Máy phát quang - nón và que

Máy quang điện tử là gì

Các tế bào cảm quang là các tế bào thần kinh được tìm thấy trên võng mạc . Các yếu tố này nhạy cảm với sóng ánh sáng và thực hiện chức năng tải nạp quan trọng, tức là chúng có khả năng biến đổi ánh sáng chạm đến đáy mắt thành thông tin (hóa chất đầu tiên, sau đó là điện) để truyền đến não qua dây thần kinh thị giác.

Các tế bào cảm quang của võng mạc là khác biệt ở hình nón và hình que . Sự khác biệt về cấu trúc của chúng có liên quan đến các đặc điểm chức năng quan trọng. Các que, ví dụ, truyền một hình ảnh ít rõ ràng hơn, nhưng có nhiều quang ảnh hơn hình nón và nhạy hơn trong điều kiện ánh sáng yếu. Tất cả các que cũng chứa cùng một photopigment (rhodopsin), trong khi các hình nón không giống nhau. Trên thực tế, các tế bào cảm quang sau này có ba loại sắc tố nhạy cảm với ánh sáng (iodopsin) khác nhau, đảm bảo sự phân biệt của các màu khác nhau (mỗi hình nón của võng mạc chỉ chứa một trong ba loại quang). Hơn nữa, các nón có trách nhiệm cho tầm nhìn ban ngày và nắm bắt chính xác các chi tiết.

Các tính năng và chức năng

Nón và que là những tế bào rất chuyên biệt, có chức năng nhận ánh sáng và thích nghi với nó để truyền nó đến não.

Trong quá trình nhìn, các tế bào cảm quang phân chia các nhiệm vụ:

• Các hình nón được ủy thác cho tầm nhìn rõ ràng và trung tâm, cho phép bạn nhìn thấy các chi tiết tốt và chủ yếu được sử dụng trong tầm nhìn ban ngày (photopic) hoặc trong sự hiện diện của các nguồn sáng nhân tạo. Có ba loại hình nón, mỗi loại chứa một sắc tố làm cho chúng nhạy cảm với các bước sóng khác nhau trong quang phổ nhìn thấy được; đặc biệt, chúng có các đỉnh hấp thụ ở 420, 530 và 560nm, tương ứng với màu xanh lam, xanh lục và đỏ. Đối với điều này, các hình nón có thể nhận thức màu sắc.
• Mặt khác, các que tính có độ nhạy cao đối với ánh sáng và cho phép bạn nhìn thấy ngay cả vào ban đêm và trong điều kiện có cường độ ánh sáng thấp (tầm nhìn xa hoặc tầm nhìn). Tuy nhiên, các bộ cảm biến quang này không thể tạo ra hình ảnh có chất lượng tốt và không thể phân biệt màu sắc. Trên thực tế, các que can thiệp vào tầm nhìn sắc nét, chỉ được đặc trưng bởi màu trắng, đen và màu xám.

Do đó, nón và que là bổ sung và công việc của chúng đồng bộ đảm bảo một tầm nhìn hoàn hảo.

Phân bố ở võng mạc

Các tế bào cảm quang không được phân bố đều trên toàn bộ võng mạc. Các nón có khoảng 6 triệu trong toàn bộ võng mạc, vì vậy chúng ít hơn nhiều so với các que; chúng có mật độ rất cao ở vùng hoàng điểm (khu vực trung tâm của mặt phẳng võng mạc) và là chất dẫn quang duy nhất có trong hố mắt.

Tuy nhiên, các que chiếm toàn bộ võng mạc (ngoại trừ vùng da) và nhiều hơn so với hình nón (trung bình 120 triệu ở mỗi võng mạc). Cụ thể là tỷ lệ phần trăm của thanh tăng lên khi khoảng cách từ hố mắt tăng lên, cho đến khi nó đạt đến mức tối đa ở ngoại vi cực của võng mạc. Điều này giải thích lý do tại sao, với sự hiện diện của ánh sáng mờ, chúng ta có thể quan sát các vật thể tốt hơn nếu chúng ta không nhìn trực tiếp vào chúng.

Tầm nhìn của màu sắc

Khả năng nhận biết màu sắc dựa trên sự hiện diện của ba loại hình nón, phản ứng với các bước sóng cụ thể trong trường ánh sáng khả kiến. Trong các tế bào cảm quang này, trên thực tế, có ba loại protein (opsins), tương ứng nhạy cảm với một kích thích khoảng 420nm (nhạy cảm với phổ màu xanh), 530nm (màu xanh lá cây) và 560 nm (màu đỏ).

