Selasa, 20 September 2011

Mekanisme Penglihatan


Cahaya yang masuk melalui kornea diteruskan ke pupil. Pupil merupakan lubang bundar anterior di bagian tengah iris yang mengatur jumlah cahaya yang masuk ke mata. Pupil membesar bila intensitas cahaya kecil (bila berada di tempat gelap), dan apabila berada di tempat terang atau intensitas cahayanya besar, maka pupil akan mengecil. Yang mengatur perubahan pupil tersebut adalah iris. Iris merupakan cincin otot yang berpigmen dan tampak di dalam aqueous humor, karena iris merupakan cincin otot yang berpigmen, maka iris juga berperan dalam menentukan warna mata. Setelah melalui pupil dan iris, maka cahaya sampai ke lensa. Lensa ini berada diantara aqueous humor dan vitreous humor, melekat ke otot–otot siliaris melalui ligamentum suspensorium. Fungsi lensa selain menghasilkan kemampuan refraktif yang bervariasi selama berakomodasi, juga berfungsi untuk memfokuskan cahaya ke retina. Apabila mata memfokuskan pada objek yang dekat, maka otot–otot siliaris akan berkontraksi, sehingga lensa menjadi lebih tebal dan lebih kuat. Dan apabila mata memfokuskan objek yang jauh, maka otot–otot siliaris akan mengendur dan lensa menjadi lebih tipis dan lebih lemah. Bila cahaya sampai ke retina, maka sel–sel batang dan sel–sel kerucut yang merupakan sel–sel yang sensitif terhadap cahaya akan meneruskan sinyal–sinyal cahaya tersebut ke otak melalui saraf optik. Bayangan atau cahaya yang tertangkap oleh retina adalah terbalik, nyata, lebih kecil, tetapi persepsi pada otak terhadap benda tetap tegak, karena otak sudah dilatih menangkap bayangan yang terbalik itu sebagai keadaan normal.
mekanisme penglihatan
Supaya benda terlihat jelas, mata harus membiaskan sinar–sinar yang datang dari benda agar membentuk bayangan tajam pada retina. Untuk mencapai retina, sinar–sinar yang berasal dari benda harus melalui lima medium yang indeks biasnya (n) berbeda: udara (n=1,00), kornea (n=1,38), humor aqueous (n=1,33), lensa (n=1,40 (rata-rata)) dan humor vitreous (n=1,34). Setiap kali sinar lewat dari satu medium ke medium yang lain, sinar itu dibiaskan pada bidang batas. Secara kolektif, semua bidang batas berperan pada pembiasan sinar untuk membentuk bayangan pada retina. Bidang batas tersebut ada empat yaitu:
1. perbatasan antara permukaan anterior kornea dan udara.
2. perbatasan antara permukaan posterior kornea dan humor aqueous
3. perbatasan antara humor aqueous dan permukaan anterior lensa
4. perbatasan antara permukaan posterior lensa dan humor vitreous
Bagian terbesar dari daya bias mata bukan dihasilkan oleh lensa, akan tetapi terjadi pada bidang batas antara permukaan anterior kornea dan udara, hal ini dapat terjadi karena perbedaan indeks bias antara kedua medium ini cukup besar. Sebaliknya, pada lensa yang secara normal bersinggungan dengan cairan di setiap permukaannya, memiliki daya bias total hanya 20 dioptri, yaitu kira–kira 1/3 dari daya bias total susunan lensa. Bila lensa ini diambil dari mata dan kemudian lingkungannya adalah udara, maka daya biasnya menjadi enam kali lipat. Sebab dari perbedaan ini adalah karena cairan yang mengelilingi lensa mempunyai indeks bias yang tidak berbeda dari indeks bias lensa. Perbedaan indeks bias yang kecil akan sangat menurunkan kekuatan pembiasan cahaya di kedua permukaan lensa. Namun lensa adalah penting karena lengkung permukaannya dapat mencembung sehingga memungkinkan terjadinya “akomodasi”.

Fisiologi Mata

Mata membiaskan cahaya yang masuk untuk memfokuskannya ke retina.
Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terdiri atas paket–paket individual seperti partikel yang disebut foton yang berjalan menurut cara–cara gelombang. Jarak antara dua puncak gelombang dikenal sebagai panjang gelombang. Fotoreseptor di mata peka hanya pada panjang gelombang antara 400 dan 700 nanometer. Cahaya tampak ini hanya merupakan sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik total. Cahaya dari berbagai panjang gelombang pada pita tampak dipersepsikan sebagai sensasi warna yang berbeda–beda. Panjang gelombang yang pendek dipersepsikan sebagai ungu dan biru, panjang gelomang yang panjang diinterpretasikan sebagai jingga dan merah.
