Γιατί οι ακτινολόγοι και οι πιλότοι φορούν κόκκινα γυαλιά σε έντονο φως;
Τα μήκη κύματος φωτός στο κόκκινο άκρο του φάσματος διεγείρουν τις ράβδους μόνο σε ελαφρύ βαθμό, ενώ επιτρέπουν στους κώνους να λειτουργούν αρκετά καλά. Αυτό επιτρέπει στα μάτια να προσαρμοστούν στο σκοτάδι πιο γρήγορα.
Όταν ξαφνικά φεύγεις από ένα σκοτεινό δωμάτιο και μπαίνεις σε μια φωτεινή παιδική χαρά, πάντα βρίσκεσαι να στραβοκοιτάζεις. Η λαμπερή επίθεση του ήλιου μοιάζει σχεδόν εκτυφλωτική! Από την άλλη πλευρά, όταν περπατάτε μέσα σε ένα δωμάτιο με χαμηλό φωτισμό αμέσως μετά από μια μακρά παραμονή στον ήλιο, βρίσκετε τα μάτια σας να ανοίγουν, προσπαθώντας να κατανοήσετε το ξαφνικά σκοτεινό περιβάλλον σας.
Βασικά, χρειάζεται λίγος χρόνος για να προσαρμοστούν τα μάτια μας όταν μετακινούμαστε από μια φωτεινή σε χαμηλό φωτισμένη περιοχή ή το αντίστροφο.
Τώρα αυτό μας φέρνει στο ερώτημα:ορισμένοι επαγγελματίες απαιτούν μέγιστη οπτική ευαισθησία σε αμυδρό φως, όπως ακτινολόγοι και πιλότοι… πώς προσαρμόζονται σε ξαφνικές αλλαγές στη φωτεινότητα;
Λοιπόν, πολύ απλά, φορούν κόκκινα γυαλιά σε έντονο φως!
Αλλά γιατί;
Ας μάθουμε… αλλά όχι πριν προχωρήσουμε σε μερικά από τα βασικά.
Οι πιλότοι εργάζονται σε αμυδρά πιλοτήρια, αλλά απαιτούν υψηλή οπτική οξύτητα. Το ίδιο ισχύει και για τους ακτινολόγους. (Φωτογραφία :Sunshine Seeds/Shutterstock)
Ανατομία του ματιού
Το μάτι έχει σχήμα σφαίρας που επιμηκύνεται οριζόντια, με ορατό μόνο το πρόσθιο ένα έκτο του. Το υπόλοιπο μέρος του ματιού περιέχεται στην οφθαλμική κόγχη του κρανίου.
Το μάτι αποτελείται από τρία στρώματα:το εξωτερικό ινώδες στρώμα, το μεσαίο αγγειακό στρώμα και το εσωτερικό νευρικό στρώμα.
Το εξωτερικό ινώδες στρώμα περιέχει δύο κύριες δομές:τον σκληρό χιτώνα και τον κερατοειδή. Ο σκληρός χιτώνας είναι το «λευκό» του ματιού και ο κερατοειδής είναι το διαφανές μέρος.
Το μεσαίο αγγειακό στρώμα αποτελείται από την ίριδα, την κόρη, το χοριοειδές και το ακτινωτό σώμα. Η κόρη είναι σαν ένα άνοιγμα μέσω του οποίου το φως εισέρχεται στο μάτι, ενώ η ίριδα είναι σαν ένα κλείστρο που ελέγχει την ποσότητα του φωτός που εισέρχεται.
Το τρίτο και πιο εσωτερικό στρώμα του ματιού είναι ο αμφιβληστροειδής. Αυτό μοιάζει με την οθόνη στην οποία σχηματίζονται εικόνες του έξω κόσμου. Ο αμφιβληστροειδής είναι το φωτοευαίσθητο νευρικό στρώμα του ματιού που περιέχει τους φωτοϋποδοχείς, που ονομάζονται ράβδοι και κώνοι. Οι φωτοϋποδοχείς είναι εξειδικευμένοι νευρώνες που ανιχνεύουν το φως και στέλνουν οπτικές ώσεις με τη μορφή ηλεκτρικών σημάτων στον εγκέφαλο.
Αυτό το διάγραμμα δείχνει το ανθρώπινο μάτι με τα διάφορα μέρη του από πλάγια όψη .(Photo Credit :solar22/Shutterstock)
Φωτοαντίληψη
Η φωτοαντίληψη είναι η διαδικασία που περιγράφει πώς οι φωτοϋποδοχείς, όπως οι ράβδοι και οι κώνοι, απορροφούν τα κύματα φωτός που εισέρχονται στο μάτι και τα μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα, τα οποία στη συνέχεια αποστέλλονται στον εγκέφαλο για οπτική επεξεργασία.
Οι φωτοϋποδοχείς έχουν τρία κύρια τμήματα.
Έχουν ένα εξωτερικό τμήμα, το οποίο είναι το τμήμα του υποδοχέα που ανιχνεύει το φως, καθώς και ένα εσωτερικό τμήμα που περιέχει το κυτταρικό σώμα. Τέλος, οι φωτοϋποδοχείς έχουν ένα συναπτικό τερματικό που τους συνδέει με τους ενδονευρώνες, οι οποίοι βοηθούν στη διάδοση του σήματος στο οπτικό νεύρο.
