توسط محققان دانشگاه سیدنی بررسی شد؛

رابطه بین اندازه مردمک چشم با تعداد اشیا

آزمایش‌ها نشان داد که مردمک‌ها در پاسخ به تصاویر با مقادیر بیشتری از نقاط گشاد می‌شوند، که نشان می‌دهد حس کردن اعداد یک مکانیسم ادراکی ذاتی است.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری؛ مردمک چشم شما اندازه خود را تغییر می‌دهد تا میزان نور وارد شده به چشم را کنترل کند. شما می‌توانید تغییر اندازه مردمک چشم خود را در پاسخ به تغییرات نورپردازی مشاهده کنید. همچنین می‌توانید آزمایش کنید که چگونه تابش نور در یک چشم بر اندازه مردمک چشم دیگر شما تأثیر می‌گذارد.

مردمک چشم چیست؟

بر اساس مطالب منتشر شده در مجله اینترنتی فرادرس؛ مردمک با نام دیگر گلاره، در آناتومی چشم، دهانه‌ای درون عنبیه است که نور قبل از رسیدن به عدسی و تمرکز بر روی شبکیه از طریق آن عبور می‌کند. اندازه دهانه توسط ماهیچه‌های عنبیه تنظیم می‌شود به این ترتیب که وقتی چشم در معرض نور شدید قرار می‌گیرد، این ماهیچه‌ها مردمک را تنگ کرده و در نور کم مردمک را متسع می‌کنند. رشته‌های عصبی پاراسمپاتیک عصب سوم جمجمه (چشمی – حرکتی) عضله را تحریک کرده و باعث انقباض مردمک می‌شوند، در حالی که رشته‌های عصبی سمپاتیک اتساع را کنترل می‌کنند. دیافراگم مردمک هنگام فوکوس بر روی اجسام نزدیک باریک می‌شود و برای مشاهده دورتر گشاد می‌شود. در حداکثر انقباض، مردمک بالغ ممکن است کمتر از 1 میلی متر قطر داشته باشد و ممکن است تا 10 برابر حداکثر آن افزایش یابد. اندازه مردمک چشم انسان نیز ممکن است در نتیجه سن، بیماری، ضربه یا سایر ناهنجاری‌های درون سیستم بینایی از جمله اختلال در مسیرهای کنترل کننده حرکت مردمک متفاوت باشد.

مردمک چشم نوزاد

در هنگام تولد، نوزاد شما فقط مشکی، سفید و سایه خاکستری را می‌بیند، زیرا سلول‌های عصبی کنترل کننده بینایی در شبکیه و مغز به طور کامل تکامل نیافته اند. در این مرحله، چشم نوزادان نمی‌تواند روی اجسام نزدیک متمرکز شود. اگر به نظر می‌رسد که کودک شما نمی‌تواند روی اشیا از جمله صورت شما تمرکز کند به این دلیل است و زمان می‌برد تا توانایی دید متمرکز را پیدا کند. هنگام تولد، چشمان نوزاد 65 درصد اندازه چشم بزرگسالان است. در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۱ بر روی نوزادان ۶ تا ۱۲ ماهه صورت گرفت، قطر مردمک را هنگام ارائه تصویر و صدای همسالان که شادی، ناراحتی و حالت خنثی احساسی را نشان می‌دهند، اندازه گیری کردند. برای همه نوزادان شرکت کننده درک ناراحتی دیگران باعث ایجاد قطر بیشتر مردمک شد. درک شادی دیگران نیز باعث ایجاد قطر مردمک بزرگ‌تر اما در فواصل زمانی کوتاه‌تر شد.

