Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia

Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia - Artikel ini akan menjelaskan tentang sistem visual yang ada ada manusia. Melalui artikel ini diharapkan mampu memahami konsep-konsep dari sistem visual manusia.

Cahaya Memasuki Mata dan Mencapai Retina
  • Cahaya yang direfleksikan (dipantulkan) ke dalam mata dari benda-benda di sekitar kita merupakan dasar bagi kemampuan kita untuk melihatnya → tidak ada cahaya → tidak akan ada penglihatan.
  • Cahaya dapat didefinisikan dengan dua cara, yaitu cahaya sebagai partikel-partikel diskrit energi yang disebut photon, atau sebagai gelombang energi.
  • Cahaya dapat didefinisikan sebagai gelombang energi elektromagnetik yang panjangnya antara 380-760 nanometer.
  • Panjang gelombang dan intensitas adalah dua properti cahaya yang sangat menarik. Panjang gelombang → berperan penting di dalam persepsi warna (color).
Intensitas → berperan penting dalam persepsi tentang kontras gelap-terang (brightness).
  • Konsep panjang gelombang dan warna biasanya dianggap sebagai dua konsep yang dapat saling dipertukarkan, begitu pula dengan intensitas dan kontras gelap-terang. Sebagai contoh, seberkas cahaya intens dengan panjang gelombang 700 nanometer → kita lihat sebagai cahaya merah yang sangat terang → yang kita lihat adalah persepsi kita tentang cahaya, dan bukan cahaya itu sendiri.

Pupil dan Lensa
  • Iris àsekumpulan jaringan kontraktil berbentuk donat, yang membuat mata kita memiliki warna yang khas.
  • Cahaya memasuki mata melalui pupil → lubang di iris.
  • Penyesuaian ukuran pupil sebagai respons terhadap berbagai perubahan iluminasi merepresentasikan sebuah kompromi antara sensitivity dan acuity.
  • Sensitivity → sensitivitas/ kepekaan → kemampuan untuk mendeteksi keberadaan benda-benda yang mendapat iluminasi sangat redup.
  • Acuity → akuitas → kemampuan untuk melihat detail-detail objek.
  • Bila tingkat iluminasi tinggi dan sensitivitas menjadi tidak penting → sistem visual memanfaatkan situasi dengan mengonstriksi (mengerutkan/ menciutkan) pupil.
  • Ketika pupil terkonstriksi → gambar yang jatuh di masing-masing retina lebih tajam dan kedalaman fokusnya pun lebih besar → rentang kedalaman yang lebih besar terfokus secara simultan di retina.
  • Ketika tingkat iluminasi terlalu rendah untuk dapat mengaktifkan reseptor-reseptor visual secara adekuat → pupil akan berdilatasi (melebar) untuk memungkinkan lebih banyak cahaya masuk → mengorbankan akuitas dan kedalaman fokus.
  • Di belakang pupil terdapat lensa → memfokuskan cahaya yang datang di retina.
  • Ketika kita mengarahkan penglihatan kita pada sesuatu yang berjarak dekat → ketegangan pada ligamen-ligamen yang mempertahankan masing-masing lensa agar tetap ditempatnya → disesuaikan oleh ciliary muscles (otot-otot siliaria) → lensa berbentuk silindris, sesuai dengan bentuk alamiahnya → meningkatkan kemampuan lensa untuk merefraksi (membelokkan) cahaya untuk mendekatkan objek-objek ke fokus yang tajam.
  • Ketika kita memfokuskan penglihatan pada objek yang jauh, lensa menjadi datar. Proses menyesuaikan konfigurasi lensa untuk memfokuskan gambar pada retina → accomodation (akomodasi).

Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia_

baca juga: Macam-Macam Persepsi dalam Psikologi Menurut Para Ahli

Posisi Mata dan Disparitas Binokular
  • Vertebrata memiliki dua mata yang menghadap ke samping, dengan satu mata di masing-masing sisi, kanan dan kiri → vertebrata dapat melihat hampir ke semua arah tanpa harus menggerakkan kepalanya → pada umumnya terdapat pada hewan mangsa → posisi mata di kedua sisi kepala memberi mereka medan penglihatan yang luas dan kemampuan untuk melihat predator yang mendekati mereka dari sebagian arah.
  • Hal ini berbeda dengan manusia dan hewan predator → posisi mata sebelah-menyebelah di bagian depan kepala → memungkinkan mereka untuk mempersepsi secara kuat seberapa jauh mangsanya berada.
  • Susunan kedua belah mata di depan menciptakan persepsi tiga dimensional dari gambar-gambar retina yang dua dimennsional.
  • Gerakan mata dikoordinasikan sedemikian rupa sehingga setiap titik di dunia visual diproyeksikan ke titik-tik yang berkorespondensi di kedua retina → untuk itu kedua mata harus berkonvergensi (sedikit memutar ke arah dalam).
  • Konvergensi paling besar adalah ketika kita mengamati benda-benda yang dekat.
  • Posisi gambar di kedua retina tidak pernah berkorespondensi secara benar-benar persis karena kedua mata tidak melihat dunia dari posisi yang persis sama.
  • Binocular disparity àperbedaan posisi gambar yang sama di kedua retina → lebih besar untuk objek-objek yang dekat daripada objek-objek yang jauh.