Ράβδοι
Οι ράβδοι βρίσκονται κυρίως στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδούς. Το εξωτερικό τμήμα των ράβδων έχει πτυχές κυτταρικής μεμβράνης που σχηματίζουν δίσκους, όπως οι πιέτες σε μια κουρτίνα. Αυτοί οι δίσκοι έχουν μια πυκνή συγκέντρωση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται ροδοψίνη, η οποία ενεργοποιείται από το φως. Η ροδοψίνη ονομάζεται επίσης «οπτική μωβ».
Οι ράβδοι περιέχουν υψηλές ποσότητες ροδοψίνης, επομένως είναι εξαιρετικά ευαίσθητες στο φως. χρειάζεται μόνο ένα φωτόνιο φωτός για να ενεργοποιήσει μια ράβδο. Γι' αυτό οι ράβδοι μας επιτρέπουν να βλέπουμε ακόμη και σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού, δηλαδή τη νύχτα. Ωστόσο, η ροδοψίνη δεν μπορεί να διαφοροποιήσει τα διαφορετικά μήκη κύματος φωτός, επομένως επιτρέπει μόνο την ασπρόμαυρη όραση.
Αυτό το διάγραμμα δείχνει τη δομή ενός κυττάρου ράβδου και ενός κυττάρου κώνου.(Photo Credit :Designua/Shutterstock)
Κώνοι
Οι κώνοι συγκεντρώνονται στο βοθρίο, μια μικρή κοιλότητα στον αμφιβληστροειδή. Κάνουν το βόθρο την περιοχή με την υψηλότερη οπτική οξύτητα. Όπως οι ράβδοι, οι κώνοι έχουν επίσης πτυχές κυτταρικής μεμβράνης που σχηματίζουν δίσκους. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις ράβδους, οι οποίες έχουν σχήμα κυλίνδρων, το εξωτερικό τμήμα των κώνων έχει σχήμα σαν χωνάκι παγωτού, κάτι που εξηγεί το όνομα.
Στους κώνους, οι δίσκοι καλύπτονται από χαμηλή συγκέντρωση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται φωτοψίνη (άλλο μόριο που ενεργοποιείται από το φως). Έτσι, οι κώνοι έχουν σχετικά χαμηλή ευαισθησία στο φως και απαιτούν εκατοντάδες φωτόνια φωτός για να ενεργοποιηθούν. Ως εκ τούτου, οι κώνοι είναι κυρίως χρήσιμοι σε συνθήκες έντονου φωτός, δηλαδή κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Ωστόσο, οι κώνοι μας βοηθούν κυρίως να ανιχνεύσουμε το χρώμα. Υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τύποι κώνων κυττάρων - κόκκινο, πράσινο και μπλε - και το καθένα καλύπτεται από διαφορετικό τύπο φωτοψίνης που ενεργοποιείται μόνο από ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός. Ο συνδυασμός τους μας βοηθά να δούμε όλα τα πιθανά χρώματα!
Για παράδειγμα, όταν βλέπετε ένα κόκκινο τριαντάφυλλο, ενεργοποιούνται μόνο οι κόκκινοι κώνοι, αλλά όταν βλέπετε ένα μωβ λουλούδι, ενεργοποιούνται και οι κόκκινοι και οι μπλε κώνοι!
Προσαρμογή φωτός και σκότους
Η προσαρμογή στο σκοτάδι είναι η ικανότητα του ματιού να γίνεται πιο οπτικά ευαίσθητο στο φως αφού παραμείνει στο σκοτάδι για κάποιο χρονικό διάστημα. Σε έντονο φως, η ροδοψίνη - η οπτική χρωστική ουσία των ράβδων - διασπάται συνεχώς. Ο χρόνος που χρειάζεται για την αναγέννηση της ροδοψίνης ονομάζεται σκοτεινή προσαρμογή. Η προσαρμογή στο σκοτάδι διαρκεί περίπου 20 λεπτά, καθώς απαιτείται χρόνος για τη δημιουργία της ροδοψίνης που απαιτείται για την καλή λειτουργία των ράβδων.
Αντίθετα, όταν κάποιος μετακινείται από ένα αμυδρό σε ένα φωτεινό περιβάλλον, το φως μπορεί να φαίνεται έντονο και άβολα φωτεινό μέχρι τα μάτια να προσαρμοστούν στη φωτεινότητα. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε διάστημα 5 λεπτών και ονομάζεται προσαρμογή φωτός.
Κόκκινο φως και προσαρμογή
Οι ακτινολόγοι, οι πιλότοι αεροσκαφών και άλλα άτομα που χρειάζονται μέγιστη οπτική ευαισθησία σε χαμηλό φωτισμό μπορούν να αποφύγουν να περιμένουν για 20 λεπτά στο σκοτάδι για να προσαρμοστούν στο σκοτάδι, εάν φορούν κόκκινα γυαλιά σε έντονο φως.
Τα μήκη κύματος φωτός στο κόκκινο άκρο του φάσματος διεγείρουν τις ράβδους μόνο σε ελαφρύ βαθμό, ενώ επιτρέπουν στους κώνους να λειτουργούν αρκετά καλά. Επομένως, ένα άτομο που φοράει κόκκινα γυαλιά μπορεί να δει σε έντονο φως κατά τη διάρκεια του χρόνου που θα χρειαζόταν κανονικά για να προσαρμοστούν οι ράβδοι στο σκοτάδι.
Έτσι, την επόμενη φορά που θα δείτε έναν πιλότο να φοράει ψυχρές αποχρώσεις, να θυμάστε ότι δεν είναι μόνο για στυλ!