عبور نور از مردمک و بینایی

همه قسمت‌های مختلف چشم شما با هم کار می‌کنند تا به شما کمک کنند ببینید. ابتدا نور از قرنیه (لایه جلویی شفاف چشم) عبور می‌کند. قرنیه به شکل گنبد است و نور را خم می‌کند تا به تمرکز چشم کمک کند. بخشی از این نور از طریق مردمک وارد چشم می‌شود. عنبیه (قسمت رنگی چشم) میزان نور ورودی به مردمک را کنترل می‌کند. در مرحله بعد، نور از طریق عدسی (قسمت داخلی واضح چشم) عبور می‌کند. این لنز با قرنیه کار می‌کند تا نور را به درستی روی شبکیه متمرکز کند. هنگامی که نور به شبکیه چشم (لایه ای از بافت حساس به نور در پشت چشم) برخورد می‌کند، سلول‌های خاصی به نام گیرنده‌های نوری، نور را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. این سیگنال‌های الکتریکی شبکیه از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می‌شود. سپس مغز سیگنال‌ها را به تصاویری که می‌بینید تبدیل می‌کند. چشمان شما برای عملکرد صحیح به اشک نیاز دارند.

مردمک چشم چگونه کار می کند؟

مردمک حفره‌ای است که در مرکز عنبیه چشم قرار دارد و اجازه می‌دهد نور به شبکیه چشم برخورد کند. سیاه به نظر می‌رسد زیرا پرتوهای نوری که وارد مردمک می‌شوند یا مستقیماً توسط بافت‌های داخل چشم جذب می‌شوند، یا پس از بازتاب‌های پراکنده در داخل چشم که عمدتاً از خروج از مردمک باریک خارج می‌شوند، جذب می‌شوند. عنبیه، قسمت رنگی چشم ما، از رنگ‌دانه تشکیل شده و شامل دو مجموعه ماهیچه صاف است که اندازه مردمک را کنترل می‌کنند:

  • ماهیچه حلقوی یا اسفنکتر بازکننده
  • ماهیچه شعاعی به شکل حلقه در حاشیه مردمک است.

وقتی ماهیچه دومی منقبض می‌شود، اندازه مردمک را محدود یا کاهش می‌دهد. ماهیچه‌های گشاد کننده در سراسر عنبیه به شکل شعاعی هستند و وقتی منقبض می‌شوند، اندازه مردمک را گشاد یا افزایش می‌دهند. سیستم‌های پاراسمپاتیک و سمپاتیک اندازه مردمک را کنترل می‌کنند. سیستم پاراسمپاتیک ما فعالیت‌های روزمره مانند استراحت، کاهش ضربان قلب و مواردی مانند گوارش را کنترل می‌کند این سیستم اندازه مردمک را در طول فعالیت‌های عادی در طول روز کنترل می‌کند و بسته به میزان نور موجود، اندازه مردمک را تغییر می‌دهد. سیستم سمپاتیک یک سیستم محافظتی است و پاسخ‌های معمولی مبارزه یا فرار را به ما می‌دهد. در مورد مردمک چشم، اگر ما می‌ترسیم یا احساس نگرانی و هراس می‌کنیم، مردمک‌های ما بسیار بزرگ می‌شوند. تصور می‌شود که این حالت اجازه می‌دهد تا نور بیشتری وارد چشم شده بنابراین پاسخ‌های ما سریع‌تر خواهد بود.

تاثیر مقدار نور بر مردمک چشم

مردمک در تاریکی پهن‌تر و در نور تنگ‌تر می‌شود. هنگامی که تنگ است، قطر آن 2 تا 4 میلی متر است. در تاریکی قطر مردمک در ابتدا یکسان خواهد بود، اما حداکثر فاصله برای مردمک گشاد 3 تا 8 میلی متر است. با این حال، در هر گروه سنی انسانی، تفاوت قابل توجهی در حداکثر اندازه مردمک وجود دارد. به عنوان مثال، در اوج سن 15 سالگی، مردمک تیره بسته به افراد مختلف می‌تواند از 4 میلی متر تا 9 میلی متر متغیر باشد. پس از 25 سالگی، اندازه متوسط ​​مردمک چشم نه با سرعت ثابت اما کاهش می‌یابد. در این مرحله مردمک‌ها کاملاً ثابت نمی‌مانند، بنابراین ممکن است منجر به نوسان شده، که ممکن است شدیدتر شود و به عنوان هیپوس شناخته شود. انقباض مردمک و دید نزدیک با هم در ارتباط هستند. در نور شدید، مردمک چشم منقبض می‌شود تا از انحراف پرتوهای نور جلوگیری کرده و در نتیجه به حدت مورد انتظار خود برسد. در تاریکی، این لازم نیست، بنابراین عمدتاً مربوط به ورود نور کافی به چشم است.

