Visualisatie

Visualisatie definitie

Visualisatie is de verzameling biologische processen die lichtgolven omzetten in gezichtsvermogen. Visualisatie is niet iets dat alleen mensen doen. Sommige van de eenvoudigste dieren, zoals de larven van sponzen en kwallen, hebben lichtgevoelige cellen die hen helpen reageren op hun omgeving. Complexere dieren zoals vogels en zoogdieren hebben geavanceerde zichtsystemen die hen helpen jagen, voeden, partners vinden en vluchten voor roofdieren.

Voor dit artikel houden we het bij menselijke visualisatie, die vier belangrijke componenten heeft:

• Zichtbaar licht

• Optische mechanismen in het oog

• Lichtgevoelige zenuwen

• Visuele centra in de hersenen

Laten we eens kijken hoe deze factoren samenkomen om visualisatie te maken.

Zichtbaar licht: stralingsgolven die fotonen produceren

Als je het woord straling hoort, denk je misschien aan een kankerbehandeling of de schade van een atoomexplosie. Maar straling komt ook van elektromagnetische bronnen zoals de zon en de sterren.

Elektromagnetische straling reist in golven die stijgen en dalen als de beweging van water in de oceaan. De golflengte meet de grootte van de golf. Het elektromagnetische spectrum is elke bekende golflengte, van klein tot groot.

Het menselijke visiesysteem kan niet het hele elektromagnetische spectrum verwerken. We voelen slechts een deel ervan dat zichtbaar licht wordt genoemd.

Het licht dat we zien straalt van de zon, gloeilampen en andere lichtbronnen in de vorm van microscopische deeltjes die fotonen worden genoemd. Wanneer fotonen lichtgevoelige cellen in de oogbol raken, veroorzaken ze een kettingreactie in de hersenen die leidt tot visualisatie.

Voordat we het hebben over de zenuwen en de hersenen, moeten we het echter hebben over de optische mechanismen in de ogen die helpen fotonen te sturen waar ze naartoe moeten om gezichtsvermogen te produceren.

Optische structuren in menselijke ogen

Onze ogen leggen fotonen vast die op alles in onze omgeving weerkaatsen. Wanneer golven van fotonen op het oog stuiteren, leiden structuren in de oogbol ze om naar specifieke locaties. De primaire optische structuren zijn de:

• Hoornvlies Het gebogen, transparante weefsel aan de voorkant van de oogbol buigt lichtgolven in een proces dat refractie wordt genoemd. Dit proces neemt alles in ons gezichtsveld en verkleint het tot een grootte die onze oogbollen aankunnen.

• Iris – Het gekleurde deel van het oog bevat melanine, dezelfde stof die ons haar en onze huid kleurt. Deze tint filtert ook zonlicht op een manier die het visuele functioneren verbetert. Spieren in de iris beheren de grootte van de pupil.

• Leerling – De zwarte cirkel in het midden van het oog regelt het volume van de lichtgolven die door de oogbol gaan. Uw pupillen vergroten wanneer zichtbaar licht schaars en smal wordt als reactie op fel licht of direct zonlicht.

• Lens – De transparante schijf achter het hoornvlies helpt ons zicht scherper te maken. Kleine spieren rond de lens veranderen van vorm om ons te helpen ons te richten op objecten, zowel dichtbij als ver weg.

• Netvlies – Deze lichtgevoelige laag aan de achterkant van de oogbol bevat de bouwstenen van visualisatie: cellen die licht en kleur waarnemen en vervolgens visuele informatie naar de hersenen sturen. Het hoornvlies en de lens richten fotonen op specifieke delen van het netvlies om scherpe, heldere beelden te produceren.

Hoewel deze delen van het oog zijn gemaakt van levend weefsel, zijn ze vergelijkbaar met mechanische apparaten. Golven van fotonen veroorzaken reacties op dezelfde manier als het draaien aan een knop de koplampen van uw auto inschakelt.

De rest van het verhaal van visualisatie is veel complexer omdat het bundels zenuwen betreft waarvan de interacties niet volledig worden begrepen.

