Fovea centralis - Fovea centralis - Wikipedia

„Central fovea“ přeadresuje tady. Pro další použití viz Fovea (disambiguation).
Fovea centralis
Schematický diagram lidského oka en.svg
Schéma schématu lidské oko s foveou dole. Zobrazuje vodorovný řez pravým okem.
Detaily
Identifikátory
latinskýfovea centralis
PletivoD005584
TA98A15.2.04.022
TA26785
FMA58658
Anatomická terminologie

The fovea centralis je malá centrální jáma složená z těsně zabalených šišky v oko. Nachází se ve středu města macula lutea z sítnice.[1][2]

Fovea je zodpovědná za ostrý střed vidění (nazývané také foveální vidění), které je u lidí nezbytné pro činnosti, pro které má vizuální detail zásadní význam, jako např čtení a řízení. Fovea je obklopena parafovea pás a perifovea vnější oblast.[2]

Parafovea je mezilehlý pás, kde gangliová buňka vrstva se skládá z více než pěti vrstev buněk a nejvyšší hustoty kuželů; perifovea je nejvzdálenější oblast, kde vrstva gangliových buněk obsahuje dvě až čtyři vrstvy buněk a kde je zraková ostrost pod optimem. Perifovea obsahuje ještě zmenšenou hustotu kuželů, která má 12 na 100 mikrometrů oproti 50 na 100 mikrometrů v nejvíce centrální fovei. To je zase obklopeno větším obvodový oblast, která poskytuje vysoce komprimované informace s nízkým rozlišením podle vzorce komprese v foveated zobrazování.[Citace je zapotřebí ]

Přibližně polovina nerv vlákna v zrakový nerv nést informace z fovey, zatímco zbývající polovina nést informace ze zbytku sítnice. The parafovea se táhne k poloměru 1,25 mm od centrální fovey a perifovea se nachází v poloměru 2,75 mm od fovey centralis.[3]

Termín fovea pochází z latinský foves 'jáma'.

Struktura

Fovea je prohlubeň na vnitřním povrchu sítnice, široká asi 1,5 mm, jejíž fotoreceptorová vrstva je zcela kuželová a která se specializuje na maximální zrakovou ostrost. Ve fovei je oblast o průměru 0,5 mm, která se nazývá foveální avaskulární zóna (oblast bez krevních cév). To umožňuje snímat světlo bez jakéhokoli rozptylu nebo ztráty. Tato anatomie je zodpovědná za depresi ve středu fovey. Foveální jáma je obklopena foveálním okrajem, který obsahuje neurony vytlačené z jámy. Toto je nejsilnější část sítnice.[4]

Fovea se nachází v malé avaskulární zóně a přijímá většinu z ní kyslík z plavidel v cévnatka, který je přes retinální pigmentový epitel a Bruchova membrána. Vysoká prostorová hustota čípků spolu s nepřítomností krevních cév ve fovei odpovídá za vysokou schopnost zrakové ostrosti ve fovei.[5]

Středem fovey je foveola - asi 0,35 mm v průměru - nebo centrální jáma, kde jsou přítomny pouze kuželové fotoreceptory a nejsou tam prakticky žádné pruty.[1] Centrální fovea se skládá z velmi kompaktních kuželů, tenčích a podobnějších jako tyčinky jinde. Tyto kužele jsou velmi hustě zabalené (v a šestihranný vzor). Počínaje okraji fovey se však tyče postupně objevují a absolutní hustota kónických receptorů se postupně snižuje.

Anatomie foveoly byla nedávno znovu vyšetřena a bylo zjištěno, že vnější segmenty z centrálních foveolárních kuželů opic nejsou přímé a dvakrát tak dlouhé jako segmenty z parafovea.[6]

Velikost

Velikost fovey je relativně malá s ohledem na zbytek sítnice. Je to však jediná oblast v sítnici, kde 20/20 vize je dosažitelný a je to oblast, kde lze rozlišit jemné detaily a barvy.[7][8]