هنگامی که نور درخشان به چشم می‌تابد، سلول‌های حساس به نور در شبکیه چشم، از جمله گیرنده‌های نوری و مخروطی و سلول‌های گانگلیونی ملانوپسین، سیگنال‌هایی را به عصب چشمی، به ویژه قسمت پاراسمپاتیک که از هسته ادینگر – وستفال می‌آید، ارسال می‌کند که به عضله اسفنکتر حلقوی عنبیه ختم می‌شود. وقتی این ماهیچه منقبض می‌شود، اندازه مردمک چشم را کاهش می‌دهد. این رفلکس نور مردمک یک آزمایش مهم برای عملکرد ساقه مغز است. علاوه بر این، اگر شخصی شیء مورد علاقه خود را ببیند، مردمک چشم گشاد می‌شود.

اهمیت مردمک چشم چیست؟

معاینه مردمک مهم است زیرا می‌تواند نشان دهنده مشکلات در مسیرهای کنترل کننده اندازه مردمک باشد. چشم پزشکان معمولا از یک چراغ برای بررسی مردمک‌ها استفاده می‌کنند، ابتدا اندازه و تقارن هر طرف را بررسی می‌کند و سپس نور را از یک طرف به طرف دیگر تاب می‌دهند. نقص نسبی ملایم مردمک هنگامی رخ می‌دهد که شدت نور وارد شده به چشم در طول مسیر بازتاب نور منتقل نمی‌شود و به جای این که مردمک با نور براق روشن کوچک‌تر شود، بزرگ‌تر می‌شود. این یک حرکت متناقض است که نشان می‌دهد مشکلی در مسیر بینایی چشم آسیب دیده وجود دارد. هنگامی که مردمک چشم ناهموار است، آن را آنیزوکوریا (Anisocoria) می‌نامند. اگر یکی از مردمک‌های شما کوچک‌تر از دیگری باشد و این تفاوت در تاریکی بیش از حد اغراق آمیز باشد، می‌تواند به این معنی باشد که مشکلی در مسیر کنترل اتساع مردمک (زنجیره اعصاب سمپاتیک) وجود دارد.

این زنجیره عصبی سمپاتیک از مغز شروع می‌شود، از نخاع پایین می‌رود، در امتداد بالای ریه قرار می‌گیرد و در امتداد شریان کاروتید در گردن به گردن باز می‌گردد. یک مردمک کوچک منقبض می‌تواند ناشی از ضربه، مشکلات عروق خونی بزرگ گردن یا تومورهایی در بالای ریه باشد که سیگنال این مسیر عصبی را مختل می‌کند. مشکلی در طول مسیر پاراسمپاتیک به این معنی است که مردمک چشم در تنگ ماندن مشکل دارد و منجر به اتساع یا دمیدن مردمک می‌شود. در موارد نادر، آنوریسم مغزی می‌تواند باعث این امر شود. بنابراین، هر گونه تغییر ناگهانی در اندازه مردمک باید بلافاصله توسط چشم پزشک بررسی شود.

داروهای موثر بر اندازه مردمک چشم

بسیاری از داروها می‌توانند بر اندازه مردمک چشم، اعم از موضعی و عموماً کوچک شده، تأثیر بگذارند. مردمک‌های کوچک ناشی از مصرف مواد مخدر و مسکن‌ها مانعی برای ارزیابی بیماری هستند که آسیب به سر او وارد شده است. داروهای Mydriatics به طور گسترده‌ای در عمل چشم پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند تا امکان بررسی کامل چشم را فراهم کنند. دو گروه داروهای مؤثر در اندازه مردمک شامل داروهای موضعی و داروهای سیستمی هستند.

داروهای موضعی

داروهایی که موجب گشادشدگی مردمک می‌شوند شامل سمپاتومایمتیک (به عنوان مثال، فنیل افرین، آدرنالین (اپی نفرین))، داروهای ضد موسکارینیک (به عنوان مثال، سیکلوپنتولات، تروپیکامید، آتروپین) و داروهای منقبض کننده مانند آگونیست‌های موسکارینی (به عنوان مثال، پیلوکارپین) هستند.

