Widzenie skotopowe opiera się głównie na pobudzeniu pręcików znajdujących się na powierzchni siatkówki, poza plamką żółtą. Umożliwia uzyskanie obrazu w skali szarości, o mniejszej rozdzielczości niż w przypadku widzenia dziennego (zapewnianego przez pręciki).

Widzenie skotopowe i fotopowe

Oko ludzkie przystosowane jest do pracy w różnych warunkach oświetlenia. Ilość światła docierającego do wnętrza gałki ocznej jest regulowana przez tęczówkę, która zmienia średnicę otworu źrenicznego (podobnie jak przysłona w aparacie fotograficznym). Na powierzchni siatkówki znajdują się różnego rodzaju komórki fotoreceptorowe:

• czopki, które obecne są w tzw. plamce żółtej, czyli miejscu, gdzie pada obraz z miejsca, na którym skupia się wzrok,

• pręciki, rozmieszczone w miarę równomiernie na większości powierzchni siatkówki poza plamką żółtą – zapewniają widzenie obwodowe.

Czopki rozmieszczone są bardzo gęsto, co powoduje, że tworzone przez nie impulsy elektryczne pozwalają na zsyntezowanie w mózgu bardzo szczegółowych i wyraźnych obrazów. Powstający obraz centralny jest uzupełniany przez pręciki – tworzą one mniej wyraźny obraz otoczenia, umożliwiający jednak określenie zarysów przedmiotów, omijanie przeszkód czy wczesne rozpoznanie ruchu zbliżającej się osoby lub lecącego obiektu.

Czopki do swego działania potrzebują dużej ilości światła. Są więc odpowiedzialne jedynie za tak zwane widzenie dzienne, czyli fotopowe. Ponieważ do pobudzenia pręcika wystarczą pojedyncze fotony (czyli elementarna dawka energii świetlnej), fotoreceptory te zachowują zdolność widzenia przy minimalnym oświetleniu. Zapewniają więc widzenie zmierzchowe (nocne), nazywane w nomenklaturze medycznej skotopowym.

Zobacz także: Zaburzenia widzenia – objawy, przyczyny, leczenie

Czy możliwe jest widzenie w ciemności?

Widzenie skotopowe zapewnia możliwość rozpoznawania zarysów przedmiotów i obserwowania ruchów przy minimalnym oświetleniu. W porze nocnej do oka docierają rozproszone impulsy pochodzące z odległych lub słabo świecących obiektów albo odbite od różnych innych przedmiotów, które same nie emitują energii świetlnej. Warunkiem uzyskania pobudzenia pręcika jest jednak dotarcie do niego promieniowania elektromagnetycznego w paśmie widzialnym, które spowoduje rozpad kompleksu białkowego zwanego rodopsyną. Zapoczątkowuje to kaskadę reakcji, które wywołują powstanie impulsu elektrycznego, dostarczanego drogami nerwowymi do ośrodków wzrokowych mózgu. Dlatego, mimo zdolności oka do działania w warunkach bardzo słabego oświetlenia, widzenie w całkowitej ciemności nie jest możliwe. Dotyczy to nie tylko człowieka, ale również zwierząt, które aktywne są w nocy.

Większa czułość ich oczu przy minimalnym oświetleniu nie wynika z innego mechanizmu widzenia, lecz jedynie z odmiennej budowy oka, która pozwala na optymalizację trafiającej na receptory ilości światła i jego analizę przez pręciki. Niekiedy taka anatomia gałki ocznej powoduje gorsze widzenie w dzień.

Jak zbudowane jest oko? Dowiesz się tego z filmu:

Dlaczego widzenie skotopowe jest mniej dokładne niż fotopowe?

Widzenie zmierzchowe dostarcza informacji, które są mniej precyzyjne i szczegółowe niż dostarczane przy dobrym oświetleniu. Wynika to z kilku faktów:

• przy bardzo niskiej jasności obiektów oko może rozpoznać tylko kilka stopni natężenia światła odbitego, co nie pozwala na dostrzeżenie wszystkich szczegółów,

• pręciki rozmieszczone są na siatkówce rzadziej niż czopki, co uniemożliwia osiągnięcie obrazu o dużej rozdzielczości,

• w przypadku czopków niemal każdy fotoreceptor przekazuje osobno impuls do mózgu, zaś kilka pręcików może być zaopatrywanych przez odgałęzienia jednego włókna nerwowego (ponieważ łączy ono dane ze wszystkich receptorów, do mózgu trafia informacja nie o dokładnej lokalizacji widzianego obiektu, ale jedynie o rejonie, w którym się on znajduje).

Widzenie skotopowe a zaburzenia widzenia barw

W warunkach widzenia fotopowego (w dzień) działają trzy rodzaje czopków, które są wrażliwe na różne długości fal świetlnych, czyli na trzy różne barwy: czerwoną, niebieską i zieloną. Mózg porównuje intensywność impulsów dotyczących różnych kolorów i na tej podstawie określa, jaki odcień ma obserwowany przedmiot. Ewentualne zaburzenia widzenia barw można analizować jedynie w warunkach widzenia fotopowego.

Ponieważ na siatkówce występuje tylko jeden rodzaj pręcików, widzenie skotopowe (czyli nocne) nie umożliwia analizy kolorów. Dostarcza ono mózgowi wyłącznie informacji o natężeniu światła, co pozwala na utworzenie obrazu czarno-białego z odcieniami szarości. Jeśli we wczesnej fazie zmierzchu, przy oświetleniu o przejściowym natężeniu, w takim obrazie pojawiają się barwne obiekty lub punkty, oznacza to, że ilość światła była dostateczna, by uzyskać pobudzenie choćby pojedynczych czopków.

Bibliografia:

1. H. M. Niżankowska, Podstawy okulistyki, Wrocław 2000.

2. F. Czerwiński, A. Krechowiecki, Zarys anatomii człowieka, Warszawa 2018.