Vlastnosti

OCT v časové oblasti makulární oblasti sítnice při 800 nm, axiální rozlišení 3 µm
Skenování průřezu Spectral-Domain OCT macula.
histologie makuly (OCT)
histologie makuly (OCT)
Diagram ukazuje relativní ostrost levého lidského oka (vodorovný řez) ve stupních od fovey.
Fotografie sítnice lidského oka s překrývajícími se diagramy zobrazujícími polohy a velikosti makuly, fovey a optického disku
  • Anatomická makula / macula lutea / area centralis (klinická: zadní tyč ):
    • Průměr = 5,5 mm (~ 3,5 průměru kotouče) (asi 18 stupňů VF )
    • Vymezeno horními a horními časovými arteriálními arkádami.
    • Má eliptický tvar vodorovně.
    • Histologicky jediná oblast sítnice, kde GCL má> 1 vrstvu gangliových buněk
    • Nažloutlý vzhled = luteální pigmenty (xantofyl a beta-karotenoid (Beta-karoten ) ve vnějších jaderných vrstvách dovnitř.
  • Anatomický perifovea:
    • Region mezi parafovea (2,5 mm) a okraj makuly
    • GCL má 2–4 vrstvy buněk.
    • 12 šišek / 100 um
  • Anatomický parafovea:
    • Průměr = 2,5 mm.
    • GCL má> 5 vrstev buněk a nejvyšší hustotu kuželů
  • Anatomická fovea / fovea centralis (klinicky: makula)
    • Oblast deprese ve středu macula lutea.
    • Průměr = 1,5 mm (~ 1 průměr disku) (přibližně 5 stupňů VF )
  • Foveální avaskulární zóna (FAZ)
    • Průměr = 0,5 mm (přibližně 1,5 stupně) VF )
    • Přibližně se rovná foveola
  • Anatomický foveola (klinické: fovea)
    • Průměr = 0,35 mm (asi 1 stupeň VF )
    • centrální dno deprese fovea centralis
    • 50 šišek / 100 um
    • Nejvyšší ostrost zraku
  • Anatomické umbo
    • Představuje přesný střed makuly[9]
    • Průměr = 0,15 mm
    • Odpovídá klinickému světelnému reflexu

Funkce

Ilustrace distribuce buněk kužele ve fovei jedince s normálním barevným viděním (vlevo) a barvoslepou (protanopickou) sítnicí. Všimněte si, že střed fovey drží jen velmi málo modrých kuželů.

V primát fovea (včetně lidí) poměry gangliové buňky na fotoreceptory je asi 2,5; téměř každá gangliová buňka přijímá data z jednoho kužele a každý kužel se napájí mezi 1 a 3 gangliovými buňkami.[10] Proto je ostrost foveálního vidění omezena pouze hustotou kuželové mozaiky a fovea je oblast oka s nejvyšší citlivostí na jemné detaily.[11] Šišky v centrální fovea vyjadřují pigmenty, které jsou citlivé na zelené a červené světlo. Tyto kužele jsou „trpasličími“ cestami, které také podporují funkce vysoké ostrosti fovey.

Fovea se používá pro přesné vidění ve směru, kde je namířena. Zahrnuje méně než 1% velikosti sítnice, ale zabírá více než 50% vizuální kůra v mozku.[12] Fovea vidí pouze střední dva stupně zorného pole (přibližně dvojnásobek šířky vaší miniatury na délku paže).[13][14] Pokud je předmět velký a pokrývá tak velký úhel, musí oči neustále posouvat své pohled následně přivést různé části obrazu do fovey (jako při čtení ).

Distribuce prutů a šišek podél linie procházející foveou a slepé místo lidského oka[15]

Protože fovea nemá tyče, není citlivá na slabé osvětlení. Proto, aby bylo možné pozorovat matné hvězdy, astronomové použití odvrácené vidění, dívajíc se ze strany jejich očí, kde je větší hustota tyčí, a proto jsou snadno viditelné matné předměty.

