probleem 1: the eye

Question 1

aandoeningen oog -> strabismus

Answer 1

je ogen werken niet synchroon. Hierdoor kan je minder goed diepte zien (lui oog, scheel kijken).

Question 2

aandoeningen oog -> astigmatisme

Answer 2

de kromming van het hoornvlies is niet hetzelfde in alle assen. Dit kan zorgen voor een vervorming van beelden.

Question 3

aandoeningen oog -> staar

Answer 3

vertroebeling van de ooglens, waardoor je zicht minder scherp is.

Question 4

aandoeningen oog -> glaucoom

Answer 4

de druk in het oog is te hoog. Dit beschadigt vooral de ganglioncellen. In het ergste geval kan het oog afsterven.

Question 5

aandoeningen oog -> maculaire degeneratie

Answer 5

een ziekte die komt optreden als je ouder wordt. Het wordt lastig om te focussen op een object. Dit komt door het verlies van kegeltjes in het centrale deel van het netvlies.

Question 6

aandoeningen oog -> diabetes

Answer 6

kan bloedtoevoer naar het netvlies aantasten. Om te compenseren, worden er nieuwe bloedvaten gevormd. Deze bloedvaten kunnen het licht blokkeren en voorkomen dat het licht het netvlies bereikt.

Question 7

anatomie oog -> 3 membranen

Answer 7

• Sclera: een harde beschermende laag. Deze bestaat uit het witte van het oog en het transparante hoornvlies.
• Choroid (vaatvlies): deze bekleedt het interieur van de sclera en bevat bloedvaten die het oog voorzien van zuurstof en voedingsstoffen.
• Netvlies: het meest innerlijke membraan. Het bestaat uit neuronen, inclusief de staafjes en de kegeltjes. Beeld komt omgekeerd binnen op het netvlies; boven -> onder en links -> rechts.

Question 8

anatomie oog -> 3 kamers

Answer 8

• De voorste kamer (anterior): de ruimte tussen het hoornvlies en de iris, gevuld met aqueous humor (waterige vloeistof).
• De achterste kamer (posterior): de ruimte tussen de iris en de lens, gevuld met aqueous humor (waterige vloeistof).
• Glasvocht kamer (vitreous): het belangrijkste interieur gedeelte van het oog, gevuld met vitreous humor (glasvocht).

Question 9

Intra-oculaire druk

Answer 9

de druk van de vloeistoffen in de drie kamers.
-> Deze moet hoger zijn dan de luchtdruk, om te voorkomen dat de ogen bezwijken.

Question 10

Transductie

Answer 10

de overdracht van informatie van een stimuli naar het zenuwstelsel.
-> Dit wordt uitgevoerd door de staafjes en kegeltjes. Deze hebben ieder verschillende eigenschappen die de perceptie beïnvloeden, maar tijdens het proces van transductie functioneren ze op een gelijke wijze.

Question 11

Transductie aan de hand van de staafjes

Answer 11

Het buitenste deel (outer segment) van het staafje is het hoofdonderdeel voor transductie, want dit is het punt waar licht binnenkomt. Dit licht wordt uiteindelijk gebruikt om elektriciteit op te wekken. Dit buitenste deel bevat stapels schijven (disc) die ieder duizenden visuele pigmentmoleculen (visual pigment molecules) bevatten. Als we inzoomen op een individueel pigment molecuul, dan kunnen we zien dat het molecuul bestaat uit een lange streng eiwit genaamd opsin.

Elk visueel pigment molecuul bevat slechts één retinal molecuul. Dit molecuul is cruciaal voor transductie, omdat het gevoelig is voor licht. Transductie wordt getriggerd wanneer retinal een foton (‘1 deeltje straling van energie’) van licht opneemt. Wanneer dit gebeurt, verandert de retinal van vorm zodat het uitsteekt van de opsin. Deze vormverandering heet isomerisatie en dit zorgt ervoor dat licht wordt getransformeerd in elektriciteit.

