Licht-donker aanpassing: functie, taken, rol en ziekten

Met het vermogen van licht-donkeraanpassing kunnen menselijke ogen zich aanpassen aan lichtomstandigheden. Dit zijn twee tegengestelde processen van het visuele systeem. Storingen in licht-donkeradaptatie kunnen optreden in vitamine A-tekort en na beschadiging van de visuele route van het centrale zenuwstelsel.

Wat is licht-donkeradaptatie?

Met het vermogen van licht-donkeraanpassing kunnen menselijke ogen zich aanpassen aan lichtomstandigheden. Mensen behoren tot de door het oog bestuurde wezens. Dit betekent dat, vanuit een evolutionair-biologisch oogpunt, visuele waarneming de belangrijkste rol heeft gespeeld in zijn overleving. Om het menselijk oog een betrouwbaar beeld te geven bij permanent veranderende lichtomstandigheden en kijkafstanden, vinden er verschillende aanpassingsprocessen in de ogen plaats. Een daarvan is licht-donkeradaptatie, waarbij het oog zich aanpast aan verschillende lichtomstandigheden. Aanpassing aan licht en donker zijn twee verschillende processen die in tegengestelde richtingen verlopen. Lichtaanpassing is een speciaal geval van zicht overdag. Het treedt op wanneer het visuele systeem als geheel zich heeft aangepast aan luminanties van meer dan 3.4 cd per vierkante meter. Met donkere aanpassing past het visuele systeem zich aan luminanties van minder dan 0.034 cd per vierkante meter aan. Wanneer een persoon vanuit de volle zon een gebouw binnenstapt, lijkt de visuele omgeving een paar seconden bijna zwart. Slechts een paar minuten later is de volledige aanpassing bereikt en herkent de persoon weer omgevingsdetails. Vanaf dit punt vindt de persoon opnieuw kijken uit het raam onaangenaam, aangezien de hoge luminanties het aan het donker aangepaste oog verblinden. Donkere aanpassing is gebaseerd op een hersynthese van het visuele pigment in de kegels en staafjes. Bij lichtaanpassing daarentegen, vervalt het visuele pigment. Om deze reden duurt aanpassing aan het donker langer dan aanpassing aan licht.

Functie en taak

Het vermogen tot licht-donkeraanpassing past de menselijke visuele waarneming aan de lichtomstandigheden aan. De staafjes van het oog zijn gevoeliger voor licht dan de kegeltjes. Bij slechte lichtomstandigheden schakelt het menselijk oog daarom over van kegelzicht naar staafzicht. De grootste kegel dichtheid zit in de fovea centralis. Deze plek is de plek van het scherpste zicht, zodat in het donker geen scherp zicht meer mogelijk is en kleuren slechts slecht herkend worden. De leerling past zich aan de duisternis aan door contracties van de spier van de dilatator pupillen in de vorm van een dilatatie om meer licht in het oog te laten komen. De gevoeligheid van de staaf voor licht hangt op zijn beurt af van rodopsine concentratie​ In helderheid is rodopsine vereist voor transductieprocessen. Bij donkeradaptatie is de stof niet meer nodig voor transductie en is daardoor weer in grote hoeveelheden beschikbaar, waardoor het oog gevoeliger wordt voor licht. Bovendien wordt tijdens de aanpassing van het oog aan het donker de laterale remming verminderd, waardoor het centrum van receptieve velden zich kan uitstrekken tot in de periferie. Elk ganglion cel ontvangt dus receptieve informatie uit grotere retinale gebieden in het donker. De bijbehorende ruimtelijke sommatie verhoogt ook de gevoeligheid van de ogen voor licht. In de lichtaanpassing van de ogen vinden de tegenovergestelde veranderingen plaats. Van staafzicht tot kegelzicht, de persoon ziet weer scherp en in kleur. Bij goede lichtomstandigheden worden de pupillen ingesnoerd door de parasympathische sfincter pupillen spier. Het visuele pigment concentratie neemt af en de ogen worden minder gevoelig voor licht. Tegelijkertijd nemen de receptieve velden af. De processen van licht-donkeraanpassing veroorzaken vaak Optische illusie, bijvoorbeeld in de vorm van opeenvolgend contrast. Zwart-witpatronen op bijvoorbeeld een vel papier worden door de waarnemer na een bepaalde waarnemingsperiode als een omgekeerd patroon gezien.

Ziekten en kwalen

Verschillende omstandigheden kunnen de licht-donkeradaptatie verstoren of pathologisch veranderen. Een van deze voorwaarden is vitaminegebrek​ Hengels vereisen in de eerste plaats vitamine A om zonder beperking te functioneren. Aanpassing aan het donker schakelt over van kegelzicht naar staafzicht. Dus een persoon met uitgesproken vitamine A-tekort kan slecht of helemaal niet zien in het donker. Aangezien de spieren ook betrokken zijn bij het afstellen van leerling breedte en dus in beide soorten licht-donkeradaptatie, kan verlamming onder bepaalde omstandigheden ook verantwoordelijk zijn voor adaptatiegerelateerde visuele stoornissen. Zowel sympathisch als parasympathisch geïnnerveerde spieren zijn nodig voor licht-donkeradaptatie. Om deze reden kunnen laesies van sympathisch en parasympathisch zenuwweefsel verlamming veroorzaken die aanpassing aan het licht-donker onmogelijk maakt. Zo'n visuele stoornissen zijn neurogeen en zijn meestal gerelateerd aan degeneratieve ziekten of andere schade aan de centrale zenuwstelsel​ Stoornissen die verband houden met contrastgevoeligheid en kleurwaarneming kunnen ook overeenkomen met neurogene stoornissen. De meest voorkomende neurologische oorzaak in deze context is een laesie van het zenuwweefsel in de visuele baan. Zo'n zenuwlaesie kan te wijten zijn aan verschillende triggers. Een traumatische trigger kan een zijn craniocerebrale trauma​ Het visuele pad kan ook worden beschadigd door een beroerte​ Dit fenomeen verwijst naar een plotselinge verstoring van de bloed levering aan de hersenen, wat een regionaal gebrek aan zuurstof en voedingsstoffen. Door de deficiëntieverschijnselen sterft het onvoldoende aangeleverde weefsel af. In de loop van de auto-immuunziekte multiple scleroseop hun beurt verschillende zenuwweefselgebieden van de centrale zenuwstelsel kan worden beschadigd. Auto-immunologische ontstekingsreacties zijn verantwoordelijk voor de schade, waardoor het weefsel kan bederven. Een inflammatoire laesie in het gebied van de visuele paden kan ook leiden op moeilijkheden bij licht-donkeradaptatie. Niet alleen auto-immunologisch ontsteking, maar ook ontstekingsreacties op bacteriële infecties zijn denkbare oorzakelijke factoren. In aanvulling op, tumor ziekten of tumor metastasen in de hersenen kunnen klachten veroorzaken bij licht-donker zien als deze zich in het gebied van visuele waarneming of direct bij het zichtpad bevinden.