Fovea má vysokou koncentraci žluté karotenoid pigmenty lutein a zeaxanthin. Jsou soustředěny v Vrstva vláken Henle (fotoreceptorové axony, které jdou radiálně ven z fovey) a v menší míře v kuželech.[16][17] Předpokládá se, že hrají ochrannou roli proti účinkům vysoké intenzity modrého světla, které mohou poškodit citlivé kužely. Pigmenty také zvyšují ostrost fovey snížením citlivosti fovey na krátké vlnové délky a potlačením účinku chromatická aberace.[18] To je také doprovázeno nižší hustotou modrých kuželů ve středu fovey.[19] Maximální hustota modrých kuželů se vyskytuje v prstenci kolem fovey. V důsledku toho je maximální ostrost modrého světla nižší než u jiných barev a vyskytuje se přibližně 1 ° od středu.[19]

Úhlová velikost foveálních kuželů

Viz také: Retina displej

V průměru každý čtvereční milimetr (mm) fovey obsahuje přibližně 147 000 kuželových buněk,[20] nebo 383 šišek na milimetr. Průměrný ohnisková vzdálenost oka, tj. vzdálenost mezi čočkou a foveou, je 17,1 mm.[21] Z těchto hodnot lze vypočítat průměr úhel pohledu jediného senzoru (kónického článku), což je přibližně 31,46 obloukové sekundy.

Následuje tabulka hustoty pixelů požadováno na různých vzdálenostech, takže na 31,5 obloukových sekund je jeden pixel:

Příklad objektuPředpokládá se vzdálenost od okaPPI (PPCM)
prům. hustota foveálního kužele
(20 / 10,5 vidění)
Telefon nebo tablet10 palců (25,4 cm)655.6 (258.1)
Obrazovka notebooku2 stopy (61 cm)273.2 (107.6)
42 "(1,07 m) 16: 9 HDTV, 30 ° pohled5,79 stop (1,73 m)96.0 (37.8)

Špičková hustota kuželu se mezi jednotlivci velmi liší, takže vrcholové hodnoty jsou pod 100 000 kužely / mm2 a nad 324 000 kuželů / mm2 nejsou neobvyklé.[22] Za předpokladu průměrných ohniskových vzdáleností to naznačuje, že jedinci s vysokou hustotou kužele a dokonalou optikou mohou rozlišovat pixely s úhlovou velikostí 21,2 úhlových vteřin, což vyžaduje hodnoty PPI nejméně 1,5krát vyšší než ty, které jsou uvedeny výše, aby obrázky nevypadaly pixelovaně.

Stojí za zmínku, že jednotlivci s 20/20 Vidění (6/6 m), definované jako schopnost rozeznat písmeno 5x5 pixelů, které má úhlovou velikost 5 obloukových minut, nemůže vidět pixely menší než 60 obloukových sekund. K vyřešení pixelu o velikosti 31,5 a 21,2 obloukových sekund by jednotlivec potřeboval vidění 20 / 10,5 (6 / 3,1 m) a 20 / 7,1 (6 / 2,1 m). Chcete-li zjistit hodnoty PPI rozeznatelné na 20/20, jednoduše vydělte hodnoty v tabulce výše poměrem zrakové ostrosti (např. 96 PPI / (20 / 10,5 vidění) = 50,4 PPI pro vidění 20/20).

Entoptické účinky na foveu

Přítomnost pigmentu v radiálně uspořádaných axonech vrstvy Henleových vláken způsobí jeho přítomnost dichroický a dvojlomný[23] na modré světlo. Tento efekt je viditelný prostřednictvím Haidingerův kartáč když je fovea namířena na zdroj polarizovaného světla.

Kombinované účinky makulárního pigmentu a distribuce kuželů krátké vlnové délky mají za následek, že fovea má nižší citlivost na modré světlo (modré světlo skotom). I když to není za normálních okolností viditelné kvůli „vyplňování“ informací mozkem, za určitých vzorů osvětlení modrým světlem je v místě zaostření viditelná tmavá skvrna.[24] Pokud je také pozorována směs červeného a modrého světla (při pohledu na bílé světlo přes dichroický filtr), bude mít bod foveálního ohniska centrální červenou skvrnu obklopenou několika červenými proužky.[24][25] Tomu se říká Maxwellovo místo po James Clerk Maxwell[26] kdo to objevil.

Bifoveální fixace

v binokulární vidění, obě oči se sbíhají, aby umožnily bifoveální fixaci, která je nezbytná pro dosažení vysokého stereotypnost.

Naproti tomu ve stavu známém jako anomální korespondence sítnice, mozek spojuje foveu jednoho oka s extrafoveální oblastí druhého oka.