Retina dan Transisi Cahaya Menjadi Sinyal-Sinyal Neural
  • Setelah cahaya melalui pupil dan lensa, ia akan mencapai retina.
  • Retina terdiri atas lima lapisan dari tipe-tipe neuron yang berbeda, yakni : receptors, horizontal cells, bipolar cells, amacrine cells, dan retina ganglion cells. Masing-masing tipe neuron retina ini memiliki beragam subtipe.

    Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia 1_
  • Keterangan gambar: Receptors → sel kerucut dan sel batang
  • Sel-sel amakrin dan sel-sel horizontal → terspesialisasi untuk komunikasi lateral → komunikasi di seluruh saluran utama input sensorik.
  • Cara kerja retina bersifat terbalik → cahaya mencapai lapisan reseptor hanya setelah melalui keempat lapisan lainnya → reseptor-reseptor itu diaktifkan → pesan neural ditranslasikan-balik melalui lapisan-lapisan retina ke sel-sel ganglion retina → akson-aksonnya berproyeksi di sekujur bagian dalam retina sebelum berkumpul dalam bentuk bundel dan keluar dari bola mata.
  • Susunan terbalik ini menciptakan dua masalah visual, pertama, cahaya yang datang terdistorsi oleh jaringan retina yang harus dilaluinya sebelum mencapai reseptor. Masalah lain → agar bundel akson-akson sel ganglion retina meninggalkan mata, harus ada sebuah celah di lapisan reseptor àblind spot (titik buta).
  • Masalah pertama diminimalkan oleh fovea. Fovea àsebuah indensasi yang diameternya sekitar 0,33 cm, di tengah retina → terspesialisasi untuk penglihatan akuitas tinggi (untuk melihat detail-detail halus). Tipisnya lapisan sel ganglion retina di fovea mengurangi distorsi cahaya yang masuk.
  • Ketika kita memandang sebuah objek, sistem visual kita tidak mengonduksikan gambar objek itu dari retina ke korteks. Sebaliknya, sistem visual mengekstraksi informasi kunci tentang objek itu dan mengonduksikan informasi itu ke korteks, yang persepsinya tentang seluruh objek diciptakan dari informasi parsial tersebut.
  • Surface interpolation → interpolasi permukaan → proses mempersepsi permukaan → sistem visual mengekstraksi informasi tentang bagian-bagian pinggirnya dan berdasarkan itu menyimpulkan penampakan permukaan besarnya.

Penglihatan Cone dan Rod
  • Ada dua tipe reseptor yang berbeda pada retina manusia, yaitu reseptor berbentuk kerucut → cone, dan reseptor berbentuk batang → rod.
  • Duplexity theory penglihatan → teori bahwa cones dan rods memediasi jenis-jenis penglihatan yang berbeda.
  • Photopic vision → penglihatan fotopik → penglihatan yang dimediasi oleh cones → mendominasi di dalam iluminasi yang baik dan memberikan persepsi berwarna dengan akuitas tinggi (sangat detail) tentang dunia.
  • Scotopic vision → penglihatan skotopik → penglihatan yang dimediasi oleh reseptor bentuk batang/ rod → dalam iluminasi yang redup, tidak ada cukup cahaya untuk membangkitkan reseptor bentuk kerucut/ conesrods lah yang mendominasi → namun, penglihatan skotopik kehilangan detail maupun warna dari penglihatan fotopik.
  • Sistem skotopik konvergen harus membayar derajat sensitivitasnya yang tinggi itu dengan tingkat akuitas yang rendah.
  • Cone dan rod berbeda dalam distribusinya di retina → di fovea tidak terdapat rod, hanya ada cone