Staafjes, kegeltjes, ganglia en oogzenuwen

Visualisatie begint vorm te krijgen in het netvlies. Het netvlies maakt deel uit van het centrale zenuwstelsel, dat het gevoel, de perceptie en de spierfunctie regelt.

Het netvlies heeft twee soorten gespecialiseerde lichtgevoelige zenuwcellen:

• Staafjes, die u helpen bij weinig licht te zien en perifeer (zijwaarts; op en neer) zicht mogelijk maken.

• Kegels, die kleur overbrengen en beelden verscherpen in het gezichtsveld van de oogbol.

Onze ogen hebben miljoenen staafjes en kegeltjes die reageren op fotonen door impulsen te sturen naar de ganglia, een netwerk van neurale cellen die verbinding maken met de oogzenuwen.

Elke oogbol heeft een oogzenuw die visuele signalen van de ganglia doorgeeft aan de achterkant van de hersenen – een sectie die de occipitale kwab wordt genoemd. De rechter oogzenuw stuurt signalen naar de linkerkant van de occipitale kwab, terwijl de linker oogzenuw naar de rechterkant verzendt.

Deze zenuwen ontmoeten elkaar op een kruising die het optische chiasme wordt genoemd. Ze gaan verder langs het optische kanaal totdat ze uit elkaar beginnen te splijten op een plaats die de laterale geniculate nucleus wordt genoemd. Vanaf hier verbinden de zenuwen zich met de visuele centra van de hersenen.

Visualisatie culmineert in de hersenen

De hersenen bevatten bundels zenuwen die zijn gewijd aan het beheersen van het gezichtsvermogen. Visuele gegevens van het netvlies reizen voornamelijk naar de occipitale kwab van de hersenen. Dit is waar de visuele cortex begint met het vertalen van lichtgolven in het gezichtsvermogen.

Drie andere hersenkwabben beïnvloeden ook de visualisatie:

• Pariëtaal Deze kwab op de bovenste helft van de hersenen, direct voor de occipitale kwab, helpt ons door de wereld te navigeren. Visuele signalen in de pariëtale kwab worden vertaald in percepties van diepte en afstand. Dit voorkomt dat we tegen dingen botsen en bevordert de hand-oogcoördinatie.

• Wereldlijk Deze kwab aan de onderkant van de hersenen, ook voor de occipitale kwab, regelt het geheugen. Onze geheugencentra geven betekenis aan de beelden die we waarnemen, waardoor we bijvoorbeeld onderscheid kunnen maken tussen een kat en een catalogus.

• Frontaal – Deze kwab in de bovenste voorkant van de hersenen is een nieuwe grens in de wetenschap van visualisatie. Lang gedacht dat hij weinig rol speelde in het gezichtsvermogen, wordt nu aangenomen dat de frontale kwab een rol speelt bij het creëren van visuele focus – stilstaan bij bepaalde objecten terwijl hij andere dingen negeert.

Voor alles wat we weten over waar visualisatie in de hersenen plaatsvindt, wordt het “waarom” van het gezichtsvermogen niet grondig begrepen. Zoals een artikel in Quanta Magazine opmerkte, is visie geen eenrichtingsverkeer van de oogbol naar de occipitale kwab. Het lijkt meer op een enorme verzameling realtime feedbacklussen. Het spul dat we nu zien, blijft interageren met kwabben van de hersenen, die alles verwerken wat we eerder hebben gezien.

De complexe aard van het gezichtsvermogen onderstreept het belang van aandacht voor de meer goed begrepen delen van visualisatie – de optische structuren van het oog. Oogartsen kunnen een breed scala aan zichtproblemen behandelen met corrigerende lenzen, medicatie, therapie en chirurgie. Als u problemen heeft met het gezichtsvermogen, is een bezoek aan een oogarts de beste manier om erachter te komen wat er aan de hand is en een manier te vinden om het op te lossen.

LEES VERDER: Wat is aphantasia?

Pagina gepubliceerd op maandag 8 maart 2021