העין

בעבודתי זו בחרתי להתמקד ב3 תאים מרכזים במערכת העצבים של העין.

תאי המדוכים (Cone)והקנים (Rod) ותאי הגנגליונים (Ganglion), הם המרכיבים העיקריים ברשתית העין.

רשתית העין.

הרשתית היא שכבה של רקמה עצבית המרפדת את החלק הפנימי של העין ומספקת מעל 30% של הקלט החושי למוח.

האור שנכנס לעין ממוקד על ידי הקרנית, עובר דרך האישון וממוקד שוב על ידי העדשה. מכאן הרשתית קולטת את התמונה והופכת אותה לסדרה של אותות חשמליים, העוברים למוח דרך עצבים.

הרשתית מכילה מספר עצום של תאי–חישה מיוחדים הנקראים קנים ומדוכים. התאים האלה רגישים לאור.

כל רשתית מכילה כ-125 מיליון קנים ו-6 מיליון מדוכים, המקובצים יחד בצפיפות.

האור המגיע לעין צריך לעבור דרך סבך של סיבי עצב לפני שהוא מגיע לקנים ולמדוכים עצמם, הגורמים להיווצרות האותות החשמליים. מעל לקנים ולמדוכים נמצאת מערכת מורכבת של סיבי עצב, נאורונים, הנקראים תאי גנגליון.

כל אחד מתאי הגנגליון קשור לקנים ולמדוכים רבים, וכן לסיבי עצב אחרים המובילים אותות מן העין אל המוח.

מן העין יוצאים רק כ-800,000 סיבי עצב. האותות הבאים מן הקנים והמדוכים עוברים תהליך של הפשטה ו“ניקוי” בסיבי העצב שברשתית.

מדוכים Cones cells

ידועים גם כתאי חרוט

תאים קולטי אור הנמצאים ברשתית העין.

לצד הסוג השני של תאים קולטי אור,הקנים, המדוכים קולטים ומתמירים פוטונים, ובכך מאפשרים את הראיה.

המדוכים הם התאים האחראים על ראיית צבע והם מותאמים לפעול בסביבה שהיא יחסית מוארת.

המדוכים מסודרים בעיקר ב“גומה המרכזית” (Fovea) של הרשתית, אזור במרכז הרשתית בו יש צפיפות גבוהה יותר של תאים, וכמותם הולכת ומצטמצמת משם ועד להיקף הרשתית.

ישנם כ-6 מיליון מדוכים בממוצע, בכל אחת מעיני האדם.

המדוכים רגישים פחות לאור לעומת הקנים, אולם רגישים לצבעים, לשינויים מהירים ולשינויים דקים בסביבה משום שזמן התגובה שלהם מהיר יותר.

ישנם שלושה סוגים של תאי חרוט הנבדלים ביניהם באורך הגל בו הם בולעים. כל אחד מהתאים הללו רגיש לצבע ראשוני אחר – אדום ירוק וכחול.

רוב התאים (64%) רגישים לאדום, 32% רגישים לירוק והיתר (2%) – לכחול.

אורכם האופייני הוא 40-50 מיקרון וקוטרם נע בין 0.5 עד 4 מיקרון

קנה (Rod cells) 

סוג של תא קולט אור

הוא יכול לפעול באור בעוצמה חלשה ביחס למדוכים.

תאים אלה קולטים פוטונים וממירים אותם לאות חשמלי שעובר לתאים הדו-קוטביים ומשם לתאי הגנגליון ואל המוח. הקנים ממוקמים בחלקה החיצוני של הרשתית.

כיוון שתאים אלה רגישים יותר לאור, הם התאים העיקריים שמשמשים לראיית לילה.

לאדם בממוצע יש כ-125 מיליון קנים בכל רשתית.

קצה התא כולל דיסקיות רבות ובהן רודופסין, חלבון שמשמש לקליטה של פוטונים והמרתם לאות כימי.

הדיסקיות קולטות אורכי גל שונים, ולכן הרגישות לאור גבוהה יותר.

הקנים יכולים להעביר מידע על נוכחות או היעדר אור, אך אינם מספקים מידע לגבי צבעים וזאת באמצעות קליטת אורכי הגל השונים.

הקנים מגיבים גם לאט יותר מהמדוכים, עובדה הגורמת להסתגלות איטית יחסית לאור.

אורכם האופייני הוא כ-25 מיקרון וקוטרם כ-10 מיקרון

תאי קנים (צבועים בצהוב)

תאי מדוכים (צבועים בכתום)

כפי שצולמו במיקרוסקופ אלקטרוני

בהגדלה של *2000

מקור:

http://webvision.med.utah.edu/book/part-ii-anatomy-and-physiology-of-the-retina/photoreceptors/

תאי קנים ומדוכים.

צילום במיקרוסקופ אור.

