Moleküler düzeyde, görsel sinyaller fotopigment moleküllerinde dönüşümleri tetikler ve bu da fotoreseptör hücresinin zar potansiyelinde değişikliklere neden olur. Fotonun enerji seviyesi, görünür ışığın her bir belirli dalga boyu farklı bir renkle ilişkilendirilen dalga boyu ile dalga boyu ile gösterilir. Elektromanyetik radyasyon olarak sınıflandırılan görünür ışığın spektral aralığı 380 ila 720 nm arasındadır. 720 nm’yi aşan elektromanyetik radyasyon dalga boyları kızılötesi kategorisine girerken, 380 nm’nin altındakiler ultraviyole radyasyon olarak sınıflandırılır. Mavi ışık 380 nm’lik bir dalga boyuna karşılık gelirken, koyu kırmızı ışık 720 nm’lik bir dalga boyuna karşılık gelir. Diğer renkler, bu dalga boyu spektrumu içinde kırmızıdan maviye kadar değişen noktalarda bulunur.
Opsin pigmentleri, aslında, retinal adı verilen bir kofaktörle entegre edilmiş transmembran proteinlerdir. Bu retinal, A vitamini ve bir hidrokarbon molekülünün bir bileşenidir. Retina molekülünün geniş hidrokarbon zincirindeki önemli biyokimyasal değişiklik, bir foton onu etkilediğinde tetiklenir. Fotoizomerizasyon olarak bilinen bu özel süreç, foton etkileşimi sayesinde zincir içindeki çift bağlı karbonların bir kısmını bir cis’den bir trans konfigürasyonuna geçirir. Foton etkileşiminden önce, retinalin esnek çift bağlı karbonları cis konformasyonundadır ve 11-cis-retinal olarak bilinen bir molekülün oluşumuna yol açar. Çift bağlı karbonlar, bir foton molekülü çarptığında trans-konformasyonu üstlenir ve düz bir hidrokarbon zinciri ile karakterize edilen bir all-trans-retinal oluşturur.
Retina içindeki görsel transdüksiyon süreci, fotoreseptörlerdeki retina yapısındaki değişiklikle başlar. Bu, bir G proteinini uyaran retinal ve opsin proteinlerinin aktivasyonuna yol açar. Aktive edilmiş G proteini daha sonra fotoreseptör hücrenin zar potansiyelini değiştirir ve nörotransmiterlerin retinanın dış sinaptik tabakasına salınmasında bir azalmaya neden olur. Bu durum, retina molekülü orijinal şekline, 11-cis-retinal formuna geri dönene kadar devam eder – ağartma olarak adlandırılan bir işlem. Önemli miktarda fotopigment ağartmaya tabi tutulursa, retina verileri zıt görsel girdiler alınıyormuş gibi iletir. Tipik olarak negatif tip görüntüler olarak gözlemlenen ardıl görüntüler, yoğun bir ışık parlamasına maruz kaldıktan sonra yaygın bir durumdur. Bir dizi enzimatik değişiklik, fotoizomerizasyonun tersine çevrilme sürecini kolaylaştırır, böylece ek ışık enerjisine yanıt olarak retinanın yeniden aktivasyonunu sağlar.
Opsinler, belirli ışık dalga boylarına karşı özel hassasiyet gösterir. Çubuk fotopigment, rodopsin, 498 nm dalga boyuna sahip ışığa karşı en yüksek hassasiyet gösterir. Öte yandan, üç renk opsini, yaklaşık olarak ana renklerle (kırmızı, yeşil ve mavi) hizalanan 564 nm, 534 nm ve 420 nm dalga boylarına en iyi şekilde yanıt verir. Çubuklarda bulunan rodopsin, koni opsinlerinden daha yüksek bir ışığa duyarlılık gösterir; Bu, çubukların loş ışık koşullarında görüşe katkıda bulunduğu, konilerin ise daha parlak koşullar altında katkıda bulunduğu anlamına gelir. Normal güneş ışığında, rodopsin sürekli ağartılır ve koniler aktif kalır. Tersine, loş ışıklı bir odada, ışık yoğunluğu koni opsinlerini uyarmak için yetersizdir ve bu da görüşü tamamen çubuklara bağımlı hale getirir. Aslında, çubuklar ışığa karşı o kadar yüksek bir hassasiyete sahiptir ki, tek bir foton, bir çubuğun karşılık gelen RGC’sinde bir aksiyon potansiyelini tetikleyebilir.
Farklı ışık dalga boylarına duyarlılıkları ile farklılaşan koni opsinleri, rengi algılama yeteneği sağlar. Beynimiz, üç benzersiz koni türünün tepkilerini analiz ederek, gördüklerimizden renk verilerini damıtır. Örneğin, 450 nm’ye yakın bir dalga boyuna sahip parlak mavi bir ışık düşünün. Bu, “kırmızı” konilerin minimum uyarılmasına, “yeşil” konilerin hafif aktivasyonuna ve “mavi” konilerin önemli ölçüde uyarılmasına neden olur. Beyin, konilerin bu diferansiyel aktivasyonunu hesaplar ve rengi mavi olarak yorumlar. Bununla birlikte, loş ışık koşullarında, koniler etkisizdir ve rengi ayırt edemeyen çubuklar baskındır. Sonuç olarak, düşük ışıktaki görüşümüz esasen tek renklidir, yani karanlık bir odada her şey grinin çeşitli tonlarında görünür.
Bazı yaygın göz bozuklukları:
Klinik olarak akromatopsi olarak bilinen renk körlüğü, ayırt edici renklerde eksiklik ile karakterize bir durumdur. Bu bozukluk genellikle retinanın konilerindeki (ışığa duyarlı hücreler) kalıtsal bir kusurdan kaynaklanır. Semptomlar, renkler veya renk tonları arasında ayrım yapmada zorluk içerebilir.
Tıbbi olarak niktalopi veya hemeralopi olarak adlandırılan gece körlüğü, bireyin düşük ışıkta veya gece görme yeteneğini etkileyen bir bozukluktur. Sebepler A vitamini eksikliğinden retinitis pigmentosa gibi altta yatan hastalıklara kadar değişebilir. Bu bozukluğa sahip kişiler, gece görüşü veya loş ışığa uyum sağlama konusunda zorluklar yaşarlar.
Özellikle yaşlı yetişkinler arasında yaygın bir göz bozukluğu olan katarakt, normalde saydam olan göz merceğinin bulanıklaşması ile karakterizedir. Bu, buğulu bir pencereden bakmaya benzer şekilde bulanık görmeye neden olabilir. Kataraktların çoğu zamanla yavaş gelişir ve sonunda görmeyi engelleyebilir.
Glokom, beyne görüntü gönderen optik sinirin, gözdeki basıncın artması nedeniyle hasar gördüğü bir başka ciddi göz rahatsızlığıdır. Tedavi edilmezse görme kaybına yol açabilir. En sık görülen glokom türü olan açık açılı glokom, genellikle kademeli görme kaybı dışında hiçbir belirti göstermez.