Dựa trên thành phần quang phổ của bức xạ phát ra từ vật thể quan sát, ba loại hình nón được kích hoạt theo nhiều cách kết hợp và tỷ lệ phần trăm khác nhau.

Do đó, từ sự tương tác và kết quả xử lý não cuối cùng, khả năng phân biệt các màu sắc khác nhau. Các kích thích hiện đại và tối đa của hình nón cung cấp nhận thức về màu trắng.

Những người không có một loại hình nón cụ thể rõ ràng sẽ mất khả năng nhận biết một số màu sắc, như xảy ra trong mù màu.

Lưu ý . Mỗi loại hình nón thu được tốt hơn ở một bước sóng cụ thể, nhưng mỗi loại này cũng có thể đáp ứng trong một biến thể nhất định, trong cùng một phổ.

Hơn nữa, cần lưu ý rằng phổ hấp thụ của ba loại hình nón trùng nhau một phần, do đó nhiều màu sắc có thể được cảm nhận.

Sự thật thế nào

Đặc điểm cấu trúc của tế bào cảm quang

Các tế bào cảm quang hiện diện liên tiếp một phân đoạn bên ngoài và một phân đoạn bên trong liên quan đến các tế bào biểu mô sắc tố, một sợi bên ngoài, nhân, một sợi trục (hoặc sợi bên trong) và chấm dứt synap.

Phần bên ngoài của hình nón có hình dạng của một hình chóp cụt, trong khi phần hình que là hình trụ và thuôn dài; trong cả hai trường hợp, phần này được đặc trưng bởi một loạt các lamellae, trong đó phân định các túi màng, dẹt và vũ trường được ngâm trong tế bào chất của tế bào. Những "đĩa" này chứa các sắc tố phản ứng với ánh sáng và gây ra những thay đổi trong tiềm năng màng của tế bào cảm quang (rhodopsin đối với que và iodopsin đối với hình nón). Đoạn ngoài của hình nón và hình que tiếp xúc với biểu mô sắc tố, lớp ngoài của võng mạc, điều này rất quan trọng vì nó cung cấp một phân tử cơ bản cho quá trình dẫn truyền ánh sáng: võng mạc.

Phân đoạn bên trong được đặc trưng bởi sự hiện diện của các bào quan nội bào, chẳng hạn như ty thể và màng của mạng lưới nội chất dạng hạt, không thể thiếu cho chuyển hóa tế bào. Trên thực tế, chúng chịu trách nhiệm sản xuất các phân tử sắc tố mới khi chúng bị phân tách. Phần này tiếp tục co lại thành một sợi bên ngoài, mà phần cơ thể của tế bào chứa nhân theo sau. Loại thứ hai được kết nối thông qua sợi trục (hoặc sợi bên trong) để kết thúc khớp thần kinh, có một bóng đèn (hình cầu) trong các thanh, bị ngập nước và phân nhánh (xích lô) trong hình nón.

Chấm dứt synap cho phép truyền tín hiệu từ tế bào cảm quang đến các tế bào lưỡng cực thông qua các khớp thần kinh, tức là bằng cách truyền sinh hóa giữa các tế bào thần kinh. Trên thực tế, phần này tương tự như nút khớp thần kinh của các đầu sợi trục của các tế bào thần kinh, nơi có các túi chứa chất dẫn truyền thần kinh.

Quan hệ với các tế bào võng mạc khác

Võng mạc là một màng được sắp xếp trên bề mặt bên trong của mắt, được hình thành bởi ba lớp mô thần kinh, bao gồm nhiều loại tế bào:

• Một lớp bên trong bao gồm các tế bào hạch;

• Một lớp trung gian chứa các tế bào lưỡng cực;

• Một lớp ngoài cùng, tiếp xúc với biểu mô sắc tố, trong đó các tế bào cảm quang được tìm thấy.

Nón và que được bố trí vuông góc với bề mặt võng mạc; khi tiếp xúc với ánh sáng hoặc bóng tối, chúng trải qua những thay đổi về hình dạng, điều chỉnh sự giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh. Chúng thực hiện một hành động kích thích hoặc ức chế trên các tế bào lưỡng cực của võng mạc.

