Az ember csak kinyitja a szemét és elé tárul a világ a maga káprázatos pompájában. A látás egyszerű dolognak tűnik, ám ha alaposabban megvizsgáljuk, hamar kiderül, hogy nem az.
Úgy vigyázz rá, mint a szemed világára! Ez a mondás jól szemlélteti, hogy mennyire fontos az ember számára a látás. A látásért a látórendszernek nevezett szervrendszer felelős, mely a szemet és a hozzá tartozó idegrendszeri struktúrákat foglalja magába. A látórendszer minden más érzékelő rendszerhez képest jóval nagyobb mennyiségű információt vesz fel, ez az oka annak, hogy az ember ezt tartja a legfontosabb érzékének. A nagy mennyiségű információ komplikált feldolgozási lépéseken megy keresztül, hogy az ember elméjében megjelenjen a látott kép. Hogy pontosan milyen lépéseken, azt az idegtudósok, pszichológusok és más területek kutatói együttes erővel próbálják megérteni és már napjainkban is számos fontos felismerésnek vannak birtokában.
A szemből ki, vagy a szembe be
A látás működésének legfontosabb alaptétele, hogy a külvilágból érkező fény feldolgozásán alapul. Manapság ezt nyilvánvalónak tartják az emberek, pedig valójában nem az. A modern oktatás hamar elveti ezt a tényt a tanulók fejében, azonban az emberek között feltehetőleg évezredeken keresztül az volt az elfogadottabb nézet, hogy a szemből sugárzik ki valami. Ezt nevezik a látás emissziós elméletének. Ez az elmélet teljesen konzisztens a látásélménnyel: ha az ember becsukja a szemét, nem lát semmit, ha kinyitja, igen. Úgy tűnik, hogy az embernek természetesebb ez a nézet, mivel az iskolai oktatást megelőzően a gyermekek túlnyomó többsége ezt vallja. A korai filozófusok szerint az emissziós elmélet legfőbb bizonyítéka, hogy egyes állatoknál látni is lehet a szemből kisugárzó fényt (az éjszakai ragadozóknak van egy réteg a retinájában, ami visszaveri a beérkező fényt).
Az emissziós elmélet egyértelmű cáfolata a reneszánszig váratott magára. Egy elmés kísérletezőnek eszébe jutott, hogy a szemek nyomásának hatására megjelenő fényfoltok segítségével egyszer s mindenkorra eldönthetné a fény forrásának kérdését. A szemgolyó erőteljes megnyomásának hatására élénk színfoltok jelennek meg a látótérben. Egy sötét szobában nyomkodta a szemgolyóját egy tükör előtt és azt tapasztalta, hogy noha a látóterében megjelentek a fényfoltok, a tükörben nem látszottak villanások. Ez a megfigyelés meggyőzte a korabeli gondolkodókat arról, hogy a látás a külső fény befogadásán alapul. A nyomás hatására egyébként azért jelenhet meg látásélmény, mert a különféle receptorokat nem csak az általuk preferált ingerek képesek aktiválni.
Forrás: Lam és mtsai., 2004 – Investigative Ophtalmology & Visual Science
A látókéreg felfedezése
A látás és az agyműködés összefüggése már az időszámítás szerinti II. századtól fogva alapvetésnek számított a nyugati gondolkodásban, azonban csak a XIX. század végére vált egyértelművé az agy valódi jelentősége. Ebben az időben tevékenykedett Hermann Munk, német fiziológus, aki kutyákon és majmokon vizsgálta az agykéreg sérülésének következményeit. Tanulmányai során azt találta, hogy a nyakszirtlebeny sérülése a látás elvesztésével jár. Ez az eredmény szépen illeszkedett a korabeli felfedezések sorába, amelyek különféle funkciókat társítottak az agykéreg különböző területeihez.
Később Munk eredményeit az emberi agy sérülésének következtében jelentkező látótérkiesések is megerősítették, illetve pontosították. Kiderült, hogy a nyakszirtlebeny ún. sarkantyú barázdájának két partján elterülő agykérgi terület a térbeli viszonyokat megőrző kapcsolatban áll a retinával. Ezt nevezik retinotópiának és azt jelenti, hogy a retina két egymáshoz közel lévő receptorával kapcsolatban lévő kérgi idegsejtek is egymáshoz közel helyezkednek el a nyakszirtlebenyben. Például a bal látótérfél alsó fele a jobb féltekében képeződik le, méghozzá a sarkantyú barázdától felfelé. Ennek a megfelelésnek jól ismert anatómiai okai vannak. Egyrészt a szemlencse fejjel lefelé álló képet vetít a retinára, ahogy azt már Descartes is megfigyelte ökörszemek segítségével. Másrészt a retina halántéki oldalából induló idegsejtnyúlványok átkereszteződnek a látóidegek átkereszteződésében (chiasma opticum), így végső soron a látótér egyik oldaláról az ellentétes oldali agykéregbe halad az információ.