Pembelokan sebuah berkas cahaya (refraksi) terjadi ketika suatu berkas cahaya berpindah dari satu medium dengan tingkat kepadatan tertentu ke medium denagn tingkat kepadatan yang berbeda. Cahaya bergerak lebih cepat melalui udara daripada melalui medium transparan lainnya seperti kaca atau air. Ketika suatu berkas cahaya masuk ke sebuah medium yang lebih tinggi densitasnya, cahaya tersebut melambat (begitu pula sebaliknya). Berkas cahaya mengubah arah perjalanannya ketika melalui permukaan medium baru pada setiap sudut kecuali sudut tegak lurus.
Dua faktor berperan dalam derajat refraksi : densitas komparatif antara dua media dan sudut jatuhnya benda ke madium kedua. Pada permukaan yang melengkung seperti lensa, semakin besar kelengkungan, semakin besar derajat pembiasan dan semakin kuat lensa. Suatu lensa dengan permukaan konveks (cembung) menyebabkan konvergensi atau penyatuan, berkas–berkas cahaya, yaitu persyaratan untuk membawa suatu bayangan ke titik fokus. Dengan demikian, permukaan refraktif mata besifat konveks. Lensa dengan permukaan konkaf (cekung) menyebabkan divergensi (penyebaran) berkas–berkas cahaya, suatu lensa konkaf berguna untuk memperbaiki kesalahan refrektif mata tertentu, misalnya berpenglihatan dekat.
Akomodasi meningkatkan kekuatan lensa untuk penglihatan dekat.
Kemampuan menyesuaikan lensa sehingga baik sumbar cahaya dekat maupun jauh dapat difokuskan di retina dikenal sebagai akomodasi. Kekuatan lensa bergantung pada bentuknya, yang diatur oleh otot siliaris.
Otot siliaris adalah bagian dari korpus siliaris, suatu spesialisasi lapisan koroid di sebelah anterior. Korpus siliaris memiliki dua komponen utama yaitu otot siliaris dan jaringan kapiler (yang menghasilkan aqueous humor). Otot siliaris adalah otot polos melingkar yang melekat ke lensa melalui ligamentum suspensorium.
Ketika otot siliaris melemas, ligamentum suspensorium tegang dan menarik lensa sehingga lensa berbentuk gepeng dengan kekuatan refraksi minimal. Ketika berkontraksi, garis tengah otot ini berkurang dan tegangan di ligamentum suspensorium mengendur. Sewaktu lensa kurang mendapat tarikan dari ligamentum suspensorium, lensa mengambil bentuk yang lebih sferis (bulat) karena elastisitas inherennya. Semakin besar kelengkungan lensa (karena semakin bulat), semakin besar kekuatannya, sehingga berkas cahaya lebih dibelokkan.
Pada mata normal, otot siliaris melemas dan lensa mendatar untuk penglihatan jauh, tetapi otot tersebut berkontraksi untuk memungkinkan lensa menjadi lebih cembung dan lebih dekat untuk penglihatan dekat. Otot siliaris dikontrol oleh sistem syaraf otonom. Serat–serat saraf simpatis menginduksi relaksasi otot siliaris untuk penglihatan jauh, sementara sistem syaraf parasimpatis menyebabkan kontraksi otot untuk penglihatan dekat.
Lensa adalah suatu struktur elastis yang terdiri dari serat–serat transparan. Kadang–kadang serat ini menjadi keruh (opaque), sehingga berkas cahaya tidak dapat menembusnya, suatu keadaan yang dikenal dengan katarak. Lensa detektif ini biasanya dapat dikeluarkan dengan secara bedah dan penglihatan dipulihkan dengan memasang lensa buatan atau kacamata kompensasi.
Seumur hidup hanya sel–sel ditepi luar lensa yang diganti. Sel–sel di bagian tengah lensa mengalami kesulitan ganda. Sel–sel tersebut tidak hanya merupakan sel tertua, tetapi juga terletak paling jauh dari aquoeus humor, sumber nutrisi bagi lensa. Seiring dengan pertambahan usia, sel–sel di bagian tengah yang tidak dapat diganti ini mati dan kaku. Dengan berkurangnya kelenturan, lensa tidak lagi mampu mengambil bentuk sferis yang diperlukan untuk akomodasi saat melihat dekat. Penurunan kemampuan akomodasi yang berkaitan dengan usia ini, presbiopia, yang mengenai sebagian besar orang pada usia pertengahan (45 sampai 50 tahun), sehingga mereka memerlukan lensa korektif untuk penglihatan dekat.
