โฟเวีย เซ็นทรัลลิส
| โฟเวีย เซ็นทรัลลิส | |
|---|---|
แผนภาพแสดงโครงสร้างของดวงตาของมนุษย์โดยมีจุดรับภาพหลัก (fovea)อยู่ด้านล่าง ภาพนี้แสดงภาพตัดขวางในแนวนอนของดวงตาข้างขวา | |
| รายละเอียด | |
| ตัวระบุ | |
| ละติน | โฟเวียเซนทราลิส |
| เมช | D005584 |
| TA98 | A15.2.04.022 |
| ทีเอ2 | 6785 |
| เอฟเอ็มเอ | 58658 |
| ศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์ | |
ฟอเวียเซนทราลิสเป็นหลุมเล็กๆ ตรงกลางที่ประกอบด้วยเซลล์รูปกรวย ที่เรียงตัวกันอย่างหนาแน่น ในดวงตาตั้งอยู่ตรงกลางของมาคูลาลูเทียของเรตินา[ 1 ] [ 2 ]
ฟอเวียมีหน้าที่รับผิดชอบการมองเห็น ส่วนกลางที่คมชัด (เรียกอีกอย่างว่าการมองเห็นแบบฟอเวีย) ซึ่งจำเป็นสำหรับมนุษย์ในการทำกิจกรรมที่รายละเอียดการมองเห็นมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง เช่นการอ่านและการขับรถ ฟอเวียถูกล้อมรอบด้วย แถบ พาราฟอเวียและบริเวณรอบนอกเพอริฟอเวีย[ 2 ]
บริเวณพาราโฟเวียเป็นบริเวณตรงกลาง ซึ่ง มีชั้น เซลล์แกงลีออนประกอบด้วยเซลล์มากกว่าห้าชั้น และมีความหนาแน่นของเซลล์รูปกรวยสูงที่สุด ส่วนบริเวณเพริโฟเวียเป็นบริเวณด้านนอกสุด ซึ่งมีชั้นเซลล์แกงลีออนเพียงสองถึงสี่ชั้น และเป็นบริเวณที่ความคมชัดในการมองเห็นต่ำกว่าระดับที่เหมาะสม บริเวณเพริโฟเวียมี ความหนาแน่นของเซลล์รูปกรวยลดลงอย่างมาก โดยมีเพียง 12 เซลล์ต่อ 100 ไมโครเมตร เทียบกับ 50 เซลล์ต่อ 100 ไมโครเมตรในบริเวณ โฟเวียส่วนกลางซึ่งล้อมรอบด้วย บริเวณ รอบนอก ที่ใหญ่กว่า ทำให้ได้ข้อมูลที่ถูกบีอัดอย่างมากและมีความละเอียดต่ำ ตามรูปแบบการบีอัดในการถ่ายภาพแบบโฟเวีย
เส้นใย ประสาทประมาณครึ่งหนึ่งในเส้นประสาทตาจะนำข้อมูลจากฟอเวียในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งจะนำข้อมูลจากส่วนที่เหลือของเรตินา บริเวณพาราฟอเวียขยายออกไปเป็นรัศมี 1.25 มม. จากฟอเวียกลาง และบริเวณเพอริฟอเวียจะอยู่ที่ รัศมี 2.75 มม. จาก ฟอเวี ยกลาง[ 3 ]
คำว่าfoveaมาจากภาษาละตินfovea ' หลุม' [ 4 ]
โฟเวียเซนทราลิสได้รับการตั้งชื่อโดยคาร์ล เบิร์กมันน์ นักเนื้อเยื่อวิทยา ชาวเยอรมัน [ 5 ]
โครงสร้าง
The fovea is a depression in the inner retinal surface, about 1.5 mm wide, the photoreceptor layer of which is entirely cones and which is specialized for maximum visual acuity. Within the fovea is a region of 0.5mm diameter called the foveal avascular zone (an area without any blood vessels). This allows the light to be sensed without any dispersion or loss. This anatomy is responsible for the depression in the center of the fovea. The foveal pit is surrounded by the foveal rim that contains the neurons displaced from the pit. This is the thickest part of the retina.[6]
The fovea is located in a small avascular zone and receives most of its oxygen from the vessels in the choroid, which is across the retinal pigment epithelium and Bruch's membrane. The high spatial density of cones along with the absence of blood vessels at the fovea accounts for the high visual acuity capability at the fovea.[7]
The center of the fovea is the foveola – about 0.35 mm in diameter – or central pit where only cone photoreceptors are present and there are virtually no rods.[1] The central fovea consists of very compact cones, thinner and more rod-like in appearance than cones elsewhere. These cones are very densely packed (in a hexagonal pattern). Starting at the outskirts of the fovea, however, rods gradually appear, and the absolute density of cone receptors progressively decreases.