Forrás: Paulun és mtsai., 2018 – Frontiers in Computational Neuroscience
A látótér elemzése az agykéregben
A XX. század derekán újabb fontos felfedezés alakította a látásról kialakult képet. David Hubel és Thorsten Wiesel macskák nyakszirtlebenyébe helyeztek elektródákat. Az elektródák a területen létrejött elektromos aktivitást követték, miközben a kísérleti állatoknak vizuális ingereket, képeket vetítettek egy diavetítő segítségével. Állítólag egy beakadt diának köszönhető, hogy a kísérletek során olyan megfigyelést tettek, amiért 1981-ben elnyerték a Fiziológiai és Orvostudományi Nobel-díjat. Arra lettek figyelmesek, hogy a látótérben megjelenő ferde vonal (a beakadt dia teteje) jellegzetes aktivitásfokozódással jár együtt a látókéregben. További vizsgálatoknak köszönhetően az is kiderült, hogy a látókéregben számos olyan sejt található, melyek egy kifejezett orientációjú vonalra érzékenyek.
Ezek az eredmények azt sugallták, hogy a látórendszer kérgi sejtjeinek egy része a látótérben megjelenő kontrasztos vonalakra érzékenyek, amikből lényegében felépülhet a látkép körvonalas vázlata. Vannak azonban olyan megfigyelések, amelyek arra utalnak, hogy a látótérben lévő objektumok körvonalainak összerendezése már más agykérgi területeken történik. Míg a látótérben elhelyezkedő kontrasztos élekre a sarkantyú barázda közelében lévő agykérgi sejtek érzékenyek, addig a nyakszirtlebeny külső oldalán lévő területek sérülése eredményez olyan deficitet, amely a formák érzékelését károsítják. Ezt a különös neuropszichológiai kondíciót apperceptív agnóziának nevezik és azzal jár, hogy beteg látótere szétesik, az összetartozó körvonalak nem rajzolnak ki egységes objektumokat a beteg lelki szemei előtt.
Emellett a szakértők számára ismeretes volt egy másik különös állapot is, melynek az asszociatív agnózia nevet adták még a XIX. század végén. Az asszociatív agnózia esetében a betegek elméletileg ugyanazt látják, mint egy egészséges személy. Ezt az támasztja alá, hogy képesek egyszerű rajzokat lemásolni. Ugyanakkor a teljes élmény mégsem pontosan ugyanaz, mivel nem tudják értelmezni a látottakat, vagyis képtelenek azonosítani egy tárgyat a látótérben, noha tisztán látják és akár lerajzolni is képesek. Az agnózia ezen két formájának megléte azt veti fel, hogy a vizuális kép elemzése egymást követő lépésekben zajlik, melyek az elsődleges látókéregtől egyre távolabb eső kérgi területeken mennek végbe.
Forrás: Farah, 2004 – Visual Agnosia – 2nd Ed.
A látás mikéntje
Mindezek az ismeretek csak a látás alapvető folyamatainak feltárását jelentik. Egy sor további fontos eredmény áll már most is rendelkezésre a látórendszer működésével kapcsolatban és kétségtelen, hogy további áttörésekre is lesz példa a látás kutatásában. Ismert például, hogy a halántéklebeny alulsó részén egyre komplikáltabb alakzatok elkülönítése zajlik és olyan területet is felfedeztek, amely kifejezetten az emberi arcok feldolgozásáért felel. Mindemellett azt is tudják az agykutatók, hogy a látásból származó információ valamelyest elkülönülve kerül feldolgozásra, hogy a mozgást a megfelelő módon irányíthassa.
A látásról rendelkezésre álló ismeretek halmaza fölé azonban egyesek szerint továbbra is félelmetes magaslatként tornyosul a tudatosság nehéz problémájának nevezett kérdés. A filozófusok többsége szerint ugyanis hiába tárják fel aprólékosan az agykutatók a látás folyamatait, mindez nem lesz elegendő ahhoz, hogy megmagyarázzák hogyan jön létre tudatos látásélmény az idegrendszerben zajló információfeldolgozás útján. Egy színvak embernek hiába magyarázza el egy idegtudós, hogyan keletkezik a színlátás élménye az agyban, attól még magát az élményt nem lesz képes átélni. A látás mikéntje tehát továbbra is számtalan titkot rejt, viszont már így is vakos köteteket töltenek meg a látással kapcsolatos ismeretek. Vajon egyszer valóban megérthetjük, hogyan történik?
