2.1. Görüş Mekanizması

Canlılar genel olarak ışığa karşı tepki gösterirler. Elektromanyetik spektrumun farklı dalga boyları, farklı özelliktedir. Bu spektrum içerisinde insan gözünün görebildiği ışık, ortalama olarak 400-700 nanometre arasındaki dalga boylarıdır. Bundan daha kısa olan dalga boyları morötesi (UV), daha uzun olanları da kızılötesi (IR) olarak bilinir. İnsan dışındaki bazı canlılar, morötesi ya da kızılötesi dalga boylarındaki ışığı da algılayabilirler.

2.2. Farklı Canlılarda Görüş

Basit yapılı canlıların çoğu, ışığın yalnızca varlığını ve şiddetini algılayabilirler. Örneğin, bir hücreli canlılardan olan öglena, ışığın varlığından haberdar olabilmek için basit bir göz lekesine sahiptir.

Evrimsel gelişmişlik düzeyi arttıkça, ışığa duyarlı olan özel almaç hücrelerinin meydana geldiği görülür. Bu hücrelerin ışığa duyarlılığı, yapılarında bulunan pigmentlerden gelmektedir. Fotoreseptör hücrelerde, ışığa duyarlı bir pigment olan opsin ve renkleri ayırt edebilme yeteneğindeki bir pigment olan kromofor bulunur. Işıktan daha iyi yararlanabilmek için, ışığa duyarlı hücrelerin bulunduğu tabaka içe doğru hafif bir çöküntü yapar. Bir yassı solucan olan Planaria’da bulunan çukur gözler, bu şekilde iş görürler. Bu göz tipinde, ışığın parlaklığı ve çok zayıf bir şekilde olsa da, ışığın yönü algılanabilir.

Bir ileri aşamada, görüntü oluşturabilen göz tipine geçiş başlar. Ancak, bu yeni göz tipi, Planaria’daki göz yapısının gelişimi ile evrimleşmemiştir. Görüntü oluşturabilmek için, dar bir girişi bulunan bir göz yuvarı oluşur; ışınlar bu dar girişten geçerek içi sıvıyla dolu göz yuvarına girer ve yuvarın arka yüzeyinde bulunan ışığa karşı duyarlı hücrelere ulaşır. Bu göz tipinde, ışığın yönü ve parlaklığı algılanabilir hale gelmiştir. Kafadanbacaklı bir yumuşakça olan Nautilus’da görülen iğne deliği tipi (pinhole) göz, fotoğraf makinesi ilkelerine göre çalışan bu ilkel gözün en güzel örneklerinden biridir.

İğne deliği gözden sonraki aşamada, göz yuvarlağının girişi saydam yapılı hücrelerce kapatılır. Böylece, ışığa duyarlı hücrelere koruma sağlanır ve bölmenin içini dolduran sıvı, ortamdaki sıvıdan bağımsız olarak, görüş için daha uygun yoğunlukta “özel” bir sıvıya dönüştürülebilir.

Sonraki adım, gözün evriminde belki de en önemli adımdır. Işığı yoğunlaştırarak, almaçlar üzerine odaklayabilen bir mercek oluşumu görülür. Merceğin, kristalin proteini biriktirmiş özel astar (epitel) hücrelerinden oluştuğu düşünülmektedir. Mercek sayesinde, daha az miktarda ışığın da almaç hücreleri üzerinde etkili olabilmesi sağlanır. Bir süre sonra bu mercek, ışığı odaklama görevine ek olarak, “görüntü” meydana getirebilecek bir yapı kazanır.

Bu noktadan sonra, görüntü oluşturabilen yetenekteki göz iki ayrı şekilde gelişmiş ve birbirinden farklı yapıda 2 göz tipi meydana getirmiştir. Bunlardan ilki, böceklerde görülen petek göz ya da bileşik gözdür. Bu göz tipinde çok sayıda mercek bulunur ve her mercek birden fazla reseptörü etkiler. Bir mercekten ve etkilediği almaçlardan oluşan birimlere “ommatidyum” adı verilir. Görüntü, bu birimlerin mozaik şeklinde bir araya getirdiği görüntü parçacıklarının birleşimiyle oluşturulur. Bileşik gözlerde görüş alanı son derece geniştir. Bir böcek, neredeyse kafasının 270 derece çevresini görebilir. Ancak bu, bildiğimiz tipteki üç boyutlu görüntü duyusundan çok farklıdır. Ayrıca, bileşik gözlerin oluşturduğu görüntünün çözünürlüğü de oldukça düşüktür.

