกลุ่มเซลล์ประสาทท้ายทอยด้านข้างจะตอบสนองอย่างเลือกสรรต่อวัตถุที่สมบูรณ์ (เช่น ภาพวาดคน) และเซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์เชื่อมโยงการมองเห็นอาจตอบสนองอย่างเลือกสรรต่อใบหน้ามนุษย์หรือต่อวัตถุเฉพาะ

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการแสดงผลทางประสาทอาจมาพร้อมกับระดับความเชี่ยวชาญในการประมวลผลในสองเส้นทางที่แตกต่างกัน ได้แก่กระแสด้านหลังและกระแสด้านหน้า ( สมมติฐานสองกระแส^{[ 39 ]}ซึ่งเสนอครั้งแรกโดย Ungerleider และ Mishkin ในปี 1982) กระแสด้านหลัง ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากระแส "ที่ไหน" เกี่ยวข้องกับความสนใจเชิงพื้นที่ (ทั้งแบบซ่อนเร้นและแบบเปิดเผย) และสื่อสารกับบริเวณที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของดวงตาและการเคลื่อนไหวของมือ เมื่อไม่นานมานี้ บริเวณนี้ถูกเรียกว่ากระแส "อย่างไร" เพื่อเน้นย้ำบทบาทในการชี้นำพฤติกรรมไปยังตำแหน่งเชิงพื้นที่ กระแสด้านหน้า ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ากระแส "อะไร" เกี่ยวข้องกับการรับรู้ การระบุ และการจัดหมวดหมู่ของสิ่งเร้าทางสายตา

อย่างไรก็ตาม ยังคงมีการถกเถียงกันมากเกี่ยวกับระดับความเชี่ยวชาญภายในสองเส้นทางนี้ เนื่องจากในความเป็นจริงแล้วทั้งสองเส้นทางมีความเชื่อมโยงกันอย่างมาก^{[ 40 ]}

ฮอเรซ บาร์โลว์เสนอสมมติฐานการเข้ารหัสที่มีประสิทธิภาพในปี พ.ศ. 2504 ในฐานะแบบจำลองทางทฤษฎีของการเข้ารหัสประสาทสัมผัสในสมอง [ ⁴¹^]ข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้ทฤษฎีนี้ในคอร์เทกซ์การมองเห็นหลัก (V1)กระตุ้นให้เกิดสมมติฐานความเด่นชัดของ V1ซึ่ง V1 สร้างแผนที่ความเด่นชัดจากล่างขึ้นบนเพื่อชี้นำความสนใจจากภายนอก^[³⁵^]^โดย มีการเลือกความสนใจเป็นศูนย์กลาง การมองเห็นจึงถูกมองว่าประกอบด้วยขั้นตอนการเข้ารหัส การเลือก และการถอดรหัส^[⁴²^]

เครือข่ายโหมดเริ่มต้นคือเครือข่ายของบริเวณสมองที่ทำงานเมื่อบุคคลตื่นและพักผ่อน โหมดเริ่มต้นของระบบการมองเห็นสามารถตรวจสอบได้ในระหว่างการทำ fMRI ในสภาวะพักผ่อน : Fox และคณะ (2005) พบว่า " สมองของมนุษย์มีการจัดระเบียบภายในเป็นเครือข่ายการทำงานแบบไดนามิกที่ไม่สัมพันธ์กัน" [ ^{43 ] ซึ่งระบบการมอง เห็น}จะเปลี่ยนจากสภาวะพักผ่อนไปสู่การให้ความสนใจ

ใน กลีบข้าง ขมับ (parietal lobe ) บริเวณคอร์เทกซ์อินทราพาไรเอทัล ด้านข้างและด้านล่างมีส่วนเกี่ยวข้องกับความสนใจทางสายตาและการเคลื่อนไหวของดวงตาแบบซัคคาดิก (saccadic eye movements) บริเวณเหล่านี้อยู่ในร่องอินทราพาไรเอทัล (intraparietal sulcus ) (ทำเครื่องหมายสีแดงในภาพประกอบด้านข้าง)

