VISUEEL SYSTEEM RETINA

Presentatie over: "VISUEEL SYSTEEM RETINA"— Transcript van de presentatie:

1 VISUEEL SYSTEEM RETINA
NEUROBIOFYSICA Dr. J.A.M. van Gisbergen

2 OVERZICHT retina receptoren foto transductie dag en nachtzien
donkeradaptatie het begrip receptief veld on en off cellen laterale inhibitie parallele systemen

3 HET OOG

4 SCHEMA RETINA 5 belangrijke celtypen: receptoren horizontaal cellen
bipolaire cellen amacrine cellen ganglioncellen Twee signaalstromen van receptoren naar ganglioncellen: directe weg via bipolaire cellen laterale interacties via horizontaal cellen

5 STAAFJES EN KEGELTJES in fovea alleen kegels
in periferie vooral staafjes

6 DAG EN NACHTZIEN Staafjeszien: zeer gevoelig kleurenblind
slechte resolutie saturatie in zonlicht

7 TRANSDUCTIE pigment bestaat uit opsine (eiwit) en retinal
foton absorptie verandert retinal (cis naar trans) dit zet een biochemische cascade in gang leidt uiteindelijk tot hyperpolarisatie van de receptor in het donker is receptor zeer actief; deze zet steeds transmitter vrij door hyperpolarisatie wordt dit minder: licht zet de receptor uit

8 RESPONSIE STAAFJE hyperpolarisatie gegradeerde responsie
langdurige responsie op korte flits (staafjes zijn traag; kegels zijn sneller)

9 ABSOLUTE DREMPEL forced-choice experiment met proefpersoon
er is geen scherpe drempel waarschijnlijkheid dat zwakke flits gezien wordt loopt geleidelijk op

10 DONKER ADAPTATIE donkeradaptatie is een traag proces dat berust op regeneratie van gebleekt fotopigment sneller bij kegels dan bij staafjes grote gevoeligheid ontstaat pas als staafjes geregenereerd zijn Bij nachtblindheid (geen staafjes) ontbreekt de onderste curve

11 SPECTRALE GEVOELIGHEID
gevoeligheid voor verschillende golflengtes bij 3 soorten kegels (kleur) en staafjes (zwart) de verschillen ontstaan doordat opsine eiwit verschilt het retinal is bij alle receptoren gelijk

12 UNIVARIANTIE PRINCIPE
de absorptie van een lange golflengte foton (lage energie) heeft hetzelfde effect op een receptor als de absorptie van foton met een korte golflengte (hogere energie). dit betekent dat één receptor op zich kleurenblind is (kan golflengtes niet onderscheiden) de absorptie waarschijnlijkheid bepaalt de receptor gevoeligheid.

13 EVOLUTIE PIGMENTEN rhodopsine, het staafjes pigment, is de oervorm
gekleurde bolletjes geven verschillen aan in aminozuren de groen en rood genen liggen op het X-chromosoom

14 DE OUTPUT VAN DE RETINA: RETINALE GANGLIONCELLEN

15 BEGRIP RECEPTIEF VELD gebied op het receptor oppervlak waar
lichtstimulus de activiteit neuron beïnvloedt

16 BEGRIP RECEPTIEF VELD gebied waar lichtstimulus de activiteit neuron beïnvloedt

17 ON-center cel receptieve velden van retinale ganglioncellen hebben center-surround structuur center en surround werken tegengesteld

18 ON en OFF ganglioncellen
on-center off-center

19 ON en OFF BIPOLARS gegradeerde responsies, géén actiepotentialen!!
fotoreceptoren hyperpolariseren bij directe belichting hun transmitter is steeds glutamaat ON en OFF systeem ontstaat op niveau van de bipolarcellen ON bipolars keren het teken om, dus hyperpolarisatie wordt depolarisatie ganglioncellen zetten het signaal van de bipolars om in vuurfrequentie

20 ON en OFF SYSTEEM inverting synapse

21 SURROUND SCHAKELING inverterende synaps
laterale inhibitie in on bipolar cel

22 OPSCHERPING VAN RANDEN
on center – off surround cel surround geeft opscherping en zwakke respons op diffuus licht

23 PERCEPTUEEL CORRELAAT: MACH BANDEN
banden hebben fysisch gelijke lichtintensiteit over hun volle breedte perceptueel links lichter en rechts donkerder gevolg van center-surround structuur receptieve velden (opscherping)

24 ON en OFF CEL DEKKINGSGRAAD
VAN OPZIJ GEZIEN ON en OFF cellen liggen in verschillende lagen VAN BOVEN GEZIEN 100% bedekkingsgraad bij ON en OFF

25 ANDERE INDELING GANGLIONCELLEN GEBASEERD OP HUN PROJECTIE

26 DRIE TYPEN GANGLIONCELLEN
dendrietbomen van boven gezien

27 rood-groen blauw-geel helderheid (kleurenblind)

28 M, P en K GANGLIONCELLEN M systeem: grote receptieve velden
coderen helderheid, zijn kleurenblind fasisch, gevoelig voor snelle intensiteitsveranderingen projecteren naar magnocellulaire lagen LGN (thalamus) P systeem: kleine receptieve velden, voor fijn detail zien rood-groen kleurgevoelig tonisch projecteren naar parvocellulaire lagen LGN K systeem: blauw-geel kleurgevoelig projecteren naar koniocellulaire lagen LGN

29 M, P en K GANGLIONCELLEN M en K hebben grotere receptieve velden dan P
bij alle typen zijn de velden het kleinst in de fovea

30 PROJECTIE M - P en K SYSTEEM

31 KLEINE VELDEN ESSENTIEEL VOOR FIJN DETAIL ZIEN
fijn detail zien best in fovea:

32 foveaal vs perifeer

33

34 KEGELSIGNALEN IN M, P en K SYSTEEM
M-systeem codeert helderheid G+R P-systeem rood-groen kleur opponent R-G K-systeem blauw-geel kleur opponent B-(R+G)

35 KEGELSIGNALEN IN M, P en K SYSTEEM
geel gevoeligheid ontstaat door optelling van R en G kegels helderheidskanaal krijgt geen input van blauwe kegels

36 SAMENVATTING KEGELSIGNALEN

37 KLEUR-OPPONENTE KANALEN
kleur-opponente cellen reageren kwalitatief verschillend op diffuus licht van verschillende golflengtes er is een gloflengte waarbij diffuus licht geen effect heeft (neutraal punt)

38 KLEUR-OPPONENTE KANALEN
kleur-opponentie berust op verschillende kegel inputs in center en surround er zijn 4 typen rood-groen cellen center response domineert

39 THE END