داروهای سیستمیک

داروهایی که موجب گشادشدگی مردمک می‌شوند سمپاتومایمتیک (به عنوان مثال، آدرنالین (اپی نفرین)) و ضد موسکارینیک (به عنوان مثال، آتروپین، داروهای ضدافسردگی سه حلقه‌ای، آمفتامین‌ها و اکستازی و داروهای کوچک کننده مردمک مانند مواد مخدر و مسکن‌ها (مانند مورفین و ارگانوفسفات).

-----------------------------------------------------------------

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری به نقل از نیواطلس؛ یک مطالعه قانع‌کننده نشان داده است که مردمک‌ها به تعداد اشیا در میدان دید خود به همان شیوه‌ای واکنش نشان می‌دهند که به نور پاسخ می‌دهند. آزمایش‌ها نشان داد که مردمک‌ها در پاسخ به تصاویر با مقادیر بیشتری از نقاط گشاد می‌شوند، که نشان می‌دهد حس کردن اعداد یک مکانیسم ادراکی ذاتی است. همه می دانند که اندازه مردمک آنها در واکنش به شرایط نوری مختلف متفاوت است. این یکی از اساسی ترین پاسخ های حسی خودکار ما است. در حالی که روشنایی عامل اصلی تعیین اندازه مردمک است، محرک‌های زیادی وجود دارد که می‌تواند بر پاسخ مردمک‌ها تأثیر بگذارد، از داروها و هورمون‌ها گرفته تا برانگیختگی و توجه.

دیوید بور، یکی از نویسندگان این مطالعه جدید توضیح می دهد: وقتی به اطراف نگاه می کنیم، به طور خود به خود شکل، اندازه، حرکت، رنگ یک صحنه و تعداد مواردی که پیش روی خود داریم را درک می کنیم.  این توانایی، با اکثر حیوانات مشترک است.

این مطالعه جدید بر رابطه بین پاسخ مردمک و توانایی ظاهرا سخت ما در حس کردن اعداد متمرکز شده است. به تعدادی از شرکت کنندگان وظیفه داده شد که به طور غیر فعال به چندین تصویر حاوی تعداد نقاط مختلف نگاه کنند.

محققان در این مطالعه می گویند: شرکت‌کنندگان به‌طور منفعلانه آرایه‌هایی از نقاط سیاه یا سفید را با درخشندگی فیزیکی همسان، اما تعداد فیزیکی متفاوت مشاهده کردند. در نیمی از الگوها، جفت‌هایی از نقطه‌ها با خطوطی به هم متصل شدند تا اشکال دمبل‌مانندی را ایجاد کنند، که باعث دست کم گرفتن توهم‌آمیز تعداد درک‌شده می‌شد. در نیمه دیگر، کانکتورها یا جابجا شدند یا حذف شدند.

در ادامه تصویری گرافیکی از نتایج مطالعه نشان داده شده است. نتایج نشان داد که مردمک ها در پاسخ به تعداد بیشتری از نقاط منفرد گشاد شده اند. هنگامی که تصاویر با نقاط منفرد کمتری نشان داده شد، مردمک‌های شرکت‌کننده به سرعت منقبض شدند.

 

الیزا کاستالدی، نویسنده این مطالعه جدید از دانشگاه فلورانس، می‌گوید: این یافته‌ها نشان می‌دهد که درک بصری اولیه چقدر با اطلاعات عددی ارتباط عمیقی دارد و این کشف همچنین می تواند به کاربردهای بالینی عملی در تشخیص مشکلات در شناخت عددی منجر شود.

کاستالدی می‌گوید: به عنوان مثال، این توانایی در اختلال حسابی که یک اختلال در یادگیری ریاضی است، به خطر می‌افتد، بنابراین آزمایش ما ممکن است در شناسایی اولیه این وضعیت در کودکان بسیار خردسال مفید باشد. این روند بسیار ساده است به طوری که سوژه‌ها به سادگی به صفحه‌ای بدون پاسخ فعال نگاه می‌کنند و پاسخ مردمک آنها از راه دور اندازه‌گیری می‌شود.

انتهای متن/ ص

https://newatlas.com/biology/intrinsic-pupil-reponse-numbers-sense-quantities/