İkinci tip mercekli gözdeyse, içinde ışığa duyarlı almaçlar bulunan bir göz yuvarı ve bu almaçların hepsini etkileyen tek bir mercek bulunur. Bu göz tipinde zamanla, merceğin önünde saydam olan bir kornea ve saydam olmayan bir iris tabakası da gelişmiştir. Mürekkep balığı ve ahtapot gibi omurgasızlarda da görülebilen bu göz tipi oldukça yaygındır. Omurgalıların genel göz tipidir. İnsan gözü de bu tiptedir.

Bu göz tipine sahip olan bazı canlılar, gözlerini birbirlerinden bağımsız olarak hareket ettirebilirler. Bir sürüngen olan bukalemun ve bir balık olan denizatı, bu canlılardan ikisidir.

2.3. İnsan Gözünün Yapısı

İnsan gözü, göz yuvarlağına ek olarak göz kapaklarını (hatta kirpikleri), gözyaşı ve yağ bezlerini, göz kaslarını ve göz zarını (konjunktiva) da kapsar. Göz yuvarlağı, 3 tabakalı bir yapıdadır ve iç kısmı sıvıyla doludur.

Gözün en dış kısmında bulunan tabaka (tunica fibrosa), göz yuvarlağının sağlamlığını korur. Bu tabakanın damarsız ve renksiz olan ön kısmı kornea (saydam tabaka), arka kısmı da sklera (sert tabaka) olarak bilinir.

İkinci tabaka (tunica vasculosa), kan damarları ve renk pigmentleri taşıyan kısımdır. Merceği tutan kirişlere destek olan kirpiksi kaslar (corpus ciliare) bu tabakada yer alır ve bu yapının devamı da, göze rengini veren iris tabakasını meydana getirir. İrisin ortasındaki açıklık göz bebeği (pupil) olarak adlandırılır ve farklı canlılarda farklı şekillerdedir. Göz bebeğinin daralıp genişlemesinden, irisin yapısındaki düz kaslar sorumludur. Göz bebeği, fazla ışık varlığında ya da yakındaki bir cisme bakarken daralır, ortamda ışık azsa ya da uzaktaki bir cisme bakılıyorsa da genişler.

Bu tabakanın göz yuvarının arkasına doğru uzanan kısmı (choroidea), esas olarak retina tabakasını beslemekle görevlidir.

Gözün en içindeki üçüncü tabaka (tunica nervosa), ışığa karşı duyarlı olan retina tabakasıdır. Ağ tabaka olarak da bilinen bu yapı üzerinde, görme duyusunun ortaya çıkmasından sorumlu esas yapılar olan almaçlar bulunur. Işık almaçları 2 farklı tiptedir: çubuk ve koni. Çubuk biçimindeki almaçlar az ışıkta ve siyah-beyaz görüşten, koni biçimindeki almaçlar da aydınlıkta ve renkli görüşten sorumludurlar. Her iki almaç tipinde de “opsin” adı verilen ve ışığa duyarlı olan özel pigment proteinleri bulunur. Bu proteinler, çubuk hücrelerinde skotopsin, koni hücrelerindeyse fotopsin adını alır. Bunlara ek olarak, çubuk hücrelerinde rodopsin olarak bilinen ışığa duyarlı ikinci bir molekül bulunur. Rodopsin molekülü A vitamininden sentezlenir. Bu kimyasal maddeler, ışığı soğurduklarında parçalanırlar ve sinir hücrelerini uyarırlar. Bunun sonucunda meydana gelen impulslar, retinayı beyne bağlayan görme siniri (nervus opticus) yardımıyla beyne iletilir.

Işınların retina üzerine düşürüldüğü sarımsı renkli bölge macula lutea olarak bilinir. Bu bölgenin ortasına dek gelen hafif çukur yapıdaki nokta ise sarı benek (fovea centralis) olarak bilinir. Yalnızca koni hücreleri taşıyan sarı benek, retinanın en keskin görüş alanıdır.

Retinanın yapısında, almaçlar dışında 4 çeşit nöron daha bulunmaktadır: bipolar hücreler, gangliyon hücreleri, horizontal hücreler, amakrin hücreler. Bunlar, en iç kısma gömülmüş olan almaç hücreleriyle ve birbirleriyle sinapslar yaparak, uyartının görme sinirine iletimini sağlarlar. Görme siniri, bu hücre tiplerinden biri olan gangliyonların aksonlarının birleşmesinden meydana gelmiştir.