Question 12

conclusie experiment van Hecht over transductie

Answer 12

Conclusie: een persoon kan licht waarnemen als zeven staaf-receptoren gelijktijdig zijn geactiveerd. Daarnaast kan een staaf-receptor worden geactiveerd door de isomerisatie van één pigment molecuul.

Question 13

enzym cascade

Answer 13

Wat bleek is dat isomerisatie van een enkel visueel pigment molecuul duizenden chemische reacties activeert, wat vervolgens nog meer chemische reacties veroorzaakt = enzym cascade

Question 14

verdeling van de staafjes en kegeltjes (in forvea, perifere netvlies en gele vlek)

Answer 14

• De fovea: een klein gebied in het midden van het netvlies die alleen kegeltjes bevat.
  -> Centrum van gele vlek
  o Bij beschadiging -> ontstaan centrale blinde plek.
• Het perifere netvlies: omvat al het netvlies buiten de fovea om. Dit gebied bevat zowel staafjes als kegetjes. Er zijn vele malen meer staafjes (120 miljoen) dan kegeltjes (6 miljoen).
  o Bij beschadiging -> ontstaan tunnelvisie.
• De gele vlek: plek waarmee het scherpst gezien kan worden. Heel veel kegeltjes bij elkaar -> geen staafjes.

Question 15

duisternis adaptatie + 2 fases

Answer 15

Duisternis adaptatie: wanneer we ons plotseling in een donkere ruimte bevinden, duurt het even een tijdje voor we goed kunnen zien, omdat onze ogen in toenemende mate gevoelig worden voor de duisternis.

2 fases:
- Vroege, rappe fase: treedt op door adaptatie van kegeltjes receptoren (groene lijn).
- Latere, tragere fase: treedt op door adaptatie van staafjes receptoren (blauwe lijn).
-> Deze twee fases kunnen getekend worden op een zogeheten duisternis adaptatie curve (rode lijn), die zie je hier rechts.
Staaf-kegel breuk: De plek in de curve waar de staafjes de overhand beginnen te krijgen.
Dark-adapted sensitivity: de sensitiviteit aan het einde van de curve. Deze is 100.000 keer groter dan de light-adapted sensitivity.
In het tweede deel van de donkeradaptatie zijn alleen de staafjes actief.

Question 16

visuele pigment regeneratie en bleking

Answer 16

• Visuele pigment bleking: wanneer licht valt op het netvlies, worden visuele pigmentmoleculen geïsomeriseerd en wordt het proces van transductie getriggerd. Hierdoor wordt het retinal gedeelte gescheiden van het opsin gedeelte van het molecuul.
• Visuele pigment regeneratie: wanneer retinal en opsin weer herenigd worden. Kegeltjes pigmenten doen er ongeveer 6 minuten over om compleet te regenereren, terwijl staafjes pigmenten er ruim 30 minuten over doen. Het tempo waarmee dit gebeurt, is ook in overeenstemming met die van duisternis adaptatie.

Question 17

spectrale gevoeligheid

Answer 17

Spectrale gevoeligheid: de mate van gevoeligheid van een waarnemer voor licht bij elke golflengte van het zichtbare spectrum.
-> Dit is een andere manier om aan te tonen dat perceptie wordt bepaald door de eigenschappen van de visuele pigmenten is door staafjes en kegeltjes hierop te vergelijken.

Spectrale sensitiviteit kunnen we meten d.m.v. monochromatische lichtflitsen. Dit is licht dat slechts één enkele golflengte bevat. Zo kan er per golflengte de drempelwaarde worden bepaald door het kunnen zien van het licht. De drempelwaarde blijkt lager te zijn voor het midden van het spectrum dan bij lange of korte golflengtes. 