การพัฒนา

วัยทารก

ทารกแรกเกิดมีการรับรู้สีที่จำกัด[ 44 ^{]การศึกษา}หนึ่งพบว่าทารกแรกเกิด 74% สามารถแยกแยะสีแดงได้ 36% สีเขียว 25% สีเหลือง และ 14% สีน้ำเงิน หลังจากหนึ่งเดือน ประสิทธิภาพ "ดีขึ้นบ้าง" ^{[ 45 ]}ดวงตาของทารกยังไม่สามารถปรับโฟกัสได้กุมารแพทย์สามารถทำการทดสอบแบบไม่ใช้คำพูดเพื่อประเมินความคมชัดของการมองเห็นของทารกแรกเกิด ตรวจจับสายตาสั้นและสายตา เอียง และประเมินการทำงานและการจัดเรียงของดวงตา ความคมชัดของการมองเห็นดีขึ้นจากประมาณ 20/400 เมื่อแรกเกิดเป็นประมาณ 20/25 เมื่ออายุ 6 เดือน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเซลล์ประสาทในเรตินาและสมองที่ควบคุมการมองเห็นยังพัฒนาไม่เต็มที่

วัยเด็กและวัยรุ่น

การรับรู้ความลึก การโฟกัส การติดตาม และด้านอื่นๆ ของการมองเห็นยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงวัยเด็กตอนต้นและตอนกลาง จากการศึกษาล่าสุดในสหรัฐอเมริกาและออสเตรเลียมีหลักฐานบางอย่างที่บ่งชี้ว่าระยะเวลาที่เด็กวัยเรียนใช้เวลาอยู่กลางแจ้งในแสงธรรมชาติ อาจมีผลต่อการเกิดภาวะสายตาสั้นภาวะนี้มักจะแย่ลงเล็กน้อยในช่วงวัยเด็กและวัยรุ่น แต่จะคงที่เมื่อเป็นผู้ใหญ่ ภาวะสายตาสั้นและสายตาเอียงที่รุนแรงกว่านั้นเชื่อว่าเป็นกรรมพันธุ์ เด็กที่มีภาวะนี้อาจต้องสวมแว่นตา

วัยผู้ใหญ่

การมองเห็นมักเป็นหนึ่งในประสาทสัมผัสแรกๆ ที่ได้รับผลกระทบจากความชรา มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น:

เมื่อเวลาผ่านไปเลนส์ตาจะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองและอาจกลายเป็นสีน้ำตาลในที่สุด ซึ่งเป็นภาวะที่เรียกว่าต้อกระจกสีน้ำตาล หรือต้อกระจก สีน้ำตาล แม้ว่าจะมีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดสีเหลือง แต่การสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต ตลอดชีวิต และการสูงอายุเป็นสองสาเหตุหลัก
น้ำวุ้นตา จะเสื่อมสภาพไปตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้มันเหลว หดตัว และในที่สุดก็แยกตัวออกจากด้านหลังของจอประสาทตา กระบวนการนี้จะทิ้งคราบของโครงสร้างโปรตีนและของเสียจากเซลล์อื่นๆ ไว้ในน้ำวุ้นตา ซึ่งมองเห็นได้เป็นจุดลอยในตา
ภาวะสายตายาวตามอายุ เกิดขึ้นเมื่อเลนส์ตาค่อยๆ สูญเสียความยืดหยุ่นตามธรรมชาติ ทำให้ความสามารถในการโฟกัสของดวงตาลดลง
โดยปกติแล้ว รูม่านตาของผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีจะมีขนาดอยู่ในช่วง 2–8 มิลลิเมตร แต่เมื่ออายุมากขึ้น ขนาดของรูม่านตาจะเล็ลง และมีแนวโน้มเข้าใกล้ขนาดที่ค่อนข้างเล็ก
โดยทั่วไป การผลิตน้ำตาจะลดลงตามอายุ อย่างไรก็ตาม มีภาวะต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับอายุหลายอย่างที่อาจทำให้มีน้ำตาไหลมากเกินไป

