V tomto blogovém příspěvku se blíže podíváme na to, jak se vizuální informace přijímané očima zpracovávají v mozku a jak vnímáme svět.
Můžeme získávat vnější informace o objektech v dosahu našich očí, jako je jejich barva, textura, tloušťka a velikost. Rozpoznáním objektivních a vnějších charakteristik objektů kolem nás získáváme vodítka, která nám umožňují činit správné úsudky a vhodně reagovat na situace, ve kterých se nacházíme.
Tomuto smyslu říkáme „zrak“ a smyslovým orgánem, který přijímá řadu vnějších informací o objektech v našem vnímacím rozsahu, je oko. Zrak je zdaleka nejprimárnějším a nejinstinktivnějším z pěti smyslů, protože shromažďuje informace nezbytné k tomu, aby lidé vnímali vnější svět a mohli si o něm vytvářet komplexní úsudky. Každý den žijeme obklopeni záplavou vizuálních informací, pojďme se tedy podívat na to, jak se vizuální informace, které přijímáme očima, zpracovávají v mozku.
Fotoaparát má strukturu podobnou lidskému oku, a to natolik, že se o něm říká, že je modelován podle lidského oka. Při pořízení fotografie se světlo ze světelného zdroje odráží od objektu a prochází čočkou fotoaparátu, kde se láme a zaostřuje na film uvnitř tmavé skříňky fotoaparátu. Čočka fotoaparátu odpovídá čočce lidského oka, zatímco cévnatka a sítnice odpovídají tmavé skříňce a filmu uvnitř fotoaparátu. Tloušťka čočky se upravuje kontrakcí a relaxací ciliárního svalu, který určuje stupeň lomu světla v závislosti na vzdálenosti, a lomené světlo se na sítnici formuje do obrazu. Svět lámaný čočkou se promítá na film zvaný sítnice.
Jak se tedy tento promítaný obraz přenáší do mozku? Sítnice se skládá z několika vrstev buněk a informace proudí podél těchto vrstev. Vizuální informace vytvořená na sítnici prochází třemi vrstvami fotoreceptorových buněk, bipolárními buňkami a gangliovými buňkami a poté je přenášena do zrakového nervu. Existují dva typy fotoreceptorových buněk: tyčinky a čípky. Tyčinky rozpoznávají jas, zatímco čípky rozpoznávají tři základní barvy: červenou, zelenou a modrou. Mnoho fotoreceptorových buněk tvoří shluky nazývané fotoreceptorová pole. Tato fotoreceptorová pole odpovídají jedna ku jedné každé buňce v bipolární buněčné vrstvě, která se nachází vně vrstvy fotoreceptorových buněk. Soubor fotoreceptorových buněk, nazývaný receptivní pole, je kruhový a rozdělen do dvou oblastí: středu a periferie. Aktivace bipolárních buněk závisí na tom, ve které z těchto dvou oblastí jsou fotoreceptorové buňky ve fotoreceptorovém poli aktivní. Bipolární buňky, každá s vlastním fotoreceptorovým polem, jsou horizontálně propojeny horizontálními buňkami, které vylučují inhibiční neurotransmitery, aby byly vnější obrazy přenášené z fotoreceptorového pole jasnější. Vnější vrstva bipolárních buněk a poslední vrstva retinálních buněk jsou gangliové buňky. Stejně jako bipolární buňky mají i gangliové buňky kruhová receptivní pole s centrální a periferní oblastí. Stejně jako bipolární buňky mají kruhová receptivní pole složená z fotoreceptorových buněk, gangliové buňky mají receptivní pole složená ze skupiny bipolárních buněk. Existují tři typy gangliových buněk: buňky W, buňky X a buňky Y. Vizuální informace přijímané receptivními poli spojenými s každou gangliovou buňkou se liší v závislosti na typu. Buňky X přijímají informace z čípků a jsou zodpovědné za rozlišení barev vnějších objektů. Buňky Y jsou zodpovědné za zaostřování na objekty na základě jejich pohybu a mají relativně širší receptivní pole než buňky X. Funkce buněk W je stále neznámá a jsou nejmenšími ze tří typů gangliových buněk. Amakrinní buňky, které horizontálně spojují gangliové buňky, udržují citlivost gangliových buněk na světlo v reakci na změny úrovně osvětlení pozadí. Vizuální informace, která prochází těmito třemi vrstvami buněk, je poté přenášena do mozku prostřednictvím zrakového nervu.