In 2018, the anatomy of the foveola was reinvestigated, and it was discovered that outer segments from the central foveolar cones of monkeys are not straight and twice as long as those from the parafovea.[8]
Size
The size of the fovea is relatively small with regard to the rest of the retina. However, it is the only area in the retina where 20/20 vision is attainable, and is the area where fine detail and colour can be distinguished.[9][10]
Properties





- Anatomical macula / macula lutea / area centralis (clinical: posterior pole):
- Diameter = 5.5 mm (~3.5 disc-diameters) (about 18 deg of VF)
- Demarcated by the superior and inferior temporal arterial arcades.
- มี รูป ทรงวงรีในแนวนอน
- ในทางจุลพยาธิวิทยา บริเวณนี้เป็นบริเวณเดียวของเรตินาที่GCLมีเซลล์แกงลีออนมากกว่า 1 ชั้น
- ลักษณะสีเหลือง = รงควัตถุลูเตียล ( แซนโทฟิลล์และเบต้าแคโรทีนอยด์ ( เบต้าแคโรทีน )) ในชั้นนิวเคลียสชั้นนอกเข้าไปด้านใน
- บริเวณรอบศูนย์กลางจอประสาทตาทางกายวิภาค:
- บริเวณระหว่างพาราโฟเวีย (2.5 มม.) และขอบของมาคูลา
- GCLประกอบด้วยเซลล์ 2–4 ชั้น
- 12 โคน / 100 ไมโครเมตร
- บริเวณพาราโฟเวียทางกายวิภาค:
- เส้นผ่านศูนย์กลาง = 2.5 มม.
- GCLมีเซลล์มากกว่า 5 ชั้น และมีความหนาแน่นของเซลล์รูปกรวยสูงที่สุด
- รอยบุ๋มจอประสาทตาทางกายวิภาค / รอยบุ๋มจอตาส่วนกลาง (คลินิก: จุดภาพจุด)
- บริเวณที่เป็นรอยบุ๋มตรงกลางของจุดรับภาพ (macula lutea)
- เส้นผ่านศูนย์กลาง = 1.5 มม. (~1 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นดิสก์) (ประมาณ 5 องศาของVF )
- บริเวณไร้หลอดเลือดในศูนย์กลางจอประสาทตา (FAZ)
- บริเวณศูนย์กลางจอประสาทตาทางกายวิภาค(ในทางการแพทย์: โฟเวีย)
- เส้นผ่านศูนย์กลาง = 0.35 มม. (ประมาณ 1 องศาของVF )
- พื้นส่วนกลางของรอยบุ๋มของฟอเวียเซนทราลิส
- 50 โคน / 100 ไมโครเมตร
- ความสามารถในการมองเห็นสูงสุด
- กายวิภาคของกระดูกอก
- แสดงถึงจุดศูนย์กลางที่แม่นยำของจอประสาทตา[ 11 ]
- เส้นผ่านศูนย์กลาง = 0.15 มม.