ฟังก์ชันอื่นๆ

สมดุล

นอกเหนือจากการรับรู้ตำแหน่งของร่างกายและการทำงานของระบบทรงตัวแล้วระบบการมองเห็นยังมีบทบาทสำคัญในความสามารถของแต่ละบุคคลในการควบคุมสมดุลและรักษาท่าทางให้ตั้งตรง เมื่อแยกเงื่อนไขทั้งสามนี้ออกและทดสอบสมดุล พบว่าการมองเห็นเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อสมดุล โดยมีบทบาทมากกว่ากลไกภายในอีกสองอย่าง^{[ 46 ]}ความชัดเจนที่แต่ละบุคคลสามารถมองเห็นสภาพแวดล้อมของตนเอง รวมถึงขนาดของขอบเขตการมองเห็น ความไวของแต่ละบุคคลต่อแสงและแสงจ้า และการรับรู้ความลึกที่ไม่ดี ล้วนมีบทบาทสำคัญในการสร้างวงจรป้อนกลับไปยังสมองเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกายผ่านสภาพแวดล้อม สิ่งใดก็ตามที่ส่งผลกระทบต่อตัวแปรเหล่านี้อาจส่งผลเสียต่อสมดุลและการรักษาท่าทาง^{[ 47 ]}ผลกระทบนี้พบได้ในการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับผู้สูงอายุเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่อายุน้อยกว่า^{[ 48 ]}ใน ผู้ป่วย ต้อหิน เมื่อ เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีอายุใกล้เคียงกัน^{[ 49 ]} ผู้ป่วย ต้อกระจกก่อนและหลังการผ่าตัด^{[ 50 ]}และแม้แต่สิ่งง่ายๆ เช่น การสวมแว่นตานิรภัย^{[ 51 ]}การมองเห็นด้วยตาข้างเดียว (การมองเห็นด้วยตาข้างเดียว) ยังแสดงให้เห็นว่าส่งผลเสียต่อการทรงตัว ซึ่งพบเห็นได้ในการศึกษาเกี่ยวกับต้อกระจกและต้อหินที่อ้างถึงก่อนหน้านี้^{[ 49 ]}^{[ 50 ]}รวมถึงในเด็กและผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีด้วย^{[ 52 ]}

ตามที่ Pollock et al. (2010) ระบุว่าโรคหลอดเลือดสมองเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียการมองเห็นเฉพาะอย่าง โดยส่วนใหญ่มักเป็นการสูญเสียลานสายตา ( homonymous hemianopiaซึ่งเป็นความบกพร่องของลานสายตา) อย่างไรก็ตาม หลักฐานเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการแทรกแซงที่คุ้มค่าซึ่งมุ่งเป้าไปที่ความบกพร่องของลานสายตาเหล่านี้ยังคงไม่สอดคล้องกัน^{[ 53 ]}

ความสำคัญทางคลินิก

การทำงานที่เหมาะสมของระบบการมองเห็นมีความจำเป็นต่อการรับรู้ การประมวลผล และการทำความเข้าใจสภาพแวดล้อมโดยรอบ ความยากลำบากในการรับรู้ การประมวลผล และการทำความเข้าใจแสงอาจส่งผลเสียต่อความสามารถในการสื่อสาร การเรียนรู้ และการทำภารกิจประจำวันให้สำเร็จอย่างมีประสิทธิภาพ

ในเด็ก การวินิจฉัยและการรักษาความบกพร่องของระบบการมองเห็นตั้งแต่เนิ่นๆ เป็นปัจจัยสำคัญในการช่วยให้เด็กบรรลุเป้าหมายการพัฒนาด้านสังคม วิชาการ และการพูด/ภาษาที่สำคัญ