Görme sinirinin göz merceğini terk ettiği nokta, optik disk ya da kör nokta olarak adlandırılır. Bunun nedeni, bu noktanın hiçbir almaç taşımaması ve görüş yeteneği bulunmamasıdır. Optik disk bölgesinde ayrıca, gözü besleyen damarlar da görme sinirinin içine girer.

Göz merceği, saydam ve bikonveks yapıdadır. İrisin hemen arkasında konumlanmış olan mercek, esnek ve saydam bir zarla örtülüdür (capsula lentis) ve kirişler (ligamentum suspensorium) yardımıyla yerinde tutulur. Uzaktaki ve yakındaki cisimlerden gelen ışınları retinanın doğru yerine odaklayabilmek için, kirpiksi kasların kasılması yardımıyla kırma gücü değişir. Merceğin bu odak değiştirme yeteneğine “göz uyumu” denir.

Mercek aracılığıyla ikiye bölünmüş olan göz yuvarlağının arka ve ön kısımlarının içi, farklı özellikteki maddelerce doldurulmuştur. Arka kısmın içini dolduran humor vitreus (camsı cisim) pelte kıvamında bir maddeyken, ön kısmın içini dolduran humor aqueus daha akışkandır, serebrospinal sıvıya benzer yapıdadır ve mercek ile korneanın beslenmesinden sorumludur. Ön kısmın ayrıca, ön ve arka oda olmak üzere 2 bölümü daha bulunmaktadır.

Bir ışık kaynağınca aydınlatılan ya da kendisi ışık kaynağı olan bir cisim, gözün görebileceği ışınları çıkarır ya da yansıtır. Bu ışınlar, ilk olarak saydam tabakada kırılır, ön odadan geçer ve göz bebeğine girer. Göz bebeğinde, iris kasları yardımıyla ışığın miktarı ayarlanır ve geçen ışınların göz merceğine ulaşması sağlanır. Sağlıklı bir insan gözünde ışınlar, mercekten geçerken kırılarak, retina üzerinde bulunan sarı benek üzerine düşürülür. Sarı benek üzerine görüntünün düşürülme işlemine, göz küresini çevreden tutan çizgili kasların refleks yoluyla kasılmaları ve göz küresini çevirmeleri yol açar (başın hareketi de bu işleme yardımcı olur). Göz küresinin hareketlerine “sakkadik hareketler” denir.

Sarı beneğe düşen ışınların oluşturduğu ters görüntü, ışığa duyarlı almaçlarca impulsa çevrilerek görme sinirine aktarılır. Görme sinirleri, beynin görme duyusundan sorumlu olan bölgesine ulaşır. Burada, görüntüye ilişkin bilgilerin değerlendirilmesi ve görüntünün düz hale çevrilmesi sonucunda, görme olayı gerçekleşir. İnsan gözü, hem ışık hem de mesafe algısından sorumludur.

Birçok omurgalı hayvanın gözünde, retinanın hemen gerisinde ya da retina üzerinde “tapetum lucidum” adı verilen bir tabaka bulunmaktadır. Bu tabaka, görünebilir ışığı retinadan geri yansıtarak, ışığa duyarlı almaçlara daha fazla ışık ulaştırır. Böylece, ışığın az olduğu ortamlarda görüşün daha verimli olmasını sağlar. Özellikle geceleri avlanan hayvanlara büyük kolaylık sağlayan bu tabaka, insanlarda bulunmamaktadır.

2.4. Renk Görüşü

İnsan retinasında mavi, yeşil ve kırmızı renklere duyarlı olan 3 tip koni hücresi bulunur. Bu hücrelerin her biri, ilgili renge ait dalga boylarından etkilenen pigmentler (fotopsinler) taşır: kırmızı renge duyarlı koniler eritrolab, mavi renge duyarlı koniler siyanolab, yeşil renge duyarlı konilerse klorolab. Pigment tarafından emilen foton, enerjisinin bir kısmını pigmente aktarır ve hücrede kimyasal olaylar başlar.

Renk duyusu, koni hücrelerinin farklı tiplerinde meydana gelen kimyasal değişikliklerin birbirine oranına göre oluşur. Bir diğer deyişle, sinir sistemi, farklı konilerden gelen tepkileri bir araya getirerek, renk algısını şekillendirir. Örneğin, yalnızca mavi ışığa tepki gösteren konilerin uyarılması mavi rengin algısını, hem mavi hem de kırmızı ışığa tepki gösteren konilerin uyarılmasıysa mor rengin algısını meydana getirir.