Viz také: Panumova fúzní oblast

Ostatní zvířata

Fovea je také jáma na povrchu sítnic mnoha druhů ryb, plazů a ptáků. Mezi savci se vyskytuje pouze v opičí primáti. Fovea sítnice má u různých druhů zvířat mírně odlišné formy. Například u primátů lemují kuželové fotoreceptory základnu foveální jámy, buňky, které jinde v sítnici vytvářejí povrchnější vrstvy, byly během pozdní doby přemístěny pryč od foveální oblasti fetální a brzy postnatální život. Jiné fovey mohou vykazovat pouze sníženou tloušťku ve vnitřních vrstvách buněk, spíše než téměř úplnou nepřítomnost.

Většina ptáků má jednu foveu, ale jestřábi, vlaštovky a kolibříci mají dvojitou foveu, druhá se nazývá temporální fovea, což jim umožňuje sledovat pomalé pohyby.[27] Hustota čípků v typické ptačí fovei má 400 000 čípků na milimetr na druhou, ale někteří ptáci mohou dosáhnout hustoty 1 000 000 čípků na milimetr na druhou (např. Káně lesní ).[28]

Další obrázky

  • Ilustrace zobrazující hlavní struktury oka včetně fovey

  • Struktury oka označené

  • Tento obrázek ukazuje další označený pohled na struktury oka

  • Schematický diagram makuly lutea sítnice, zobrazující perifovea, parafovea, fovea a klinickou makulu

  • A fundusová fotografie ukazující makulu jako skvrnu nalevo. Optický disk je oblast vpravo, kde se sbíhají krevní cévy. Šedá, rozptýlenější skvrna uprostřed je stín artefakt.

Viz také

Tento článek používá anatomická terminologie.