ต้อกระจกคือภาวะที่เลนส์ตาขุ่นมัว ซึ่งส่งผลต่อการมองเห็น แม้ว่าอาจมีอาการตาเหลืองร่วมด้วย แต่ทั้งต้อกระจกและตาเหลืองก็สามารถเกิดขึ้นแยกกันได้ โดยทั่วไปมักเกิดจากอายุที่มากขึ้น โรค หรือการใช้ยาบางชนิด

ภาวะ สายตา ยาวตามอายุ เป็นภาวะทางสายตาที่ทำให้มองเห็นระยะไกลได้ไม่ชัดเลนส์ตาจะแข็งเกินไปจนไม่สามารถปรับ โฟกัส ให้มองเห็นในระยะอ่านหนังสือปกติได้ ทำให้จุดโฟกัส cenderung อยู่ที่ระยะไกล

โรคต้อหินเป็นภาวะตาบอดชนิดหนึ่งที่เริ่มต้นจากขอบของลานสายตาและลุกลามเข้ามาด้านใน อาจส่งผลให้เกิดภาวะมองเห็นแคบลง โดยทั่วไปมักเกี่ยวข้องกับชั้นนอกของเส้นประสาทตา บางครั้งเป็นผลมาจากการสะสมของของเหลวและความดันในตาที่มากเกินไป^{[ 54 ]}

สโคโทมาคือภาวะตาบอดชนิดหนึ่งที่ทำให้เกิดจุดบอด เล็กๆ ในล1านสายตา ซึ่งมักเกิดจากความเสียหายในเปลือกสมองส่วนรับภาพหลัก

ภาวะตาบอดครึ่งซีก ด้านเดียวกัน (Homonymous hemianopia)เป็นภาวะตาบอดชนิดหนึ่งที่ทำลายการมองเห็นด้านใดด้านหนึ่งทั้งหมด โดยมักเกิดจากความเสียหายในเปลือกสมองส่วนรับภาพหลัก

ควอดแรนทาโนเปีย (Quadrantanopia)เป็นภาวะตาบอดชนิดหนึ่งที่ทำลายเพียงบางส่วนของลานสายตา โดยทั่วไปเกิดจากความเสียหายบางส่วนในเปลือกสมองส่วนรับภาพหลัก ซึ่งคล้ายคลึงกับภาวะตาบอดครึ่งซีกแบบเดียวกัน (Homonymous hemianopia) แต่รุนแรงน้อยกว่า

ภาวะจำใบหน้าไม่ได้ (Prosopagnosia ) เป็นความผิดปกติทางสมองที่ทำให้ไม่สามารถจดจำใบหน้าได้ ความผิดปกตินี้มักเกิดขึ้นหลังจากความเสียหายเกิดขึ้นกับบริเวณรูปทรงกระสวยของสมอง (fusiform face area )

ภาวะมองไม่เห็นวัตถุ (Visual agnosia)หรือภาวะมองไม่เห็นรูปร่างวัตถุ (Visual-form agnosia) เป็นความผิดปกติของสมองที่ทำให้ไม่สามารถจดจำวัตถุได้ ความผิดปกตินี้มักเกิดขึ้นหลังจากความเสียหายต่อระบบประสาทส่วนท้อง (ventral stream )