בהגדלה של *500

מקור:

http://www.biology-pages.info/V/Vision.html

תאי קנים (צבועים בצהוב)

תאי מדוכים (צבועים בירוק)

צילום במיקרוסקופ אלקטרוני

הגדלה *1800

מקור:

http://humanbodysecrets.blogspot.co.il/2012/07/microscopic-images.html

תאי גנגליון

תאי הגנגליון מקבלים מידע חזותי, באמצעות תאי הקנים והמדוכים ברשתית, ומעבירים אותו הלאה למוח דרך אקסונים שמרכיבים את עצב הראיה.

כל תא גנגליון מגיב לשדה ספציפי מתוך שדה הראיה. הקלט העצבי שמגיע מהתאים קולטי האור לתאי הגנגליון עובר דרך תאים דו קוטביים ומווסת על ידי סוג נוסף של תאי עצב הנקראים תאי אמקרין.

חלק קטן מתאי הגנגליון משמשים בעצמם כקולטני אור.

תאי גנגליון מסייעים להתאמת קוטר האישון והמקצב היממי של השעון הביולוגי לרמות התאורה השוררות בסביבה.

תאים אלה מכילים את הקולטן מלנופסין. 

תאי גנגליון (צבועים בירוק)

תאי קנים (צבועים בכחול)

צילום במיקרוסקופ אלקטרוני.

הגדלה *2000

מקור:

http://www2.optics.rochester.edu/workgroups/cml/opt307/spr06/joe/

קנים ומדוכים. השוואה והבדלים:

כפי שניתן לראות באיור תאי הקנה דקים וארוכים יותר מתאי המדוכים במקטעם החיצוני.

לשניהם חלק פנימי וחלק חיצוני. בחלק הפנימי ממוקמים האברונים כגון הגרעין והמיטוכונדריה.

שניהם מסתיימים בסינפסה (מרווח בין תאי עצב סמוכים), הקשורה לתאים הדו–קוטביים ולתאים האופקיים

לשניהם תכונות של התקפלות פנימה של הממברנה החיצונית של התא וכך נוצרים דיסקים ממברנליים.

במדוכים, הדיסקים צמודים לממברנה החיצונית, ואילו לקנים הדיסקים בולטים ונפרדים אלה מאלה.

תאי קנים מכילים פיגמנט רגיש לאור הנקרא רודופסין.

תאי מדוכים המסייעים להבדלה בין צבעים שונים, מכילים ארבעה פיגמנטים שונים ממשפחת הפוטופסינים.

הקנים מגיבים באופן שווה לכל פוטון של אור, בכל אורך גל בתחום האור הנראה.  רגישותם לאור גבוהה ביותר.

הקנה מסוגל להגיב אפילו על פגיעת פוטון יחיד.

מספרם הגדול של הקנים מאפשר תגובה גם על רמות נמוכות מאוד של תאורה. לכן, הקנים הם האחראים לראיית לילה.

אולם, מכיוון שמספר רב של קנים קשורים לתא דו–קוטבי אחד, הראייה באמצעות קנים בלבד אינה מאפשרת אבחנה בפרטים.

המדוכים הם התאים המעניקים לעין את ראיית הצבע ואת חדות הראייה המרכזית. המדוכים נחלקים לשלושה סוגים, שכל אחד מהם רגיש לאחד משלושת צבעי היסוד: אדום, כחול וירוק. יחד מייצגים את כל טווח הצבעים.

מספר דיסקות הצבענים בכל מדוך קטן מזה שבכל קנה, ולכן כמות הצבען בכל תא קטנה יותר, ורגישות המדוכים לאור נמוכה יותר.

לפיכך המדוכים מתַפקדים רק באור חזק יחסית, אור יום, או בתאורה מלאכותית הדומה לאור יום.

דיסקות העין.

צילום במיקרוסקופ אלקטרוני.

הגדלה *300

מקור:

http://webvision.med.utah.edu/book/part-ii-anatomy-and-physiology-of-the-retina/photoreceptors/

הפעלה לילדים בנושא הקנים והמדוכים:

אחד המשתתפים יושב ומביט קדימה.

האחר מקרב בְּאִטִּיּוּת את אחד החפצים מהצד לעבר מרכז הפנים של זה שיושב.

ברגע שהחבר מצליח להבחין בעצם בְּזָוִוית העין עליו להרים את ידו, והשני עוצר מיד את התנועה.

האם הוא יכול לומר מהו צבעו של החפץ?

הסבר:
אפשר להבחין בחפץ בזווית העין כשדמותו מְמוּקֶּדֶת באזור של שולי הָרִשְׁתִּית.

מכיוון שבשולי הרשתית קוֹלְטָנֵי האור הם מסוג קנים, והקנים אינם רגישים לצבעים, אי אפשר לדעת מה צבעו של החפץ.

(באדיבות אתר עולם המדע- איריסים)

ביבליוגרפיה:

https://en.wikipedia.org/wiki/Cone_cell

http://www.eyemds.co.il/index.php?dir=site&page=content&cs=3009

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/rodcone.html

http://webvision.med.utah.edu/book/part-v-phototransduction-in-rods-and-cones/phototransduction-in-rods-and-cones/