Ihmissilmän monimutkaisuus – sokeasta täplästä ja silmänpohjasta tarkan näön ja ääreisnäön alueille

Viimeisten 500 miljoonan vuoden aikana evoluutio on kehittänyt yksinkertaisesta valoherkästä pisteestä käsittämättömän paljon erilaisia silmiä. Askel on ollut evolutiivisesti merkittävä, sillä näkökykyiset olennot ovat etulyöntiasemassa sokeihin lajeihin nähden. Tutkijat ovat erimielisiä siitä, ovatko eri muodot perua samasta prototyyppisilmästä vai onko silmä kehittynyt itsenäisesti useissa eri tilanteissa. Eri organismien tarpeet ovat johtaneet erilaisiin versioihin litteistä silmistä, pistesilmistä ja neulanreikämäisistä silmistä monimutkaisiin yhdistelmäsilmiin ja mykiöllisiin silmiin, joita esiintyy ihmisillä ja muilla selkärankaisilla. Jälkimmäinen silmätyyppi lukeutuu yhdeksi hienostuneimmista näköelimistä, joita evoluutio on tähän mennessä tuottanut. Mykiöllisen silmän kehittyminen mahdollisti ympäristön, joka oli samaan aikaan sekä kirkas että terävä. Mutta jopa ihmissilmällä on omat evolutiiviset heikkoutensa...

Aivot tekevät yhteistyötä  silmien kanssa, ja niillä on tärkeä tehtävä näkökyvyn kannalta. Huomaamatta ja ilmeisen vähäisellä vaivalla ne kompensoivat silmien heikkouksia. Se vasta on tiimityötä parhaimmillaan!

Kun selkärankaisten mykiöllinen silmä – siis myös oma ihmissilmämme – kehittyi, tapahtui jotakin outoa. Siinä missä esimerkiksi seepian edistynyt kuplamainen, mykiöllinen silmä kehittyi ulomman ihokerroksen invaginaation kautta, ihmissilmä taas muodostui näennäisen satunnaisesti varsin eri tavalla aivojen ulokkeena. Ensisilmäyksellä ero voi vaikuttaa pieneltä ja on jopa hyödyllinen, sillä tällöin saman kokoiseen silmään mahtuu enemmän fotoreseptoreita. Kumma kyllä valolle herkät solumme ovat kuitenkin väärin päin verkkokalvolla ja osoittavat kohti kehoa, kun taas hermosolut osoittavat kohti valonlähdettä. Pohjimmiltaan se tarkoittaa, että silmämme ovat nurin päin ja aivomme joutuvat korjaamaan ongelman. Tästä johtuu myös se, että ihmisillä ja kaikilla muilla selkärankaisilla on niin kutsuttu sokea täplä.

Sokean täplän tavoin jokaisen ihmissilmän verkkokalvolla on myös alue, joka tuottaa erittäin tarkan kuvan. Tätä kutsutaan silmänpohjaksi. Silmänpohjan keskusta sisältää tiheimmin tappisoluja, jotka muodostavat toisen silmän fotoreseptorityypeistä. Tämä pieni kuoppa – verkkokalvon keskikuoppa – sijaitsee aivan silmänpohjan keskellä ja vastaa terävästä keskeisnäöstä.

Eläimillä, joiden on nähtävä hyvin pimeässä, on yleensä suuret silmät. Ajattele esimerkiksi pöllöjä, kummituseläimiä, muita eksoottisia olentoja tai vaikkapa kissoja. Kissoilla on itse asiassa erityinen verkkokalvo, sillä se sisältää heijastavan kerroksen, jonka ansiosta verkkokalvolle pääsee enemmän valoa. Yöllisten metsästäjien silmät ovat rakenteeltaan erilaiset kuin ihmisen. Toisin kuin päiväsaikaan hereillä olevilla ihmisillä, yöeläimillä on paljon enemmän sauvasoluja (jotka havaitsevat kirkkauden) kuin tappisoluja (jotka erottavat värit).

Tappisoluillamme onkin tärkeä osa värinäön tuottamisessa. Meillä on kolmenlaisia tappisoluja, jotka havaitsevat erityisen hyvin joko punaisen, sinisen tai vihreän valon. Ne reagoivat siis päivänvalon eri aallonpituuksiin. Yöllä emme voi käyttää näiden väriaallonpituuksien valoa. Emme enää saa väritietoja, joten vain sauvasolut ovat aktiivisia. Siksi kaikki näyttää harmaalta.

Voidaan sanoa, että jokaisella olennolla on juuri sellainen silmä, jonka se ansaitsee. Jos eläin on jatkuvasti vaarassa joutua pedon suuhun, sillä on oltava erinomaisen laaja näkökenttä. Siksi jäniksillä, peuroilla ja muilla mahdollisilla saaliseläimillä silmät ovat pään sivuilla. Tällaisilla silmillä on kuitenkin vaikeampi arvioida syvyyttä ja etäisyyttä.

Koska meillä ihmisillä on eteenpäin osoittavat silmät, osaamme arvioida syvyyttä ja etäisyyttä äärimmäisen hyvin. Toisaalta näkökenttämme ei ole 360 astetta, sillä emme enää tarvitse sitä.

Tiesitkö, että emme oikeastaan tuijota kohdetta, kun tarkennamme katseemme siihen? Verkkokalvomme fotoreseptorit reagoivat vain valo-olosuhteiden muutoksiin. Jos siis todella tuijottaisimme kohdetta, liikkeetön kuva alkaisi haihtua. Luonnolla on tietenkin tähän ratkaisu: silmämme tekevät jatkuvasti pienen pieniä satunnaisia liikkeitä, joita emme edes huomaa. Näin pystymme tarkentamaan kohteeseen ja havaitsemaan samanaikaisesti ympärillä tapahtuvat asiat. Joten silloinkin, kun keskitymme tiettyyn pisteeseen, silmämme tekevät jatkuvasti lyhyitä ja nopeita liikkeitä eli sykäyksiä.

Ääreisnäkö on näön osa, joka jää keskeisnäön tarkennetun katseen ulkopuolelle. Ääreisnäön tarkoitus on antaa ensivaikutelma tai konteksti ennen kohteeseen tarkentamista, joten sen tehtävä eroaa suuresti tarkennetusta näöstä. Ääreisnäkö kattaa yli 90 prosenttia näkökentästä, vaikka sen käytössä on vain noin 50 prosenttia fotoreseptoreista. Käytännössä tämä tarkoittaa, että kyky erottaa yksityiskohtia jää pois ääreisnäössä, sillä näöntarkkuus tai resoluutio on siinä paljon alhaisempi. Ääreisnäkö on kuitenkin paljon parempi liikkeen havaitsemisessa, sillä meidän on yhä tunnistettava mahdolliset riskit nopeasti.

1. Pyydä optikolta asiantuntevia neuvoja, jotta löydät itsellesi sopivimmat moniteholinssit.
2. Käytä uusia moniteholinssejä lähes jatkuvasti heti alusta alkaen etenkin silloin, kun olet liikkeellä. Näin aivosi tottuvat uuteen parempaan näköön paljon nopeammin.