สัตว์อื่นๆ

สิ่งมีชีวิตต่างชนิดกันสามารถมองเห็นส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมแสงได้ ตัวอย่างเช่นผึ้งสามารถมองเห็นรังสีอัลตราไวโอเลต^ได้^{[ 55 ]}ในขณะที่งูพิษสามารถเล็งเป้าหมายเหยื่อได้อย่างแม่นยำด้วยอวัยวะรับความ ร้อน ซึ่งไวต่อรังสีอินฟราเรด[ ⁵⁶^]กุ้งแมนติสมีระบบการมองเห็นที่ซับซ้อนที่สุดในบรรดาสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ดวงตาของกุ้งแมนติสมีเซลล์รับสี 16 เซลล์ ในขณะที่มนุษย์มีเพียง 3 เซลล์ ความหลากหลายของเซลล์รับสีทำให้พวกมันสามารถรับรู้สีได้หลากหลายมากขึ้น ซึ่งเป็นกลไกในการเลือกคู่ครอง หลีกเลี่ยงผู้ล่า และตรวจจับเหยื่อ^[⁵⁷^]ปลาดาบก็มีระบบการมองเห็นที่น่าประทับใจเช่นกัน ดวงตาของปลาดาบสามารถสร้างความร้อนเพื่อรับมือกับการตรวจจับเหยื่อที่ความลึก 2,000 ฟุต ได้ดียิ่งขึ้น ^[⁵⁸^]จุลินทรีย์เซลล์เดียวบางชนิดเช่นไดโนแฟล เจลเลตวาร์โน วีด มี ออเซลลอยด์คล้ายดวงตาซึ่งมีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกับเลนส์และเรตินาของดวงตาหลายเซลล์^[⁵⁹^]เปลือกหุ้มเกราะของไคตอนAcanthopleura granulataยังถูกปกคลุมด้วยดวงตาผลึกอารา โกไนต์หลายร้อยดวงที่เรียกว่า โอเซลลีซึ่งสามารถสร้างภาพได้^[⁶⁰^]

หนอนพัดหลายชนิดเช่นAcromegalomma interruptumซึ่งอาศัยอยู่ในท่อบนพื้นทะเลของแนวปะการังเกรตแบร์ริเออร์รีฟได้วิวัฒนาการให้มีตาประกอบบนหนวด ซึ่งใช้ในการตรวจจับการเคลื่อนไหวที่รุกเข้ามา หากตรวจพบการเคลื่อนไหว หนอนพัดจะหดหนวดอย่างรวดเร็ว Bok และคณะ ได้ค้นพบออปซินและโปรตีน Gในดวงตาของหนอนพัด ซึ่งก่อนหน้านี้พบเฉพาะใน ตัวรับแสง ซิเลีย แบบง่าย ในสมองของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง บางชนิด เท่านั้น ตรงกันข้ามกับ ตัวรับแร บโดเมอริกในดวงตาของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่^{[ 61 ]}

เฉพาะลิง โลกเก่า (แอฟริกา) และลิงใหญ่ ( ลิงแสมลิงใหญ่อุรังอุตัง) ซึ่งเป็นไพรเมตชั้นสูง เท่านั้นที่มีการมองเห็นสีแบบ โฟโตรีเซปเตอร์สามกรวยแบบเดียวกับมนุษย์ ในขณะที่ลิงโลกใหม่ (อเมริกาใต้) ซึ่งเป็นไพรเมตชั้นต่ำ ( ลิงแมงมุม ลิงกระรอกลิงเซบัส ) มีการมองเห็นสีแบบโฟโตรีเซปเตอร์สองกรวย^[⁶²^]

นักชีววิทยาได้ระบุว่ามนุษย์มีสายตาที่ดีเยี่ยมเมื่อเทียบกับสัตว์ส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางวัน มีเพียงนกนักล่า ขนาดใหญ่บางชนิดเท่านั้น ที่ มีสายตาดีกว่า ^{[ 63 ]}^{[ 64 ]}สัตว์อื่นๆ เช่นสุนัขเชื่อกันว่าพึ่งพาประสาทสัมผัสอื่นๆ มากกว่าการมองเห็น ซึ่งในทางกลับกันอาจพัฒนาได้ดีกว่าในมนุษย์^{[ 65 ]}^{[ 66 ]}

ประวัติศาสตร์

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 มีการระบุแนวคิดสำคัญหลายอย่างเกี่ยวกับระบบประสาท เช่น ทฤษฎีเซลล์ประสาทและการระบุตำแหน่งในสมอง ซึ่งเกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทที่เป็นหน่วยพื้นฐานของระบบประสาทและการระบุตำแหน่งตามหน้าที่ในสมอง ตามลำดับ แนวคิดเหล่านี้จะกลายเป็นหลักการสำคัญของวิทยาศาสตร์ประสาท ที่เพิ่งเริ่มต้น และจะช่วยสนับสนุนความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบการมองเห็น