Tidak semua serat di jalur penglihatan berakhir di korteks penglihatan. Sebagian diproyeksikan ke daerah–daerah otak lain untuk tujuan–tujuan selain persepsi penglihatan langsung, seperti :
1. Mengontrol ukuran pupil
2. Sinkronisasi jam biologis ke variasi siklis dalam intensitas cahaya (siklus tidur–bangun disesuaikan dengan siklus siang–malam).
3. Kontribusi terhadap kewaspadaan dan perhatian korteks.
4. Kontrol gerakan–gerakan mata.
Mengenai yang terakhir, kedua mata dilengkapi oleh enam otot mata eksternal yang menempatkan dan menggerakkan mata, sehingga mata dapat menentukan gerakan, lokasi, melihat, dan mengikuti benda. Gerakan mata adalah salah satu gerakan tubuh tercepat dan terkontrol secara tajam.
Mekanisme protektif membantu mencegah cedera mata.
Beberapa mekanisme membantu melindungi mata dari cedera. Kecuali bagian anteriornya, bola mata dilindungi oleh kantung tulang tempat mata berada. Kelopak mata berfungsi sebagai shutter (daun penutup) untuk melindungi bagian anterior mata dari gangguan luar. Kelopak mata menutup secara refleks untuk melindungi mata pada saat–saat yang mengancam, misalnya benda–benda yang datang cepat, cahaya yang sangat menyilaukan, dan keadaan–keadaan sewaktu kornea atau bulu mata tersentuh. Kedipan kelopak mata secara spontan berulang–ulang membantu menyebarkan air mata yang melumasi, membersihkan dan bersifat bakterisidal. Air mata diproduksi secara terus–menerus oleh kelenjar lakrimalis di sudut lateral atas dibawah kelopak mata. Cairan pembersih mata ini mengalir melalui permukaan kornea dan bermuara ke saluran alus di sudut kedua mata dan akhirnya dikosongkan ke belakang saluran hidung. Sistem drainase ini tidak dapat menangani produksi air mata yang berlebihan sewaktu menangis, sehingga air mata membanjir dari mata. Mata juga dilengkapi dengan bulu mata protektif yang menangkap benda–benda halus di udara seperti debu sebelum masuk ke mata.

Mekanisme Akomodasi Mata

Mekanisme akomodasi yaitu mekanisme yang memfokuskan system lensa dari mata, penting untuk meningkatkan ketajaman mata. Akomodasi terjadi akibat kontraksi atau relaksasi muskulus siliaris, kontraksi menyebabkan peningkatan system lensa, dan relaksasi menyebabkan penurunan kekuatan.
Akomodasi lensa diatur oleh mekanisme umpan balik negatif yang secara otomatis mengatur kekuatan fokal lensa untuk tingkat tajam penglihatan yang paling tinggi. Bila mata difiksasi pada beberapa objek yang jauh, kemudian difiksasi pada beberapa objek yang dekat, biasanya lensa akan berakomodasi untuk tajam penglihatan maksimum dalam waktu kurng dari 1 detik. Walaupun mekanisme pengaturan yang sebenarnya yang menimbulkan fokus mata cepat dan akurat masih tidak jelas, beberapa gambaran mekanisme yang diketahui adalah sebagai berikut.
Pertama, bila mata sekonyong-konyong mengubah jarak titik fiksasi, lensa selalu mengubah kekuatannya dalam arah yang sesuai untuk mencapai fokus yang baru. Dengan kata lain lensa tidak membuat kesalahan dan mengubah kekuatan lensanya pada arah yang salah dalam usaha untuk mendapatkan fokus.