Reference

  1. ^ A b "Jednoduchá anatomie sítnice". Webová televize. University of Utah. Archivovány od originál dne 15.03.2011. Citováno 2011-09-28.
  2. ^ A b Iwasaki, M; Inomata, H (1986). „Vztah mezi povrchovými kapilárami a foveálními strukturami v lidské sítnici“. Investigativní oftalmologie a vizuální věda. 27 (12): 1698–705. PMID  3793399.
  3. ^ „oko, člověče.“ Encyklopedie Britannica. 2008. Encyklopedie Britannica 2006 Ultimate Reference Suite DVD
  4. ^ Emmett T. Cunningham; Paul Riordan-Eva (2011). Obecná oftalmologie společnosti Vaughan & Asbury (18. vydání). McGraw-Hill Medical. p. 13. ISBN  978-0-07-163420-5.
  5. ^ Provis, Jan M; Dubis, Adam M; Maddess, Ted; Carroll, Joseph (2013). „Přizpůsobení centrální sítnice pro vidění s vysokou ostrostí: kužely, fovea a avaskulární zóna“. Pokrok ve výzkumu sítnice a očí. 35: 63–81. doi:10.1016 / j.preteyeres.2013.01.005. PMC  3658155. PMID  23500068.
  6. ^ Tschulakow, Alexander V; Oltrup, Theo; Bende, Thomas; Schmelzle, Sebastian; Schraermeyer, Ulrich (2018). „Anatomie foveoly byla znovu vyšetřena“. PeerJ. 6: e4482. doi:10,7717 / peerj.4482. PMC  5853608. PMID  29576957. CC-BY icon.svg Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
  7. ^ Gregory S.Hageman. „Makulární degenerace související s věkem (AMD)“. Citováno 11. prosince 2013.
  8. ^ „Makulární degenerace - často kladené otázky“. Archivovány od originál dne 15. prosince 2018. Citováno 11. prosince 2013.
  9. ^ Yanoff M, Duker JS. 2014. Oční lékařství. In: Schubert HD, editor. Část 6 Sítnice a sklivce, Část 1 Anatomie. 4. vyd. Čína: Elsevier Saunders. p. 420.
  10. ^ Ahmad, Kareem M; Klug, Karl; Herr, Steve; Sterling, Peter; Schein, Stan (2003). "Poměry hustoty buněk ve foveální náplasti v sítnici makaka" (PDF). Vizuální neurověda. 20 (2): 189–209. CiteSeerX  10.1.1.61.2917. doi:10.1017 / s0952523803202091. PMID  12916740.
  11. ^ Smithsonian / Národní akademie, Light: Student Guide and Source Book. Carolina Biological Supply Company, 2002. ISBN  0-89278-892-5.
  12. ^ Krantz, John H. (2012). „Kapitola 3: Podnět a anatomie vizuálního systému“ (PDF). Prožívání senzace a vnímání. Pearson Education. ISBN  978-0-13-097793-9. OCLC  711948862. Citováno 6. dubna 2012.
  13. ^ Fairchild, Marku. (1998), Barevné modely vzhledu. Reading, Mass.: Addison, Wesley, & Longman, str. 7. ISBN  0-201-63464-3
  14. ^ O’Shea, R. P. (1991). Testováno pravidlo palce: Vizuální úhel šířky palce je asi 2 stupně. Vnímání, 20, 415-418. https://doi.org/10.1068/p200415
  15. ^ Základy vize Archivováno 2013-12-03 na Wayback Machine Brian A. Wandell
  16. ^ Krinsky, Norman I; Landrum, John T; Bone, Richard A (2003). "Biologické mechanismy ochranné role luteinu a zeaxantinu v oku". Každoroční přehled výživy. 23: 171–201. doi:10.1146 / annurev.nutr.23.011702.073307. PMID  12626691.
  17. ^ Landrum, John T; Bone, Richard A (2001). „Lutein, zeaxanthin a makulární pigment“. Archivy biochemie a biofyziky. 385 (1): 28–40. doi:10.1006 / abbi.2000.2171. PMID  11361022.
  18. ^ Beatty, S; Boulton, M; Henson, D; Koh, H-H; Murray, I J (1999). „Makulární pigment a makulární degenerace související s věkem“. British Journal of Ophthalmology. 83 (7): 867–877. doi:10.1136 / bjo.83.7.867. PMC  1723114. PMID  10381676.
  19. ^ A b Curcio, Christine A; Allen, Kimberly A; Sloan, Kenneth R; Lerea, Connie L; Hurley, James B; Klock, Ingrid B; Milam, Ann H (1991). "Distribuce a morfologie lidských kuželových fotoreceptorů obarvených anti-modrým opsinem". The Journal of Comparative Neurology. 312 (4): 610–624. doi:10.1002 / k.903120411. PMID  1722224.
  20. ^ Shroff, Anand (2011). Oko na čísla: Ready Reckoner v oftalmologii. p. 97. ISBN  978-81-921123-1-2.
  21. ^ Serpenguzel, Ali; Serpengüzel, Ali; Poon, Andrew W. (2011). Optické procesy v mikročásticích a nanostrukturách: Festschrift věnovaný Richardu Kounai Changovi při jeho odchodu z Yale University. ISBN  978-981-4295-77-2.
  22. ^ Curcio, Christine A; Sloan, Kenneth R; Kalina, Robert E; Hendrickson, Anita E (1990). "Topografie lidského fotoreceptoru". The Journal of Comparative Neurology. 292 (4): 497–523. doi:10,1002 / k.902920402. PMID  2324310.
  23. ^ Vannasdale, D. A; Elsner, A.E .; Weber, A; Miura, M; Haggerty, B. P (2009). "Stanovení foveální polohy pomocí skenovací laserové polarimetrie". Journal of Vision. 9 (3): 21.1–17. doi:10.1167/9.3.21. PMC  2970516. PMID  19757960.
  24. ^ A b Magnussen, Svein; Spillmann, Lothar; Stürzel, Frank; Werner, John S (2001). „Vyplňování foveálního modrého skotomu“. Vision Vision. 41 (23): 2961–2967. doi:10.1016 / S0042-6989 (01) 00178-X. PMC  2715890. PMID  11704235.
  25. ^ Isobe, Kosaku; Motokawa, Koiti (1955). "Funkční struktura retinální fovey a Maxwellovy skvrny". Příroda. 175 (4450): 306–307. doi:10.1038 / 175306a0. PMID  13235884.
  26. ^ Flom, M. C; Weymouth, F. W (1961). "Centricity of Maxwell's Spot in Strabism and Amblyopia". Archiv oftalmologie. 66 (2): 260–268. doi:10.1001 / archopht.1961.00960010262018.
  27. ^ "Srovnávací fyziologie zraku ptáků". Citováno 29. prosince 2019.
  28. ^ "Tuniky pro ptačí oko". Citováno 29. prosince 2019.