แนวคิดที่ว่าเปลือกสมองถูกแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ที่มีหน้าที่แตกต่างกัน ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่ามีหน้าที่รับผิดชอบความสามารถต่างๆ เช่นการสัมผัส ( เปลือกสมองรับความรู้สึกทางกาย ) การเคลื่อนไหว ( เปลือกสมองสั่งการ ) และการมองเห็น ( เปลือกสมองสั่งการ ) ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยFranz Joseph Gallในปี 1810 ^{[ 67 ]}หลักฐานเกี่ยวกับบริเวณต่างๆ ของสมองที่มีหน้าที่แตกต่างกัน (และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเปลือกสมอง) เพิ่มมากขึ้นตลอดศตวรรษที่ 19 ด้วยการค้นพบศูนย์ภาษาโดยPaul Broca ( 1861) และ เปลือกสมองสั่งการโดย Gustav FritschและEduard Hitzig (1871) ^[⁶⁷^]^[⁶⁸^]จากความเสียหายเฉพาะส่วนของสมองและผลกระทบต่อการทำงานของรอยโรค ที่เกิดขึ้น เดวิด เฟอร์เรียร์ เสนอ ว่าการทำงานของการมองเห็นนั้นอยู่ในกลีบข้างของสมองในปี พ.ศ. 2419 ^[⁶⁸^]ในปี พ.ศ. 2424 เฮอร์มันน์ มุงค์ได้ระบุตำแหน่งของการมองเห็นในกลีบหลัง ของสมองอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่าเป็นคอร์เทกซ์การมองเห็นหลัก^[⁶⁸^]

ในปี 2557 ตำราเรียน "Understanding vision: theory, models, and data" ^{[ 42 ]}อธิบายวิธีการเชื่อมโยงข้อมูลทางชีววิทยาประสาทและข้อมูลพฤติกรรมการมองเห็น/จิตวิทยาผ่านหลักการทางทฤษฎีและแบบจำลองการคำนวณ

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

Davison JA, Patel AS, Cunha JP, Schwiegerling J, Muftuoglu O (กรกฎาคม 2011). "การศึกษาล่าสุดให้มุมมองทางคลินิกที่ทันสมัยเกี่ยวกับเลนส์แก้วตาเทียมกรองแสงสีฟ้า" Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol . 249 (7): 957– 68. doi : 10.1007/s00417-011-1697-6 . PMC 3124647 . PMID 21584764 .
Hatori M, Panda S (ตุลาคม 2010). "บทบาทที่กำลังเกิดขึ้นของเมลาโนปซินในการปรับตัวทางพฤติกรรมต่อแสง" Trends Mol Med . 16 (10): 435– 46. doi : 10.1016/j.molmed.2010.07.005 . PMC 2952704. PMID 20810319 .
ไฮติง, จี. (2011). พัฒนาการด้านการมองเห็นของทารก. สืบค้นเมื่อ 27 กุมภาพันธ์ 2012 จากhttp://www.allaboutvision.com/parents/infants.htm
ฮูเบล, เดวิด เอช. (1995). ตา สมอง และการมองเห็น . นิวยอร์ก: ห้องสมุดวิทยาศาสตร์อเมริกัน . ISBN 978-0-7167-6009-2. OCLC 32806252 .
Kolb B, Whishaw I (2012). บทนำเกี่ยวกับสมองและพฤติกรรม ฉบับที่สี่นิวยอร์ก: Worth Publishers. ISBN 978-1-4292-4228-8. OCLC 918592547 .
Marr, David; Ullman, Shimon; Poggio, Tomaso (2010). Vision: A Computational Investigation into the Human Representation and Processing of Visual Information . Cambridge, Mass: The MIT Press . ISBN 978-0-262-51462-0. OCLC 472791457 .
Rodiek, RW (1988). "เรตินาของไพรเมต". ชีววิทยาเปรียบเทียบของไพรเมต . ประสาทวิทยาศาสตร์. 4.นิวยอร์ก: AR Liss.(บรรณาธิการ: เอชดี สเตคลิส และ เจ. เออร์วิน) หน้า 203–278
Schmolesky, Matthew (1995). "เปลือกสมองส่วนรับภาพหลัก" . หอสมุดแห่งชาติทางการแพทย์ NIH . PMID 21413385 .
ดวงตาที่เสื่อมสภาพตามวัย: มองเห็นอนาคตของคุณ (2009) สืบค้นเมื่อ 27 กุมภาพันธ์ 2012 จากhttps://web.archive.org/web/20111117045917/http://www.realage.com/check-your-health/eye-health/aging-eye
Tovée, Martin J. (2008). บทนำเกี่ยวกับระบบการมองเห็น . เคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ . ISBN 978-0-521-88319-1. OCLC 185026571 .
เวซาลิอุส, อันเดรียส (1543) เด ฮิวมานี คอร์ปอริส ฟาบริกา [ เรื่องการทำงานของร่างกายมนุษย์]
Wiesel, Torsten ; Hubel, David H. (1963). "ผลกระทบของการขาดการมองเห็นต่อสัณฐานวิทยาและสรีรวิทยาของร่างกายเจนิคิวเลตด้านข้างของเซลล์" วารสารประสาทสรีรวิทยา 26 ( 6): 978– 993. doi : 10.1152/jn.1963.26.6.978 . PMID 14084170 . S2CID 16117515 . .