Kedua, petunjuk lain yang dapat membantu lensa untuk mengubah kekuatan dalam arah yang sesuai adalah dalam hal-hal berikut ini : (1) aberasi kromatik tampaknya penting. Dengan demikian, sinar cahaya merah difokuskan sedikit di posterior cahaya biru, karena lensa lebih membiaskan sinar biru daripada sinar merah. Mata tampaknya dapat mendeteksi kedua tipe sinar ini yang mempunyai fokus lebih baik, dan mekanisme ini memberi informasi kepada mekanisme untuk membuat lensa menjadi lebih kuat atau lebih lemah. (2) bila benda di fiksasi pada objek yang dekat, mata juga berkonvergensi saling maju satu sama lain. Mekanisme syaraf untuk konvergensi menimbulkan sinyal secara serentak untuk memperkuat lensa. (3) karena fovea terletak pada lekukan lubang yang lebih dalam daripada yang lainnya dari retina, maka kejelasan fokus didalam fovea berbeda dengan kejelasan fokus pada tepi-tepinya. Telah diduga ini juga memberi petunjuk seperti carta yang dilakukan untuk mengubah kekuatan lensa. (4) telah dijumpai bahwa tingkat akomodasi lensa telah bergetar sedikit sepanjang waktu, pada frekwensi sampai dua kali perdetik. Bayangan terlihat menjadi lebih jelas bila getaran kekuatan lensa kuat diubah dalam arah yang sesuai dan menjadi lebih lemah bila kekuatan lensa diubah dalam yang salah. Ini dapat memberi petunjuk yang cepat seehingga kekuatan lensa perlu diubah fokus yang lebih sesuai.
Disimpulkan bahwa area korteks otak yang mengatur akomodasi terletak paralel dengan area yang mengatur gerakan fiksasi mata, dengan integrasi akhir berupa sinyal penglihatan dalam area 18 dan 19 korteks Brodmann dan menjalankan sinyal motorik ke muskulus siliaris melalui pretektal dalam batang otak dan kemudian masuk ke dalam inti Edinger Westphal.
Mekanisme akomodasi (memfokuskan mata)
Pada orang muda, lensa terdiri atas kapsul elastis yang kuat dan berisi cairan kental yang mengandung banyak protein dan serabut-serabut transparan. Bila lensa berada dalam keadaan relaksasi tanpa tarikan terhadap kapsulnya, maka lensa dianggap berbentuk hampir sferis. Namun selain terdapat kapsul elastis, juga terdapat ligamen yang sangat tidak elastis, yaitu zonula yang melekat disekeliling lensa, menarik tepi lensa kearah bola mata. Ligamen ini secara konstan direnggangkan oleh perlekatannya ke badan siliar pada tepi anterior koroid dan retina. Hal ini menyebabkan lensa relatif datar dalam keadaan mata istirahat.
Tempat perlekatan ligamen lensa di badan siliar merupakan suatu otot yang disebut otot siliaris. Otot ini mempunyai dua perangkat serabut, yaitu serabut meridional dan serabut circular. Serabut meridional membentang sampai peralihan kornea-sklera. Kalau serabut ini berkontraksi, bagian perifer dari ligamen lensa tadi akan tertarik kedepan dan bagian medialnya ke arah kornea, sehingga remangan terhadap lensa akan berkurang sebagian. Serabut sirkular akan tersusun melingkar mengelilingi bagian dalam mata, sehingga pada waktu berkontraksi terjadi gerakan sfingter, jarak antar pangkal ligamen mendekat, dan sebagai akibatnya regangan ligamen terhadap kapsula lensa berkurang.
Jadi, kontraksi seperangkat serabut otot polos dalam otot siliaris akan mengendurkan kapsula lensa, dan lensa akan lebih cembung seperti balon karena sifat elastisitas kapsulanya. Oleh karena itu bila otot siliaris melakukan relaksasi lengkap, kekuatan dioptri lensa akan berkurang menjadi sekecil mungkin yang dapat dicapai oleh lensa. Sebaliknya bila otot siliaris berkontraksi sekuat-kuatnya, kekuatan lensa menjadi maksimal.
Pengaturan akomodasi melalui saraf parasimpatis
Otot siliaris hampir seluruhnya diatur oleh sinyal saraf parasimpatis yang dijalarkan ke mata dari nukleus saraf kranial ketiga pada batang otak. Perangsangan saraf parasimpatis menimbulkan kontraksi otot siliaris, yang selanjutnya mengendurkan ligamen lensa dan meningkatkan daya bias. Dengan meningkatnya daya bias, mata mampu melihat objek lebih dekat dibanding sewaktu daya biasnya rendah. Akibatnya dengan memendeknya objek kearah mata, frekwensi impuls saraf parasimpatis ke otot siliaris secara progresif ditingkatkan agar objek dapat tetap dilihat dengan jelas.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar