Oog

Lichaamsdeel uitgelicht: Het oog is de camera van de hersenen

Je kunt dit lezen dankzij twee stukjes geavanceerde fijnmechanica. Kijk met ons mee diep in je ogen en leer hoe lenzen, kegeltjes en kabelbundels het licht omzetten in haarscherpe beelden.

Je kunt dit lezen dankzij twee stukjes geavanceerde fijnmechanica. Kijk met ons mee diep in je ogen en leer hoe lenzen, kegeltjes en kabelbundels het licht omzetten in haarscherpe beelden.

Shutterstock

De eerste ogen ontstonden ruim 500 miljoen jaar geleden en betekenden een revolutie voor de manier waarop het leven op aarde werkte.

Alles wat je ziet is eigenlijk licht, maar de ogen zetten licht om in zenuwsignalen die de hersenen kunnen begrijpen. Dankzij elektronenmicroscopen is het nu mogelijk achter de oogleden te kijken en de weg van het licht te volgen van de pupil via het netvlies naar de hersenen.

De oogbol

Oogbol

Het witte bindvlies bedekt 80 procent van het oog en beschermt het tegen stoten en krassen.

© James Stevenson/SPL

Het oog zit vol gelei

Het grootste deel van het oog ligt in de oogkas, en slechts een zesde is zichtbaar. De oogbol is circa 2,4 centimeter in doorsnee, weegt 7,5 gram en bestaat vooral uit water.

Tussen de lens vooraan en het netvlies achteraan zit het glasvocht, dat het grootste deel van het inwendige oog uitmaakt. Het glasvocht bestaat uit collageenvezels en hyaluronzuur, die zich met water binden tot een heldere, doorzichtige gel.

Met de jaren kunnen de vezels verkleven, wat leidt tot wazig zien en gaten in het gezichtsveld, alsof je vliegen ziet.

Van het oogoppervlak wordt 80 procent bedekt door het bindvlies: het oogwit. Dit dikke vlies beschermt de binnenkant van het oog tegen beschadiging. De spieren die de bewegingen van het oog aansturen zitten via het bindvlies aan de oogbol vast.

Onder het bindvlies ligt het vaatvlies, dat miljoenen visuele cellen via minuscule bloedvaatjes van zuurstof en voedingsstoffen voorziet.

De iris

Iris

Het microscoopbeeld toont de epitheelcellen van de iris, 3300 keer vergroot. De blauwe stippen zijn voorraadjes van het pigment melanine, dat het oog zijn kleur geeft.

© Steve Gschmeissner/SPL

Portier kleurt je ogen

De iris is met zijn patroon en kleuren het meest persoonlijke deel van het oog. Waar een vingerafdruk 40 unieke kenmerken heeft, heeft de iris er 256. Daarom biedt een irisscan veel meer zekerheid dan een vingerafdruk.

Als portier van het oog regelt de iris hoeveel licht er binnenkomt. De hoeveelheid licht wordt aangepast door twee soorten spieren, die de pupil verwijden en vernauwen.

Bij veel licht trekt de musculus sphincter pupillae samen om de pupil kleiner te maken, terwijl bij weinig licht de musculus dilatator pupillae de pupil verwijdt.

De spieren zijn verbonden met een laag cellen vol met het pigment melanine, dat licht absorbeert en beschermt tegen schade door uv-straling. Daarom hebben mensen die in zonnige streken wonen over het algemeen meer melanine in hun iris.

Melanine geeft de ogen hun kleur en er zijn zes hoofdkleuren voor ogen: bruin, hazelnoot, amber, groen, grijs en blauw. De concentratie melanine is het laagst bij mensen met blauwe ogen en het hoogst bij mensen met bruine ogen.

De pupil

Oogpupil

De pupil is pikzwart omdat het weefsel in het oog al het licht absorbeert.

© Getty Images

Zwarte vlek slokt licht op

Midden in het oog zit de pupil. De pikzwarte vlek is de ingang waardoor licht het oog in komt.

De pupil is zwart omdat het licht volledig geabsorbeerd wordt door weefsel in het oog. Op foto’s die met een flits genomen zijn, kan de pupil rood lijken omdat de rode kleur van het flitslicht door het netvlies gereflecteerd wordt.

Spieren in de iris regelen de grootte van de pupil, die kan variëren van slechts 1 tot wel 8 millimeter doorsnee.

De grootte wordt bepaald door de hoeveelheid licht – fel licht maakt de pupil kleiner, terwijl hij in het donker groter wordt. Als we voorwerpen van dichtbij bekijken, vernauwt de pupil zich, terwijl hij wijder wordt als we ver weg kijken om zoveel mogelijk licht op te vangen.