- สอดคล้องกับปฏิกิริยาตอบสนองต่อแสงทางคลินิก
การทำงาน

ใน ฟอเวีย ของไพรเมต (รวมถึงมนุษย์) อัตราส่วนของเซลล์แกงลีออนต่อเซลล์รับแสงอยู่ที่ประมาณ 2.5 เซลล์แกงลีออนเกือบทุกเซลล์จะได้รับข้อมูลจากเซลล์รูปกรวยเพียงเซลล์เดียว และเซลล์รูปกรวยแต่ละเซลล์จะส่งข้อมูลไปยังเซลล์แกงลีออนระหว่าง 1 ถึง 3 เซลล์[ 12 ]ดังนั้น ความคมชัดของการมองเห็นในฟอเวียจึงถูกจำกัดด้วยความหนาแน่นของโมเสกเซลล์รูปกรวยเท่านั้น และฟอเวียเป็นบริเวณของดวงตาที่มีความไวต่อรายละเอียดเล็กๆ สูงที่สุด[ 13 ]เซลล์รูปกรวยในฟอเวียส่วนกลางจะแสดงออกออปซินที่ไวต่อแสงสีเขียวและสีแดง เซลล์รูปกรวยเหล่านี้เป็นเส้นทาง 'ขนาดเล็ก' ที่เป็นพื้นฐานของฟังก์ชันความคมชัดสูงของฟอเวียด้วย
ฟอเวียถูกใช้เพื่อการมองเห็นที่แม่นยำในทิศทางที่ชี้ไป ฟอเวียมีขนาดน้อยกว่า 1% ของขนาดเรตินา แต่กินพื้นที่มากกว่า 50% ของคอร์เทกซ์การมองเห็นในสมอง[ 14 ] ฟอเวียจะมองเห็นเพียงสององศาตรงกลางของสนามการมองเห็น (ประมาณสองเท่าของความกว้างของเล็บหัวแม่มือของคุณเมื่อยื่นแขนออกไป) [ 15 ] [ 16 ]หากวัตถุมีขนาดใหญ่และครอบคลุมมุมกว้าง ดวงตาจะต้องเปลี่ยนการมอง อย่างต่อเนื่อง เพื่อนำส่วนต่างๆ ของภาพเข้าสู่ฟอเวีย (เช่นในการอ่าน ) การจ้องมองที่ฟอเวียยังถือเป็นรูปแบบหนึ่งของความสนใจที่ชัดเจนซึ่งช่วยให้สามารถมุ่งเน้นทรัพยากรการประมวลผลทางประสาทสัมผัสไปยังแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องมากที่สุด[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]นอกจากนี้ การมองเห็นที่ฟอเวียอาจช่วยเร่งการเรียนรู้ภารกิจการมองเห็นเฉพาะโดยการละเลยบริบทที่ไม่เกี่ยวข้องและมุ่งเน้นเฉพาะข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่มีมิติที่ต่ำกว่า[ 21 ] [ 22 ]

เนื่องจากฟอเวียไม่มีเซลล์รูปแท่ง จึงไม่ไวต่อแสงสลัว ดังนั้น เพื่อสังเกตดาวที่ริบหรี่นักดาราศาสตร์จึงใช้การมองแบบเหลือบ ตา โดยมองออกไปทางด้านข้างของดวงตา ซึ่งเป็นบริเวณที่มีเซลล์รูปแท่งหนาแน่นกว่า จึงทำให้มองเห็นวัตถุที่ริบหรี่ได้ง่ายกว่า
บริเวณโฟเวียมีความเข้มข้นสูงของเม็ดสีแคโรทีนอยด์ สีเหลือง ลูทีนและซีแซนทีน เม็ดสี เหล่านี้มีความเข้มข้นในชั้นเส้นใยเฮนเล (แอกซอนของเซลล์รับแสงที่แผ่ออกไปด้านนอกจากโฟเวีย) และในเซลล์รูปกรวยในปริมาณที่น้อยกว่า[ 24 ] [ 25 ]เชื่อกันว่าเม็ดสีเหล่านี้มีบทบาทในการป้องกันผลกระทบจากแสงสีฟ้าที่มีความเข้มสูง ซึ่งอาจทำลายเซลล์รูปกรวยที่ไวต่อแสงได้ เม็ดสีเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มความคมชัดของโฟเวียโดยการลดความไวของโฟเวียต่อคลื่นแสงความยาวคลื่นสั้นและต่อต้านผลกระทบของความคลาดเคลื่อนของสี [ 26 ] นอกจากนี้ยังพบว่ามีความหนาแน่นของเซลล์รูปกรวยสีฟ้าลดลงที่บริเวณศูนย์กลางของโฟเวีย[ 27 ]ความหนาแน่นสูงสุดของเซลล์รูปกรวยสีฟ้าเกิดขึ้นเป็นวงแหวนรอบโฟเวีย ดังนั้น ความคมชัดสูงสุดสำหรับแสงสีฟ้าจึงต่ำกว่าสีอื่นๆ และเกิดขึ้นห่างจากจุดศูนย์กลางประมาณ 1° [ 27 ]