Optik sinirlerin beyne giden yolu, ilk önce optik kiyazma adı verilen bölgeden geçer. Burada, sağ ve sol gözden gelen optik sinirler bir araya gelirler. Böylece, her iki gözden gelen görsel veriler de beynin her iki lobunda bulunan görme merkezlerine iletilebilir. Optik kiyazma sonrasında, optik sinir demetleri önce talamusa girer. Talamusta bulunan LGN (lateral genikulat nükleus) bölgesi, görsel verilerin ilk işleyicisidir. Bu bölgede sinaps yapan optik sinir demetleri, beynin occipital lobunun bir parçası olan primer görsel kortekse (V1) ulaşırlar. Esas renk algısı da, bu alanda gerçekleşir.

İnsanlarda olduğu gibi 3 farklı koni hücresi tipinin bulunduğu görüş sistemi “trikromatik görüş” olarak bilinir ve bu sistemin yapısı ilk olarak 19. yüzyılda Thomas Young ve Hermann von Helmholtz tarafından önerilmiştir. Bir diğer görüşse, 1872 yılında Ewald Hering tarafından önerilen, sinir sisteminin renk algısını zıt renkleri karşılaştırarak oluşturduğunu öneren “karşıt işlem” teorisidir. Günümüzde, her iki teorinin de doğruluğu kabul edilmiştir.

Trikromatik görüşe sahip olan insan ve diğer primatlar dışındaki memelilerde, genel olarak renk algısı zayıftır ve sıklıkla 2 tip koni hücresi görülür. Deniz memelilerindeyse yalnızca 1 tip koni hücresi bulunmaktadır. Buna karşılık, bazı tropik balık ve kuş türleri 4 farklı koni hücresi tipine sahiptir. Omurgasız canlıların çoğunda da renkli görüş bulunmaktadır.

Konilerin miktarı, insanda da farklıdır. İnsan gözünde en fazla kırmızıya hassas koniler bulunurken, mavi renge karşı hassas olan koniler çok az miktardadır. Hatta birçok insanda, mavi renge karşı hassas konilerin sayısı yok denecek kadar az bile olabilir.

Bazı hayvanlarda, morötesi ışığı algılayabilen bir koni hücresi tipi bulunmaktadır. Bu görüşün en iyi bilinen örneği, bal arılarının ve yaban arılarının morötesi görüşüdür. Penguenlerin de morötesi ışığın bir bölümünü gördükleri bilinmektedir. Bazı yılan ve balık türleri kızılötesi görüşe, arılar ve karıncalar da polarize ışığı görebilme yeteneğine sahiptirler.

2.5. Boyut Görüşü

Hayvanların gözlerinin birbirlerine göre konumu, görüşün şeklini ve boyut algısını etkiler.

Çoğu kuş ve balık türünde bulunduğu gibi başın karşılıklı iki yan yüzeyinde konumlanan tip gözler, birbirlerinden farklı görüş alanlarına sahiptir. Bu şekilde konumlanan gözler, tavşan ve antilop gibi sık “av olan” memeli hayvanlarda da görülür. Görüş alanının olabildiğince geniş tutulduğu, bazen gözlerin birbirinden bağımsız da hareket ettirilebildiği, ancak buna karşılık derinlik algısının bulunmadığı bu görüş tipine periskopik görüş denir.

İnsanda olduğu gibi, yüzün ön kısmında ve birbiriyle yan yana konumlanmış olan gözlerse, birlikte hareket ederler ve belirli bir nesneyi aynı zamanda görürler. Sıklıkla “avlanan” ya da hassas hareketler yapması gereken hayvanlarda bulunan bu görüş tipi, binoküler görüş olarak bilinir ve her iki gözün görüş alanı birbiri üzerine biner.

Üç boyutun tam olarak algılandığı hacimli görüş ise “stereoskopik görüş” olarak bilinir. Sağ ve sol gözün görüşünde birbirinden az bir miktar farklılık bulunur. Bu iki gözün görüş alanlarının kesişim bölgesinde de, tam derinlik algısı ortaya çıkar.

2.6. İnsanda Görme Bozuklukları

Miyopi: Göz yuvarlağının normalden uzun ya da göz merceğinin kırma gücünün normalden daha yüksek olması durumlarında ortaya çıkar. Işık ışınlarının odaklandığı nokta retinanın önünde kalır, bu nedenle de uzaktaki nesneler net görülemez. Yakındaki nesnelerin net görülmesinde sorun yaşanmaz. Kalın kenarlı (konkav) mercek ile odaklama noktası düzeltilir.