Các tế bào lưỡng cực được kết nối ở một bên với các tế bào cảm quang và ở phía bên kia với các tế bào hạch của lớp trong cùng, có sợi trục dẫn đến dây thần kinh thị giác. Các tế bào lưỡng cực có khả năng truyền các tiềm năng tốt nghiệp.

Các sợi trục của các tế bào hạch tạo thành một bó hội tụ trên đĩa quang và thoát ra khỏi quả cầu mắt, tiến về phía diencephalon như một dây thần kinh thị giác (cặp dây thần kinh sọ thứ II); để đáp ứng với sự tải nạp thụ thể võng mạc, các tế bào hạch tạo ra các tiềm năng hành động nhắm vào hệ thần kinh trung ương.

Trong võng mạc cũng có các tế bào amacrine và nằm ngang điều chỉnh sự giao tiếp trong mô thần kinh võng mạc (ví dụ, thông qua sự ức chế bên).

Ở phía bên kia của võng mạc có màng đệm.

Lưu ý . Nón và que không tiếp xúc với sự hài hước thủy tinh thể, nhưng được đặt ở lớp ngoài của võng mạc, sau đó được kích thích bởi ánh sáng sau khi nó đi qua lớp võng mạc bên trong và giữa.

phototransduction

Phototransduction là quá trình năng lượng ánh sáng được chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó được truyền đến não thông qua dây thần kinh thị giác. Hiện tượng này coi các tế bào cảm quang là nhân vật chính, có chức năng dựa trên các phản ứng quang hóa.

Sự kiện đầu tiên của quá trình quang dẫn là sự hấp thụ tín hiệu ánh sáng bằng các tế bào quang. Mỗi phân tử này được đặc trưng bởi một đỉnh hấp thụ ánh sáng, tương ứng với một bước sóng cụ thể (ví dụ trong trường hợp hình nón, làm cho nó nhạy hơn với một màu nhất định). Mỗi sắc tố cảm quang có chứa một thành phần gọi là retinal (phổ biến cho tất cả các tế bào quang) và một protein gọi là opsin.

Do đó, do bức xạ ánh sáng, do đó, các tế bào quang thay đổi cấu trúc phân tử của chúng, gây ra các phản ứng sinh hóa từ đó kích thích thần kinh bắt nguồn. Điều này sau đó được truyền đến các tế bào võng mạc tiếp giáp (tế bào lưỡng cực và hạch).

Dòng sự kiện trong các thanh

Các photopigment của thanh (rhodopsin) nằm trong màng của các đĩa của phân khúc bên ngoài. Đây cũng là một protein G (được gọi là transducin) và một loại enzyme, phosphodiesterase, xúc tác cho sự thoái hóa của chất truyền tin tuần hoàn thứ hai (cGMP).

Trong bóng tối :

• Nồng độ cGMP được nâng lên trong cytosol của đoạn que ngoài, sau đó mở các kênh natri nằm trong màng tế bào cảm quang.
• Các ion natri xâm nhập vào tế bào và xác định quá trình khử cực đi từ đoạn ngoài đến cực quang.
• Để đáp ứng với khử cực, các kênh bóng đá mở ra.
• Sự xâm nhập của canxi kích hoạt một quá trình exocytosis dẫn đến việc giải phóng chất dẫn truyền thần kinh.
• Các chất dẫn truyền thần kinh hoạt động trên các tế bào lưỡng cực, tạo ra sinh viên tốt nghiệp tiềm năng.

Trong ánh sáng :

• Rhodopsin hấp thụ ánh sáng.
• Võng mạc thay đổi cấu trúc và sự phân tán của nó (sắc tố có trong que bị "đổi màu"), kích hoạt transducin, từ đó kích hoạt phosphodiesterase.
• Phosphodiesterase xúc tác cho sự phân cắt của chu kỳ GMP.
• Nồng độ cGMP trong cytosol của phân đoạn ngoài giảm, do đó các kênh natri đóng lại.
• Lượng natri nhỏ làm tăng phân cực tế bào (do sự thoát ra của kali).
• Siêu phân cực làm cho các kênh canxi đóng ở phân khúc bên trong, do đó ít chất dẫn truyền thần kinh được giải phóng từ thiết bị đầu cuối quang điện tử.

Quá trình dẫn truyền ánh sáng xảy ra trong ba loại hình nón tương tự như hình que, ngay cả khi có ba loại quang khác nhau có liên quan.