ขนาดเชิงมุมของเซลล์รูปกรวยในจอประสาทตา
โดยเฉลี่ยแล้ว ฟอเวียแต่ละตารางมิลลิเมตร (มม.) จะมีเซลล์รูปกรวยประมาณ 147,000 เซลล์[ 28 ]หรือ383เซลล์รูปกรวยต่อมิลลิเมตรระยะโฟกัส เฉลี่ย ของดวงตา กล่าวคือ ระยะห่างระหว่างเลนส์กับฟอเวีย คือ 17.1 มม. [ 29 ]จากค่าเหล่านี้ เราสามารถคำนวณมุมมอง เฉลี่ย ของเซนเซอร์เดี่ยว (เซลล์รูปกรวย) ซึ่งมีค่าประมาณ31.46 วินาทีโค้ง
ตารางต่อไปนี้แสดงความหนาแน่นของพิกเซลที่จำเป็นในระยะทางต่างๆ เพื่อให้มีหนึ่งพิกเซลต่อ 31.5 อาร์คเซคอนด์:
| วัตถุตัวอย่าง | ระยะห่างจากดวงตาโดยประมาณ | ความหนาแน่นพิกเซลสัมบูรณ์เพื่อให้ตรงกับความหนาแน่นเฉลี่ยของเซลล์รูปกรวยบริเวณจุดรับภาพ(การมองเห็น 20/10.5) ในหน่วย PPI (พิกเซล/ซม.) |
|---|---|---|
| โทรศัพท์หรือแท็บเล็ต | 10 นิ้ว (25.4 ซม.) | 655.6 (258.1) |
| หน้าจอแล็ปท็อป | 2 ฟุต (61 ซม.) | 273.2 (107.6) |
| ทีวี HDTV ขนาด 42 นิ้ว ( 1.07 เมตร ) อัตราส่วน 16:9 มุมมอง30 องศา | 5.69 ฟุต (1.73 เมตร) | 96.0 (37.8) |
ความหนาแน่นของกรวยสูงสุดแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละบุคคล โดยค่าสูงสุดที่ต่ำกว่า 100,000 กรวย/มม. ²และสูงกว่า 324,000 กรวย/มม. ²ไม่ใช่เรื่องแปลก[ 30 ]เมื่อพิจารณาความยาวโฟกัสเฉลี่ย สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าบุคคลที่มีทั้งความหนาแน่นของกรวยสูงและเลนส์ที่สมบูรณ์แบบอาจสามารถแยกแยะพิกเซลที่มีขนาดเชิงมุม21.2อาร์คเซคอนด์ ซึ่งต้องใช้ค่า PPI อย่างน้อย1.5เท่าของค่าที่แสดงข้างต้นเพื่อให้ภาพไม่ดูเป็นพิกเซล
บุคคลที่มี สายตา 20/20 (6/6 เมตร) ซึ่งหมายถึงความสามารถในการแยกแยะตัวอักษรขนาด 5x5 พิกเซลที่มีขนาดเชิงมุม 5 อาร์คมินิต จะไม่สามารถมองเห็นพิกเซลที่มีขนาดเล็กกว่า 60 อาร์คเซคอนด์ได้ ในการที่จะแยกแยะพิกเซลขนาด 31.5 และ 21.2 อาร์คเซคอนด์ได้นั้น บุคคลจะต้องมีสายตา 20/10.5 (6/3.1 เมตร) และ 20/7.1 (6/2.1 เมตร) ตามลำดับ ในการหาค่า PPI ที่สามารถมองเห็นได้ที่สายตา 20/20 ให้นำค่าในตารางด้านบนมาหารด้วยอัตราส่วนความคมชัดของสายตา (เช่น 96 PPI / (สายตา 20/10.5) = 50.4 PPI สำหรับสายตา 20/20)
ผลกระทบทางสายตาในบริเวณศูนย์กลางการมองเห็น
การมีอยู่ของเม็ดสีในแอกซอนที่เรียงตัวเป็นแนวรัศมีของชั้นเส้นใยเฮนเลทำให้เกิดคุณสมบัติไดโครอิกและไบรีฟริงเจนต์[ 31 ]ต่อแสงสีฟ้า ผลกระทบนี้สามารถมองเห็นได้ผ่านแปรงของไฮดิงเกอร์เมื่อโฟเวียชี้ไปยังแหล่งกำเนิดแสงโพลาไรซ์