Mozek je soubor nervových buněk. Jak se v mozku zpracovávají informace přijímané smyslovými orgány, očima? Zrakový nerv funguje jako most mezi očima a mozkem. Zrakový nerv je jedním z 12 párů hlavových nervů, které vycházejí z mozku a spojují se s levým a pravým okem. Unikátní vlastností těchto nervů je, že se levý a pravý nerv kříží. Informace přijímané každým okem se proto přenášejí na opačnou stranu mozku. Zkřížené vizuální informace se ukládají v thalamu. Thalamus se nazývá řídicím centrem smyslů, protože všechny smysly kromě čichu jím procházejí, než jsou přeneseny do mozkové kůry, odkud jsou odeslány do odpovídající senzorické kůry. Každý smysl se přenáší do odlišné oblasti thalamu a v případě zraku prochází laterálním genikulárním jádrem a přesouvá se do primární zrakové kůry. Stejně jako sítnice se laterální genikulární jádro skládá z několika vrstev buněk, přičemž každá vrstva zpracovává specifický typ vizuální informace. Zraková kůra, která je v mozku zodpovědná za zrak, přijímá informace z levého a pravého oka prostřednictvím thalamu. Primární zraková kůra se nachází v týlním laloku a skládá se z vertikálních vrstev. Informace z jedné gangliové buňky se přenášejí do milionů neuronů, které tvoří zrakovou kůru, jež rozpoznává různé kombinace informací, jako je směr, vlnová délka, poloha a pohyb světla. Existuje sedm vrstev zrakové kůry a vizuální informace, které se dostanou do primární zrakové kůry, se přenášejí různými cestami v závislosti na jejich typu. V případě barvy procházejí čtvrtou zrakovou kůrou do spánkového laloku, zatímco informace o pohybu a prostorové informace se přenášejí do pravého temenního laloku přes pátou zrakovou kůru. Jakmile se vizuální informace dostanou do oblasti mozku, kde jsou nakonec zpracovány, jsme schopni plně analyzovat obrazy vytvořené na sítnici a vnímat svět kolem sebe, jako bychom sledovali film.
Fyzická realita před námi je přenášena do mozku a přeměněna na elektrochemické signály a my jsme schopni vidět svět na základě těchto signálů. V našem každodenním životě bereme scenérii kolem nás jako samozřejmost, ale v zákulisí probíhá neustálý proces přenosu signálů mezi očima a mozkem. Informace přijímané očima procházejí stovkami milionů neuronů, než jsme schopni je vědomě vnímat.
Sofistikovanost a složitost této série procesů přenosu vizuálních informací lze považovat za skutečnou záhadu lidského těla. Tento proces zpracování vizuálních informací je přímo spojen s naším přežitím.
Například v situacích, jako je vyhýbání se predátorům nebo hledání potravy ve volné přírodě, vizuální informace umožňují okamžité reakce na přežití. Vizuální informace hrají důležitou roli i v moderní společnosti. Při řízení, komunikaci pomocí mimiky a gest nebo při orientaci v novém prostředí neustále používáme vizuální informace k rozhodování a úpravě našeho chování. To ukazuje, že schopnost zpracovávat a interpretovat vizuální informace je důležitým faktorem lidské inteligence a adaptability.
Pokroky v moderních technologiích navíc umožnily nové vizuální zážitky, jako je virtuální realita a rozšířená realita. Tyto technologie využívají naše schopnosti zpracování vizuálních informací k boření hranic mezi realitou a virtualitou a poskytují nové formy učení, zábavy a léčebných metod. V budoucnu se technologie zpracování vizuálních informací bude dále rozvíjet a přispívat ke zlepšení kvality našeho života.
Sběr a zpracování vizuálních informací proto není jednoduchý fyziologický proces, ale důležitý mechanismus, který rozšiřuje lidské zkušenosti a znalosti. Pochopení a využití tohoto procesu je nezbytné nejen pro individuální růst, ale i pro rozvoj společnosti jako celku. Prostřednictvím vizuálních informací můžeme činit lepší rozhodnutí, získat hlubší porozumění a mít bohatší zkušenosti.