Sensitivitas Spektral
  • Sistem visual kita tidak sama sensitifnya untuk semua panjang gelombang dalam spektrum yang dapat dilihat, cahaya dengan intensitas yang sama, tetapi dengan panjang gelombang yang berbeda dapat memiliki brightness yang berbeda.
  • Spectra sensitivity curve → kurva sensitivitas spektral → grafik brightness relatif dari cahaya-cahaya dengan intensitas yang sama, yang dipresentasikan dengan panjang gelombang yang berbeda.
  • Manusia dan binatang lain yang memiliki cone dan rod memiliki kedua macam kurva → kurva sensitivitas spektral fotopik dan kurva sensitivitas spektral skotopik.
  • Sensitivitas spektral fotopik manusia dapat ditetapkan dengan meminta subjek menilai brightness relatif dari panjang gelombang cahaya yang berbeda-beda yang jatuh di fovea.
  • Sensitivitas spektral skotopik dapat ditetapkan dengan meminta subjek menilai brightness relatif panjang gelombang cahaya yang berbeda-beda yang jatuh di periferi antena dengan intensitas yang terlalu rendah untuk mengaktifkan cone periferal yang berlokasi di sana.
  • Kurva sensitivitas spektral fotopik dan skotopik → dalam kondisi fotopik, sistem visual secara maksimal sensitif terhadap panjang gelombang sekitar 560 nanometer → dalam kondisi fotopik, cahaya 500 nanometer harus jauh lebih intens daripada cahaya 560 nanometer agar dapat dilihat dengan sama terangnya. Sebaliknya, dalam kondisi skotopik → sistem visual secara maksimal sensitif terhadap panjang gelombang sekitar 500 nanometer → dalam kondisi skotopik, cahaya 560 nanometer harus jauh lebih intens dibanding 500 nanometer agar dapat dilihat sama terangnya.
  • Diskusi: cek efek Purkinje!

Gerakan Mata
  • Apa yang kita lihat bukan hanya ditentukan oleh apa yang diproyeksikan di retina seketika itu juga → tanpa disadari, mata terus menerus memindai medan visual, dan persepsi visual kita merupakan hasil penjumlahan dari informasi-informasi visual mutakhir.
  • Ketika kita memfiksasikan pandangan kita pada sebuah objek,mata kita terus menerus bergerak.
  • Gerakan fiksasional ada tiga macam, yaitu tremor, drifts, saccade (gerakan kecil tersentak-sentak atau flicks/ jentikan).
  • Bila kita memfiksasi secara total dunia kita akan memudar dan menghilang dari pandangan → neuron-neuron visual kita merespons perubahan → bila gambar-gambar retina distabilkan secara artifisial (dijaga agar tidak bergerak di retina) gambar mulai hilang dan muncul kembali → gerakan mata fiksasional memungkinkan kita melihat selama fiksasi dengan menjaga agar gambar bergerak di retina.

Transduksi Visual: Konversi Cahaya Menjadi Sinyal-Sinyal Neural
  • Transduksi → konversi sebuah bentuk energi menjadi bentuk lain
  • Transduksi visual → konversi cahaya menjadi sinyal-sinyal neural oleh reseptor-reseptor visual.
  • Ketika pigmen (substansi yang menyerap cahaya → disebut juga rhodopsin) dipapari cahaya intens secara terus menerus → pigmen akan ter-bleached (kehilangan warna), dan rod kehilangan kemampuannya untuk menyerap cahaya. Tetapi ketika dikembalikan ke kegelapan → rod mendapatkan kembali warnanya dan kapasitas menyerap cahaya.
  • Rhodopsin → sebuah reseptor protein-G yang merespons cahaya dan bukan terhadap molekul-molekul neurotransmiter → menginisiasi sebuah cascade (pancaran) berbagai peristiwa kimiawi intraseluler ketika mereka diaktifkan.
  • Transduksi cahaya oleh rod merupakan sebuah poin penting → sinyal-sinyal sering kali ditransmisikan melalui sistem-sistem neural oleh adanya hambatan.

Dari Retina ke Korteks Visual Primer
  • Retina-geniculate-striate pathways → jalur retina-genikulat-striat → mengonduksi sinyal-sinyal dari masing-masing retina ke primary visual cortex (korteks visual primer) melalui lateral geniculate nuclei (nuklei genikulat lateral)
  • Semua sinyal dari medan visual kiri mencapai korteks visual primer kanan, baik secara ipsilateral dari hemiretina temporal mata kanan atau secara kontralateral dari hemiretina nasal mata kiri → berlaku sebaliknya untuk semua sinyal dari medan visual kanan.
  • Setiap nukleus genikulat lateral memiliki enam lapisan → masing-masing lapisan di setiap nukleus menerima input dari semua bagian medan visual kontralateral dari salah satu mata.