ผลรวมของเม็ดสีมาคูลาร์และการกระจายตัวของกรวยคลื่นแสงสั้นส่งผลให้ฟอเวียมีความไวต่อแสงสีฟ้าน้อยลง (สโคโตมาแสงสีฟ้า) แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่สามารถมองเห็นได้ภายใต้สถานการณ์ปกติเนื่องจากการ "เติมเต็ม" ข้อมูลโดยสมอง แต่ภายใต้รูปแบบการส่องสว่างของแสงสีฟ้าบางอย่าง จะเห็นจุดสีดำที่จุดโฟกัส[ 32 ]นอกจากนี้ หากมองแสงสีแดงและสีฟ้าผสมกัน (โดยการมองแสงสีขาวผ่านตัวกรองไดโครอิก) จุดโฟกัสของฟอเวียจะมีจุดสีแดงตรงกลางล้อมรอบด้วยขอบสีแดงเล็กน้อย[ 32 ] [ 33 ]สิ่งนี้เรียกว่าจุดของแม็กซ์เวลล์ตามชื่อของเจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์[ 34 ]ผู้ค้นพบ
การตรึงสองจุด
ในการมองเห็นด้วยตาคู่ ดวงตาทั้งสองข้างจะรวมแสงเข้าหากันเพื่อให้เกิดการตรึงจุดโฟกัสสองจุด ซึ่งจำเป็นต่อการมองเห็นภาพ สามมิติได้อย่าง คม ชัด
ในทางตรงกันข้าม ในภาวะที่เรียกว่าการจับคู่จอประสาทตาที่ผิดปกติสมองจะเชื่อมโยงจุดรับภาพกลางของตาข้างหนึ่งกับบริเวณนอกจุดรับภาพของตาอีกข้างหนึ่ง
สัตว์อื่นๆ
ฟอเวียเป็นหลุมบนพื้นผิวของเรตินาในปลา สัตว์เลื้อยคลาน และนกหลายชนิด ในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พบฟอเวียในรูปแบบที่พัฒนาเต็มที่เฉพาะใน ไพรเมต กลุ่มแฮปโลไรน์เท่านั้น แม้ว่าจะมีโครงสร้างคล้ายฟอเวียที่ยังไม่สมบูรณ์ในลีเมอร์ที่หากิน ในเวลากลางวันบาง ชนิดก็ตาม ฟอเวียของเรตินามีรูปร่างแตกต่างกันเล็กน้อยในสัตว์แต่ละชนิด ตัวอย่างเช่น ในไพรเมต เซลล์รับแสงรูปกรวยจะเรียงตัวอยู่ที่ฐานของหลุมฟอเวีย เซลล์ที่ก่อตัวเป็นชั้นผิวเผินในส่วนอื่น ๆ ของเรตินาได้ถูกเคลื่อนย้ายออกจากบริเวณฟอเวียในช่วงปลายของระยะตัว อ่อน และช่วงต้นหลังคลอด ฟอเวียอื่น ๆ อาจแสดงให้เห็นเพียงความหนาที่ลดลงในชั้นเซลล์ด้านใน แทนที่จะหายไปเกือบทั้งหมด
นกส่วนใหญ่มีฟอเวียเดียว แต่เหยี่ยว นกนางแอ่น และนกฮัมมิ่งเบิร์ดมีฟอเวียสองอัน อันที่สองเรียกว่าฟอเวียขมับ ซึ่งช่วยให้พวกมันสามารถติดตามการเคลื่อนไหวที่ช้าได้[ 35 ]ความหนาแน่นของเซลล์รูปกรวยในฟอเวียของนกทั่วไปอยู่ที่ 400,000 เซลล์ต่อตารางมิลลิเมตร แต่นกบางชนิดสามารถมีความหนาแน่นสูงถึง 1,000,000 เซลล์ต่อตารางมิลลิเมตร (เช่นเหยี่ยวธรรมดา ) [ 36 ]
รูปภาพเพิ่มเติม
- ภาพประกอบแสดงโครงสร้างหลักของดวงตา รวมถึงฟอเวีย
- ส่วนประกอบต่างๆ ของดวงตาที่ระบุชื่อไว้
- ภาพนี้แสดงมุมมองอีกมุมหนึ่งของโครงสร้างภายในดวงตา พร้อมคำอธิบายประกอบ
- แผนภาพแสดงโครงสร้างของมาคูลาลูเทียในเรตินา โดยแสดงบริเวณรอบศูนย์กลางจอประสาทตา (perifovea), บริเวณใกล้ศูนย์กลางจอประสาทตา (parafovea), ศูนย์กลางจอประสาทตา (fovea) และมาคูลาทางคลินิก
- ภาพถ่ายจอตาแสดงให้เห็นจุดรับภาพ (macula) อยู่ทางด้านซ้าย จานประสาทตา (optic disc) คือบริเวณทางด้านขวาซึ่งเป็นจุดที่หลอดเลือดมาบรรจบกัน จุดสีเทาที่ดูจางๆ ตรงกลางคือเงาที่เกิดจากกระบวนการสร้างภาพ