Jan Evangelista Purkyně (1787 – 1869) a fost preocupat, printre multe altele, de anatomia și fiziologia ochiului uman, fiind inspirat de Teoria Culorilor (Goethe). În două teze de cercetare,[1] acesta a descris numeroase procese entopice[2] – imagini care se formează intraocular, vizibile doar subiectului care le experimentează,[3] fiind umbre ale unor hematii sau structuri proteice din corpul vitros, sau alte fenomene naturale, care se proiectează pe retină.[4]
Purkinje a sugerat principii și metode care au stat la baza optometriei și a retinoscopiei. recomandând ca interiorul ochiului să fie examinat prin direcționarea în ochi a unui fascicul de lumină produsă de o lentilă concavă.[5] Această abordare, a fost analizată mai târziu, în 1851, de Helmholtz pentru construcția oftalmoscopului.
Fenomenul Purkinje (efectul Purkinje sau Fenomenul de adaptare a vederii la întuneric) este de asemenea descris în cele două teze de cercetare ale lui Purkinje. El a descris faptul că intensitatea luminii are un efect marcat asupra luminozității culorilor percepute. La lumina zilei, obiectele colorate în verde sau albastru, în condiții de lumină slabă, sunt văzute mai strălucitoare decât cele roșii, la aceeași intensitate de culoare.
Efectul Purkinje se poate formula astfel: pe măsură ce intensitatea luminii scade, luminozitatea obiectelor roșii se estompează mai repede decât cea a obiectelor verzi sau albastre, si invers. Purkinje a explicat această observație propunând că ochiul uman are două sisteme de detectare pentru a distinge culorile, unul în condiții de lumină și altul în condiții de lumină de intensitate scăzută.
Schimbările luminozității aparente ale obiectelor diferit colorate sub intensități diferite de lumină, sunt acum explicate de rata diferită de adaptare a ochiul uman la lumină și întuneric. Această adaptare se datorează celulelor conice și bastonașelor. Pe măsură ce sensibilitatea conurilor scade, crește sensibilitatea bastonașelor, astfel realizându-se tot parcursul procesului de adaptare la întuneric.
Pe măsură ce lumina zilei scade, sensibilitatea se deplasează spre lungimi de undă mai mici, astfel încât obiectele albastre și verzi să pară relativ mai luminoase decât roșii. Prin urmare, mecanismul fiziologic al fenomenului Purkinje se datorează sensibilității diferențiale a fotoreceptorilor stimulați de lumina spectrală.
Purkinje a mai remarcat faptul că, urmărind obiecte care trec, într-un anumit sens, prin fața unui obiect staționar, după un timp, când acele obiecte nu se mai deplasează, obiectul staționar tinde să dea impresia că el se deplasează, în sens opus direcției de deplasare a obiectelor care se aflau în mișcare. Acest efect este numit efectul de post-imagine sau de persistență a vederii.
Un alt fenomen observat de Purkinje este acum cunoscut sub numele de imagini Purkinje-Sanson: în condiții întunecate, în ochiul unei persoane care se uită la o sursă de lumină, este posibil să se vadă patru (Purkinje a observat trei) imagini reflectate (P1, P2, P3 și P4).
Aceste imagini sunt reflectate de părțile anterioare și posterioare ale sistemului optic de la nivel ocular. P1, cea mai strălucitoare și cea mai simplă dintre cele patru imagini, este creată de reflectare unei surse de lumină (imagine catoptrică) de către suprafața anterioară convexă a corneei. P2, P3 și P4 sunt atât fenomene de reflecție, cât și de refracție (imagini catadioptrice).
În cazul P2, imaginea generată de sursa de lumină își are originea pe suprafața posterioară a corneei; aceasta nu a fost descrisă de Purkinje sau Sanson, probabil pentru că este cea mai slabă ca intensitate, și din anumite unghiuri se suprapune cu P1 (25). P3 este formată de suprafața convexă anterioară a cristalinului și este mai degrabă strălucitoare dar cea mai mare dintre cele patru imagini. P4 este o imagine inversată, generată de suprafața posterioară a cristalinului, fiind cea mai mică și singura imagine reală. P3 și P4, pot fi vizibile și ca imagini entoptice, deoarece refracția acestora ajunge la retină.