We kunnen het vermogen om golflengtes te zien ook weergeven in een curve van sensitiviteit i.p.v. een curve met de drempelwaardes. Als we dit apart doen voor de kegeltjes en de staafjes krijgen we dit figuur . Hierin zie je dat de staafjes meer gevoelig zijn voor licht met korte golflengtes, terwijl kegeltjes meer gevoelig zijn voor licht met lange golflengtes.

Question 18

purkinje shift

Answer 18

Deze sensitiviteit is echter ook afhankelijk van de adaptatie condities; de kegeltjes zijn gevoeliger in het licht en de staafjes zijn gevoeliger in de duisternis. Bij duisternis worden daarom voornamelijk staafjes gebruikt. We zien licht met korte golflengtes beter in de duisternis.
Purkinje shift: de verschuiving bij duisternis van het gebruik van de kegeltjes naar de staafjes (waarbij de gevoeligheid voor korte golflengtes wordt versterkt).

Question 19

verklaring verschil sensiviteit kegeltjes en staafjes -> absorptiespectrum

Answer 19

Het verschil in spectrale sensiviteit tussen staafjes en kegeltjes kan worden verklaard door de verschillen in de absorptiespectra van de twee visuele pigmenten (zie hieronder). Een absorptiespectrum geeft de hoeveelheid licht weer die wordt geabsorbeerd door een substantie, afhankelijk van de golflengte. Voor staafjes ligt de absorptiepiek ongeveer bij 500nm, terwijl bij kegeltjes de piek op ongeveer 560nm ligt (er zijn drie verschillende kegeltjes pigmenten; small, medium en large die samen op 560 uitkomen).

Question 20

Neurale convergentie:

Answer 20

wanneer een neuron signalen ontvangt van meerdere andere neuronen en dit samenvoegt. -> Neuronen zijn verbonden met elkaar waardoor stimulatie van meerdere neuronen bij elkaar wordt opgeteld, waardoor de kans groter is voor een excitatory response.

Verschil S & K -> S voncergeert sneller en sterker signaal dan K

Question 21

Dit verschil in neurale convergentie veroorzaakt 2 verschillen in perceptie;

Answer 21

1. De staafjes resulteren in een hogere sensitiviteit dan de kegeltjes.
   -> Waarom? Een staafvisie is meer sensitief dan een kegelvisie, omdat het minder licht vergt om een andere reactie van een enkele staaf receptor te genereren dan van een enkele kegel receptor. Maar ook vanwege de grotere neurale convergentie dat leidt tot een hogere ruimtelijke sommatie.
2. De kegeltjes resulteren in een beter gedetailleerde visie dan de staafjes.
   -> Waarom? De kegeltjes hebben een betere visuele scherpte/ gedetailleerde visie. Dit kan uitgelegd worden aan de hand van een voorbeeld; wanneer je een gum aan het zoeken bent op je bureau vol rommel, dan moet je je ogen van de ene plaats naar de andere verplaatsen om te zoeken. Wanneer je je ogen op deze manier beweegt, scan je met je kegelrijke fovea. Dit is nodig omdat je gezichtsscherpte het hoogst is in de fovea. Daarnaast kunnen we in het donker moeizamer een stuk tekst lezen, omdat de visie van de staafjes minder gedetailleerd is.

Question 23

Receptive field van een neuron

Answer 23

het gebied op de receptoren die de vuursnelheid van het neuron beïnvloed. In de afbeelding is een center-surround receptieve field weergegeven. Dit bestaat uit een middengebied dat op de ene manier reageert en een surround-gebied dat op de tegenovergestelde manier reageert.

Question 24

Laterale inhibitie

Answer 24

het vermogen van een gestimuleerd neuron om de activiteit van andere neuronen te remmen. Het is een vorm van inhibitie die wordt overgedragen over het netvlies. In andere woorden verhindert laterale inhibitie de verspreiding van actiepotentialen van geëxciteerde neuronen naar naburige neuronen in de laterale richting.
De functie hiervan is het zien van contrasten. Bv; de activatie van neuron A en C zorgt voor de afgifte van remmende neurotransmitters op neuron B