ลิงก์ภายนอก

"Webvision: โครงสร้างของเรตินาและระบบการมองเห็น" – ศูนย์จักษุวิทยาจอห์น โมแรน มหาวิทยาลัยยูทาห์
VisionScience.com – แหล่งข้อมูลออนไลน์สำหรับนักวิจัยด้านวิทยาศาสตร์การมองเห็น
วารสาร Journal of Vision – วารสารวิทยาศาสตร์ด้านการมองเห็นแบบออนไลน์และเปิดให้เข้าถึงได้ฟรี
i-Perception – วารสารวิทยาศาสตร์ด้านการรับรู้แบบออนไลน์และเปิดให้เข้าถึงได้ฟรี
งานวิจัยเกี่ยวกับปลาไหลทะเลได้ค้นพบ "ห่วงโซ่ที่ขาดหายไป" ในวิวัฒนาการของดวงตา ดูเพิ่มเติมได้ที่: Nature Reviews Neuroscience
วาเลนติน ดราโกอิ. "บทที่ 14: การประมวลผลภาพ: ตาและเรตินา" . Neuroscience Online, ตำราเรียนอิเล็กทรอนิกส์ด้านประสาทวิทยาศาสตร์แบบเปิด . ศูนย์วิทยาศาสตร์สุขภาพแห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัส ฮูสตัน (UTHealth). เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน 2017. สืบค้นเมื่อ27 เมษายน 2014 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

เส้นทาง

[

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

41

43 ] ซึ่งระบบการมอง เห็น

]การศึกษา

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

ได้

[ 55 ]

[

[

[

[

[ 61 ]

[

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[

ระบบภาพ

ภาพรวมระบบ

ออปติคอล

ระบบประสาท

โครงสร้าง

ดวงตา

เรตินา

กลไกการสร้างสัญญาณภาพ

เคมีแสง

เส้นประสาทตา

จุดตัดประสาทตา

เส้นประสาทตา

นิวเคลียสเจนิคิวเลตด้านข้าง

การแผ่รังสีแสง

เปลือกสมองส่วนรับภาพ

คอร์เทกซ์เชื่อมโยงภาพ

การพัฒนา

วัยทารก

วัยเด็กและวัยรุ่น

วัยผู้ใหญ่

ฟังก์ชันอื่นๆ

สมดุล

ความสำคัญทางคลินิก

สัตว์อื่นๆ

ประวัติศาสตร์

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

ลิงก์ภายนอก

ข้อมูลสำคัญจากบทความ