Organisasi Retinotopik
  • Sistem retina-genikulat-striat bersifat retinotopic → masing-masing level dalam sistem diorganisasikan seperti sebuah peta retina.
  • Susunan retinotopik korteks visual primer itu memiliki representasi disproporsional dari fovea → proporsi yang relatif besar dari korteks visual primer (sekitar 25%) digunakan untuk menganalisis input-inputnya.

Saluran M dan P
  • Ada dua saluran komunikasi paralel yang mengalir melalui masing-masing nukleus genikulat lateral, yaitu:
  • Pravocellular layersP layers/ lapisan-lapisan P → mengalir melalui empat lapisan teratas → neuron-neuronnya responsif terhadap warna, detail-detail pola halus, dan objek-objek stasioner atau bergerak lambat.
  • Magnocellular layersM layers/ lapisan-lapisan M → mengalir melalui dua lapisan paling bawah → neuron-neuronnya responsif terhadap gerakan.
  • Cone memberikan mayoritas input ke lapisan-lapisan P, sementara rod memberikan mayoritas input ke lapisan-lapisan M.

Melihat Batas
  • Visual edge hanya merupakan tempat dua daerah yang berbeda dari sebuah gambar visual bertemu → persepsi tentang sebuah edge sebenarnya persepsi tentang kontras di antara dua bidang yang berdekatan dalam medan visual.
  • Contrast enhancement (peningkatan kontras) → setiap batas yang kita lihat dipertajam oleh mekanisme-mekanisme peningkatan kontras dalam sistem saraf kita → akibatnya, persepsi kita tentang batas-batas lebih baik dibanding kenyataannya → cek Mach Bands.

Medan Reseptif
  • Medan reseptif neuron visual → daerah medan visual yang ada kemungkinannya bagi sebuah stimulus visual untuk memepengaruhi penembakan neuron. Neuron sistem visual cenderung terus menerus aktif  → stimuli yang efektif adalah yang menaikkan atau menurunkan tingkat penembakan.
  • Empat persamaan medan reseptif dari sel-sel ganglion retina, nuklei genikulat lateral, dan neuron-neuron lapisan IV bawah:
  • Di setiap tingkat, medan-medan reseptif di daerah foveal retina lebih kecil dibanding yang ada di daerah periferal
  • Semua neuron memiliki medan-medan reseptif yang berbentuk bundar
  • Semua neuron bersifat monokuler
  • Banyak neuron di ketiga tingkat sistem retinal-genikulat-striat yang memiliki medan reseptif yang terdiri atas sebuah daerah eksitorik dan sebuah daerah inhibitorik yang dipisahkan sebuah pembatas berbentuk bundar
  • On-center cells → merespons cahaya yang disorotkan ke daerah sentral medan reseptifnya dengan “on firing” dan ke cahaya yang disorotkan ke daerah periferal medan reseptifnya dengan inhibisi yang diikuti dengan “off firing”.
  • Off-center cells → merespons dengan inhibisi dan “off firing” sebagai respons terhadap cahaya di bagaian tengah medan reseptornya dan dengan “on firing” ke cahaya di bagain periferal medan reseptifnya.
  • Simple cells → sel sederhana memiliki medan reseptif yang dapat dibagi menjadi daerah “on” dan “off” antagonistik → tidak responsif terhadap cahaya difusif (menyebar) → batas antara daerah “on” dan “off” berupa garis lurus dan bukan melingkar.
  • Complex cells → sel kompleks → lebih banyak jumlahnya dibanding sel sederhana → memiliki medan reseptif persegi → merespons paling baik terhadap stimuli berupa garis lurus dengan orientasi tertentu → tidak responsif terhadap cahaya difusif → memiliki medan reseptif lebih besar dan tidak membagi medan reseptif menjadi daerah “on” dan “off”.

Melihat Warna
  • Persepsi tentang warna objek banyak bergantung pada panjang gelombang cahaya yang dipantulkannya ke dalam mata.
  • Campuran panjang gelombang yang dipantulkan objek akan mempengaruhi persepsi kita tentang warna tersebut.
  • Teori komponentrichomatic theory → ada tiga macam reseptor (kerucut) warna yang berbeda, masing-masing dengan sensitivitas spektral yang berbeda, dan warna sebuah stimulus tertentu diduga dikode oleh rasio antara aktivitas ketiga macam reseptor ini → dasar observasi: warna apapun dalam spektrum yang dapat dilihat dapat di-matched dengan mencampurkan ketiga panjang gelombang cahaya dengan proporsi yang berbeda-beda.
  • Teori Proses-Oponen → ada dua golongan sel yang berbeda dalam sistem visual untuk mengkode warna dan sebuah golongan kelas lain untuk mengkode brightness.