De pupilgrootte wordt ook beïnvloed door sterke emoties. Zo kunnen verwijde pupillen een teken zijn van angst, liefde of opwinding. De grootte kan verder beïnvloed worden door leeftijd, ziekte of hersenbeschadiging.

Het netvlies

Netvlies

Microscoopbeeld van de lichtgevoelige cellen van het netvlies. De staafjes (geel) helpen ons in het donker te zien, en de kegeltjes (blauw) stellen het oog in staat om scherp te zien.

© Omikron/SPL

Cellen zetten licht om in zenuwsignalen

Voordat licht van de buitenwereld in de hersenen in beelden kan worden omgezet, moet het eerst in zenuwsignalen veranderen. Dit gebeurt door het netvlies – een circa 0,5 millimeter dik vlies dat 75 procent van de binnenkant van het oog bedekt.

Het netvlies bestaat uit miljoenen lichtgevoelige cellen die lichtdeeltjes (fotonen) uit lichtstralen oppikken. Wanneer de fotonen op receptoren op de lichtgevoelige cellen vallen, ontstaan daarin elektrische impulsen.

De lichtgevoelige cellen hebben de vorm van staafjes of kegeltjes, en hun vorm bepaalt hun functie.

De staafjes zijn zeer gevoelig voor licht en merken zelfs de kleinste verschillen in helderheid op. Daarom zijn ze zeer actief in het donker, waardoor we ook dan vormen kunnen waarnemen.

Een voorwerp waar je naar kijkt kaatst licht naar de gele vlek, een gebied in het netvlies. Het zit vol kegeltjes die het oog helpen detail en kleur te zien, wat scherpe beelden oplevert.

De oogzenuw

Oogzenuw

De oogzenuw is een bundel zenuwvezels die uitgaan van de lichtgevoelige cellen van het netvlies. Een netwerk van collageen (roze) houdt de zenuwvezels bijeen.

© Steve Gschmeissner/SPL

Kabelbundel verlicht de hersenen

Visuele indrukken van het netvlies gaan via de oogzenuw naar de hersenen. Als we wakker zijn, bestoken de 1,7 miljoen zenuwvezels van de oogzenuw de hersenen voortdurend met visuele indrukken.

De zenuwvezels verlaten het oog door een gat in het netvlies van 1,5 millimeter in doorsnee. Het gat is de blinde vlek van het oog, omdat het de enige plek in het netvlies zonder lichtgevoelige cellen is.

De oogzenuw loopt via een kanaal de oogkas uit en de schedel in. Hier kruisen de oogzenuwen elkaar, waardoor de indrukken van het linkeroog naar de rechterhersenhelft gaan en omgekeerd.

De meeste zenuwvezels komen uit in de zogeheten laterale geniculate kern. Hier worden indrukken van het netvlies verwerkt, waarna ze doorgaan naar het visueel centrum in de occipitaalkwab achter in de hersenen, waar het beeld dat je bewustzijn doorkrijgt, ontwikkeld wordt.

Zo werkt het zicht

Zicht

Tot 2 miljoen onderdelen werken samen om in je hersenen licht in beelden om te zetten.

© Science Photo Library

Alleen het brein overtreft het oog

Als je naar een voorwerp kijkt, zie je de interpretatie van de hersenen van het licht dat het voorwerp weerkaatst. De tolken van de hersenen zijn de ogen, die volgens onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania in de VS circa 10 miljoen bits per seconde overbrengen.

Overdag werken de ogen non-stop om de hersenen op de hoogte te houden van wat er om ons heen gebeurt. En dankzij de ogen kunnen we in de wereld navigeren.

Zien is ons belangrijkste zintuig, en de onderzoekers schatten dat 80 procent van al het leren via de ogen gebeurt – bijvoorbeeld lezen en schrijven en het gebruik van computers.

En ben je nog niet overtuigd van het belang van ons zicht: tot 70 procent van de ruwweg 3 miljard signalen die elke seconde in de hersenen worden afgevuurd, heeft te maken met het zicht.

Het oog is na de hersenen het ingewikkeldste orgaan van het lichaam. Zeker 2 miljoen onderdelen werken samen om ervoor te zorgen dat je begrijpelijke beelden van je omgeving krijgt.

Hoewel de lichtgevoelige cellen van het oog alleen de drie hoofdkleuren – rood, blauw en groen – opvangen, werken ze samen om combinaties van lichtgolven waar te kunnen nemen, waardoor we miljoenen kleurschakeringen kunnen zien.