Color Vision & Retinal Adaptation
Color Vision)، أسباب عمى الألوان (Color Blindness)، الفروق الجوهرية بين التكيف مع الضوء والظلام (Light vs Dark Adaptation)، ونظرية وظائف الشبكية المزدوجة (Duplicity Theory).
كل صبغة داخل المخاريط (Cones) تتكون من اتحاد جزء بروتيني يسمى Photopsins مع جزيء 11-cis retinal (مشتق فيتامين A).
بناءً على نوع البروتين، ينتج لدينا 3 أنواع من أصباغ الألوان، وكل نوع يستجيب لـ Wavelength محدد:
Short wavelength cones (S-cones) وطول الموجة المفضل له هو 445 nm.Medium wavelength cones (M-cones) وطول الموجة المفضل له هو 535 nm.Long wavelength cones (L-cones) وطول الموجة المفضل له هو 570 nm.Visible Spectrum) يمتد بين 400 – 730 mµ (nm). رؤية الألوان وظيفة حصرية للـ Cones وتتركز بأعلى كثافة في منطقة Fovea centralis.
تعتمد رؤية الألوان على آلية يطلق عليها Young-Helmholtz trichromatic theory:
Red)، الأخضر (Green)، والأزرق (Blue).Equally Stimulated).Relative frequency of impulses) الآتية من كل نظام مخروطي.يعتبر هذا النوع الأكثر شيوعاً، وهو شكل من أشكال Dichromates (حيث يفتقد المريض نوعاً كاملاً من المخاريط إما الأحمر Protanopia أو الأخضر Deuteranopia).
X-linked recessive).8% بين الشعوب القوقازية، بينما يصيب الإناث بنسبة 0.4% فقط.X؛ والذكر يملك كروموسوم X واحد فقط فتظهر عليه الحالة فوراً إذا حمله، بينما تحتاج الأنثى أن يحمل كِلا كروموسومي X الجين المعطوب لتصاب بـ Color Blindness.
هذا النوع من عمى الألوان أندر بكثير، وله خصائص فريدة يفضل أن تتذكرها جيداً في الامتحان:
Tritanopia.Genetic) أو مكتسباً (Acquired).Brain mechanism).75 cm لعدة ثوانٍ لتمييز الأرقام المخبأة داخل دوائر ملونة.
عند الانتقال المفاجئ من مكان ساطع الضوء إلى غرفة مظلمة، لا تستطيع رؤية أي شيء في البداية لأن حساسية الشبكية تكون متدنية للغاية، لكن الحساسية تزداد تدريجياً بكثافة عالية.
Slow process) تستغرق من 30 - 60 minute لكتمل تماماً.25,000 fold (وحتى 100,000 مرة في بعض التقديرات).Regeneration of Rhodopsin) في العصي والمخاريط بتحويل فيتامين A والـ Opsins إلى 11-cis retinal.التغيرات الفسيولوجية الأربعة أثناء Dark Adaptation:
Pupil dilation).Rhodopsin و Photopsins.Decrease Threshold).Visual acuity is small/low).Vitamin A deficiency).
Retinal و Rhodopsin بشكل حاد، فيعجز المريض عن الرؤية في الضوء الخافت ليلاً.
IV Vitamin A الذي قد يعيد الرؤية الليلية في أقل من ساعة واحدة (< 1 hour)!
عند الخروج من مكان مظلم إلى ضوء الشمس الساطع، ينزعج الشخص بسبب التحفيز الشديد، لكن خلال دقائق قليلة تنخفض حساسية الشبكية لتتأقلم مع شدة الضوء.
Rapid process) تكتمل خلال 5 minutes فقط.Breakdown/Bleaching of photosensitive chemicals) إلى Retinal و Opsins.التغيرات الفسيولوجية الأربعة أثناء Light Adaptation:
Pupil constriction).Increase Threshold).Visual acuity is great).Radiologists) والطيارون (Pilots) نظارات حمراء عند تواجدهم في الضوء الساطع؟
Cones) فقط ولا يحفز العصي (Rods) إطلاقاً، مما يمنع انحلال أصباغ الـ Rhodopsin في العصي، وبالتالي يقلل الوقت الذي تحتاجه العين للتكيف مجدداً مع الظلام بسرعة عند الدخول لغرفة الأشعة أو القيادة الليلية!
| وجه المقارنة | التكيف مع الضوء (Light Adaptation) |
التكيف مع الظلام (Dark Adaptation) |
|---|---|---|
| السرعة والزمن | سريعة جداً (تكتمـل في 5 min) |
بطيئة (تستغرق 30 - 60 min) |
| حالة الصبغات | تكسّر الصبغات (Breakdown) |
إعادة تصنيع الصبغات (Regeneration) |
| حجم حدقة العين | تضيّق (Pupil Constriction) |
اتساع (Pupil Dilation) |
| حساسية الشبكية | تقل (يرتفع الـ Threshold) |
تزداد بقوة حتى 25,000 fold (ينخفض الـ Threshold) |
| حدة البصر (Visual Acuity) | عالية جداً ممتازة (Great) |
منخفضة وضعيفة (Small / Low) |
تنص نظرية Duplicity Theory of Retinal Function على وجود نظامين منفصلين للإشارات مدخلين للجهاز العصبي المركزي:
| الخاصية | رؤية العصي (Scotopic Vision / Rods) |
رؤية المخاريط (Photopic Vision / Cones) |
|---|---|---|
| العدد في الشبكية | 120 million / شبكية |
6 million / شبكية |
| نوع الرؤية | رؤية ليلية خافتة (Night / Dim vision) |
رؤية نهارية ساطعة (Day / Bright vision) |
| الحساسية للضوء | عالية جداً (High sensitivity) |
منخفضة (Low sensitivity) |
| القدرة على تمييز الألوان | لا تميز الألوان (No Color vision) |
مسؤولة عن تمييز الألوان (Color vision) |
| حدة التفاصيل (Acuity) | ضعيفة والتفاصيل غير واضحة (تجمع الإشارات High convergence) |
عالية ودقيقة جداً (خاصة في الـ Fovea) |
Cones عددها 6 million ومسؤولة عن Photopic vision و Color vision.Rods عددها 120 million ومسؤولة عن Scotopic vision (الرؤية الليلية).445 nm | الأخضر 535 nm | الأحمر 570 nm.Red, Green, Blue. وتحفيز الثلاثة بالتساوي يعطي الإحساس بـ White.8% males مقابل 0.4% females لأنه X-linked recessive.Tritanopia: نادر ولا يتأثر بالجنس (No sex predilection).Dark adaptation بطيء (30-60 min) ويعتمد على Regeneration of Rhodopsin.Light adaptation سريع (5 min) ويعتمد على Breakdown of pigments.Night Blindness سببه نقص Vitamin A وعلاجه السريع حقن IV Vit A خلال < 1 hour.Red glasses) تحمي الـ Rods من التفكك لأن الضوء الأحمر يثير الـ Cones فقط.Cones only and does not stimulate Rods. This prevents the breakdown (bleaching) of Rhodopsin in the rods, minimizing the time needed for the rods to adapt to dark conditions (Dark adaptation).