Mekanisme-Mekanisme Kortikal Penglihatan dan Kesadaran yang Disadari
  • Korteks visual primer àdaerah korteks yang menerima kebanyakan inputnya dari nuklei penghantar visual di talamus (→ dari nuklei genikulat lateral) → berlokasi di daerah posterior lobus oksipital, banyak di antaranya tersembunyi di dalam fisura longitudinal.
  • Korteks visual sekunder → daerah-daerah yang menerima kebanyakan inputnya dari korteks visual primer → sebagian besar berlokasi di dua derah umum: dalam korteks prestriat dan dalam korteks inferotemporal.
  • Korteks Prestriat → berkas jaringan dalam lobus oksipital yang mengelilingi korteks visual primer.
  • Korteks Inferotemporal àkorteks lobus temporal inferior.
  • Korteks asosiasi visual àdaerah-daerah yang menerima input dari daerah-daerah korteks visual sekunder maupun daerah-daerah sekunder sistem sensorik lainnya → berlokasi di beberapa bagian korteks serebral, tetapi daerah tunggal terbesar ada dalam korteks parietal posterior.
  • Scotoma → kerusakan pada sebuah daerah korteks visual primer àdaerah kebutaan di daerah yang berhubungan dengan medan visual kontralateral kedua belah mata → pemeriksaan dengan tes perimetri.
  • Banyak pasien dengan skotoma ekstensif tidak menyadari defisitnya àkarena faktor completion.
  • Blindsight → penglihatan buta → akibat kerusakan pada korteks visual primer → merespon stimuli visual dalam skotomanya meskipun mereka tidak memiliki keasadaran yang disadari terhadap stimuli tersebut.

Arus Dorsal dan Ventral
  • Banyak jalur yang mengonduksikan informasi dari korteks visual primer melalui berbagai daerah terspesialisasi di korteks sekunder dan korteks asosiasi yang merupakan bagian dua arus utama: arus dorsal dan arus ventral.
  • Arus dorsal → mengalir dari korteks visual primer ke korteks prestriat dorsal lalu ke korteks parietal posterior.
  • Arus ventral → mengalir dari korteks visual primer ke korteks prestriat ventral lalu ke korteks inferotemporal.
  • Kebanyakan neuron korteks visual dalam arus dorsal → merespons stimuli spasial → stimuli yang mengindikasikan lokasi objek atau arah gerakannya.
  • Kebanyakan neuron dalam arus ventral → merespons karakteristik objek, misalnya warna dan bentuk.
  • Ungerleider dan Mishkin (dalam Pinel, 2011) menyatakan bahwa arus dorsal dan ventral menjalankan fungsi-fungsi visual yang berbeda → arus dorsal terlibat dalam persepsi “di mana” objek berada dan sistem ventral terlibat dalam persepsi tentang “apa” objek itu.
  • Goodale dan Milner (dalam Pinel, 2011) mengatakan bahwa perbedaan kunci antara arus dorsal dan ventral bukan terletak pada jenis informasi yang mereka bawa tetapi untuk apa informasi itu digunakan → fungsi arus dorsal adalah untuk mengarahkan interaksi behavioral dengan berbagai objek, sementara fungsi arus ventral adalah untuk memediasi persepsi yang disadari terhadap berbagai objek → teori “kontrol perilaku” vs “persepsi yang disadari”.
  • Prospagnosia → gangguan rekognisi visual → agnosia visual dengan kesulitan spesifik dalam mengenali wajah-wajah.
  • Visual agnosia (agnosia visual) → sebuah agnosia yang spesifik untuk stimuli visual → penderita visual agnosia dapat melihat stimuli visual, tetapi tidak tahu mereka itu apa.
  • Macam-macam agnosia visual → agnosia gerakan, agnosia objek, dan agnosia warna → terjadi akibat kerusakan pada daerah korteks visual sekunder yang memediasi rekognisi atribut tersebut.

Sekian artikel tentang Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia. Semoga bermanfaat.

Daftar Pustaka

  • Pinel, John P.J. (2009). Biopsikologi: Edisi Ketujuh (Terj.) Yogyakarta : Pustaka Pelajar

Posting Komentar untuk "Pengertian dan Konsep dari Sistem Visual Mata pada Manusia"

Klik gambar berikut untuk mengunduh artikel ini:

Berlangganan via Email