Imaginile eponime Purkinje-Sanson sunt justificate deoarece, deși Purkinje a fost primul care a descris fenomenul, acesta a fost explicat de Louis Joseph Sanson care, în 1838, a oferit o explicație anatomică (reflecția, respectiv refracția unei surse de lumină de către lentilele naturale ale ochiului uman.
Purkinje a mai descris modul în care mișcarea unei lumânări în câmpul vizual, permite unei persoane să vadă umbra unui copac pe suprafața interioară a ochiului. Acest experiment produce o percepție entoptică denumită arborele Purkinje, care este invizibil în circumstanțe obișnuite, deoarece umbrele vaselor de sânge de pe retină sunt imagini stabile. O rețea fină de arteriole transportă sânge către retina interioară.
Aceste vase devin mai subțiri pe măsură ce se apropie de fovea centralis. Deoarece se află în fața conurilor fotoreceptive din fovea, primesc lumină incidentă neobstrucționată, care își proiectează umbra pe retină.[6] În condiții experimentale adecvate, o persoană cu funcție maculară bună, poate vedea un câmp roșu-portocaliu uniform ocupat de arborele Purkinje.
Fenomenul arcurilor albastre retiniene (cunoscute și sub numele de arcurile albastre ale lui Purkinje) este unul dintre fenomenele entoptice cele mai interesant, perceptibile. Purkinje a văzut aceste arcuri, pentru prima dată, atunci când strălucirea unui foc în întuneric, dar nu le-a putut înțelege semnificația.[7]
Într-o cameră întunecată, dacă un observator privește, cu un singur ochi, către o sursă de lumina roșie, în paralel având și o sursă de lumină primară, va observa două benzi curbate, arcuindu-se în jurul locului unde lumina traversează ochiul și traversează câmpul vizual spre pata oarbă. Indiferent de culoarea luminii primare, arcurile entoptice apar întotdeauna ca variate nuanțe de albastru. Albastrul lor este sporit în ochiul adaptat la întuneric prin creșterea intensității stimulului inductor. Cu toate acestea, culoarea albastră, după câteva minute de adaptare la întuneric, se estompează.[8]
Note:
[1] Commentatio de Examine Physiologico Organi Visus et Systematis Cutanei (1823) și Neue Beiträge zur Kenntnis des Sehens in Subjektiver Hinsicht (1825).
[2] Imaginile entoptice au o bază fizică în imaginea formată pe retină. Prin urmare, ele sunt diferite de iluziile optice, care sunt cauzate de sistemul vizual și caracterizate printr-o percepție vizuală care pare a fi diferită de realitate. Deoarece imaginile entoptice sunt cauzate de fenomene care au loc în interiorul ochilor observatorului, ele împărtășesc o trăsătură cu iluziile optice și halucinațiile: observatorul nu poate împărtăși celorlalți o viziune directă și specifică asupra fenomenului. Imaginile entoptice sunt generate de procese fiziologice sau patologice din ochi.
[3] Frederic P. Miller, et al. Blue Field Entoptic Phenomenon. VDM Publishing, 2011, p. 67-68.
[4] Schmetterer, Leopold, și Jeffrey Kiel. Ocular Blood Flow. Springer Science & Business Media, 2012, p. 159.
[5] Nicholas J. Wade; Josef Brožek. Purkinje’s Vision. Lawrence Erlbaum Associates. 2001. p. 13.
[6] Spitschan, M., et al., „Selective Stimulation of Penumbral Cones Reveals Perception in the Shadow of Retinal Blood Vessels” în PLOS ONE 10, 2015.
[7] J.D. Moreland, „On demonstrating the blue arcs phenomenon”, în Vision Research, Vol. 8, Nr. 1, 1968, pp. 99-107. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0042698968900679)
[8] Pasquale, Louis R, and Steven Brusie. “The blue arc entoptic phenomenon in glaucoma (an American ophthalmological thesis).” În Transactions of the American Ophthalmological Society vol. 111 (2013): 46-55.