Hipermetropi: Göz yuvarlağının normalden kısa ya da göz merceğinin kırma gücünün zayıf olmasından kaynaklanır. Işık ışınlarının odaklandığı nokta retinanın gerisine düşer, bu nedenle de yakındaki nesneler net görülemez. Uzaktaki nesnelerin net görülmesinde sorun yaşanmaz. İnce kenarlı (konveks) mercek ile odaklama noktası düzeltilir.

Astigmatizm: Göz merceğinin ya da korneanın küreselliğinin düzgün olmamasından kaynaklanan bu kusurda, ışınlar birden fazla odakta toplanır ve nesneler bulanık görülür. Işınları uygun bir eksende bir arada toplayabilmek için ince ve kalın merceklerden oluşan özel silindirik merceklerle düzeltilir.

Presbiyopi: Yaşlanmayla birlikte, göz merceği büyüyerek ve kalınlaşarak esnekliğini kaybedebilir. Bunun sonucunda, mercek şekil değiştirebilme yeteneğini yitirir ve gözler yakın ya da uzak nesneleri görebilmek için gerekli uyumu yapamaz hale gelir. Gözlerin neredeyse sabit bir uzaklığa odaklanmış olarak kaldığı bu kusurda, üst kısmı uzağı alt kısmı da yakını görmeyi sağlayan (bifokal) gözlükler kullanılır.

Katarakt: Sıklıkla ileri yaşlarda görülen bu göz kusuru, göz merceğinin saydamlığını yitirmesi sonucunda ortaya çıkar. Göz merceği üzerinde kimyası bozulan proteinlerin birikmesi ve opak alanlar oluşturması nedeniyle, mercekten ışık geçişi azalır ve görüş zayıflar. Bu kusurun düzeltilmesi, ameliyatla göz merceğinin temizlenmesi ya da değiştirilmesi yoluyla yapılır.

Glokom: Göz yuvarı içindeki basıncın normalden çok daha yüksek oluşu nedeniyle ortaya çıkar. Göz içi basıncı arttığında, görme sinirinin göz yuvarını terk ettiği bölge daralır. Bunun sonucunda, bu bölgede görme siniri ve gözü besleyen damarlar sıkışır. Retinanın ve görme sinirinin beslenmesi bu şekilde engellendiği için, bir süre sonra sinir hücrelerinde hasar meydana gelir. İlaç tedavisi ya da ameliyatla müdahale edilmezse, bir süre sonra körlüğe yol açabilir.

Şaşılık (Strabismus): Gözün farklı yönlere hareketini sağlayan kasların birbirlerine uyumlu çalışamamaları ya da beynin bu kasların kontrolünde eksiklik nedeniyle ortaya çıkar. Bu kusur, özel gözlüklerle, görüş tedavisi eğitimleriyle ya da ameliyatla düzeltilebilir.

Renk körlüğü: Farklı renklere karşı duyarlı olan koni hücrelerinde, bu renkleri algılayabilen pigmentlerin sentezinde bozukluk görülmesiyle ortaya çıkar. Cinsiyete bağlı resesif genetik bir hastalıktır ve tedavisi bulunmamaktadır. En sık görüleni, “dikromat renk körlüğü” olarak bilinen, 3 koni pigmentinden birinin eksikliğidir.
Dikromat renk körlüğünün 3 farklı tipi bulunmaktadır:
1) Tritanopia: Mavi renge (kısa dalga boyuna) karşı hassas olan koniler bulunmaz. Bunun sonucunda, görünen ışığın mavi-sarı aralığındaki renkler ayırt edilemez. Bu renk körlüğü eşeysel kalıtlanmaz.
2) Deuteranopia: Yeşil renge (orta dalga boyuna) karşı hassas olan koniler bulunmaz. Bunun sonucunda, görünen ışığın yeşil-sarı-kırmızı aralığındaki renkler ayırt edilemez. Daltonizm olarak da bilinir.
3) Protanopia: Kırmızı renge (uzun dalga boyuna) karşı hassas olan koniler bulunmaz. Bunun sonucunda da, yine görünen ışığın yeşil-sarı-kırmızı aralığındaki renkler ayırt edilemez.

Bazı kişilerde de, her 3 tip pigment bulunmasına karşın, bu pigmentlerden bir ya da birden fazla tipi normal çalışamaz. “Trikromat renk körlüğü” adı verilen bu tip kusurdaysa, çeşitli renkleri ayırt edebilmekte zayıflık yaşanır.

Gece körlüğü: A vitamini eksikliği nedeniyle ortaya çıkar. Bu vitaminin eksikliğinde, yeteri kadar rodopsin sentezlenemez ve çubuk hücreleri az ışıkta görüş işlevlerini düzgün yapamazlar.