الوقت الذي تحتاجه العيون للتكيف مع الظلام بشكل كامل.. في الإضاءة المنخفضة تتوسع القزحية بؤبؤ العين على أوسع نطاق ممكن

بادئ ذي بدء، من المستحيل رؤية أي شيء على الإطلاق في الظلام الدامس.

الظلام التام يعني غياب الضوء، وتعتمد أعيننا على الضوء لنرى.

مع ذلك، من النادر جدًا أن تكون في وضع مع ظلام دامس، حتى في الليل.

أضواء المدينة تعكس الغيوم والمصابيح الأمامية للسيارات والقمر والنجوم وحتى تدفق الهواء من سماء الليل نفسها تملأ الليل بضوء خافت.

معظم تجاربنا مع الظلام هي في الواقع حالات الظلام الجزئي.

حيث لا يزال هناك كمية صغيرة من الضوء.

مع الوقت الكافي، يمكن لأعيننا التكيف ورؤية المستويات المنخفضة للضوء الموجود في الظلام الجزئي.

تستغرق عيون الإنسان عدة ساعات للتكيف بشكل كامل مع الظلام والوصول إلى حساسيتها المثلى لظروف الإضاءة المنخفضة.

يتم تحقيق أسرع المكاسب في حساسية الرؤية في الدقائق القليلة الأولى بعد التعرض للظلام.

لهذا السبب، يعتقد الكثير من الناس أنه بعد بضع دقائق فقط، وصلت أعينهم إلى ذروة حساسيتهم.

ولكن بعد عدة ساعات من التعرض للظلام، تستمر عيون الإنسان في التكيف وتحقيق مكاسب صغيرة في الحساسية.

هناك العديد من العوامل التي تساهم في تكيف أعيننا مع الظلام، كما هو موضح في الكتاب المدرسي قياس البصر: تقنيات العلوم والإدارة السريرية، حرره مارك روزنفيلد ونيكولا لوجان، اللاعبون الرئيسيون الثلاثة في التكيف المظلم هم التلميذ والخلايا المخروطية وخلايا القضيب.

بؤبؤ العين هو الثقب الداكن بالقرب من مقدمة عينك والذي يسمح للضوء بدخول عينك بحيث يمكن للضوء أن يشكل صورة على الظهر (شبكية العين).

تحتوي القزحية المحيطة بالتلميذ على عضلات تتحكم في حجم بؤبؤ العين.

عندما تواجه ظروف الإضاءة المنخفضة، توسع القزحية بؤبؤ العين على أوسع نطاق ممكن.

يتيح هذا التمدد أكبر قدر ممكن من الضوء في العين بحيث يتم تعزيز الحساسية.

تستغرق مساهمة التلميذ في التكيف المظلم بضع ثوانٍ إلى دقيقة فقط لإكمالها.

خلايا المخاريط على طول الشبكية مسؤولة عن رؤية الألوان.

على غرار شبكة البكسل في كاميرا رقمية، تكتشف مجموعة مكانية واسعة من الخلايا المخروطية على طول الشبكية الأجزاء المختلفة من الضوء الملون التي تشكل الصورة التي نراها.

تحتوي عيون الإنسان على خلايا مخروطية حمراء وخضراء وزرقاء.

جميع الألوان الأخرى الموجودة يختبرها البشر كمزيج من الأحمر والأخضر والأزرق.

يمكن للخلايا المخروطية نفسها أن تتكيف مع الظلام الجزئي.

تحتوي الخلايا المخروطية على رودوبسين، وهو واحد من العديد من المواد الكيميائية الحساسة للضوء.

رودوبسين حساس جدًا للضوء وهو المادة الكيميائية الأساسية التي تستخدمها المخاريط عند الرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة.

تكمن المشكلة في أن رودوبسين حساس جدًا للضوء لدرجة أنه تحت مستويات الضوء العادية، يتشوه الضوء ويزيل تنشيط (photobleaches) هذه المادة الكيميائية.

معظم اليوم، عندما نتجول في الضوء الطبيعي، يتم تعطيل الرودوبسين في أعيننا.

عند التعرض للظلام ، يكون الرودوبسين قادرًا على التجدد وإعادة التنشيط، ليصبح حساسًا مرة أخرى للضوء وتحسين رؤيتنا الليلية.

لكن عملية التجديد هذه تستغرق وقتًا. تستغرق الخلايا المخروطية حوالي 10 دقائق للتكيف مع الظلام.

وأخيرًا، فإن الخلايا العصوية في أعيننا مسؤولة عن الرؤية بالأبيض والأسود.

هي الضاربة بشدة عندما يتعلق الأمر بالرؤية في ظروف الإضاءة المنخفضة.

تحقق القضبان في أعيننا هذه الرؤية الليلية الرائعة من خلال عدة آليات:

1- مثل المخاريط، تحتوي خلايا القضيب على رودوبسين، المادة الكيميائية الحساسة للغاية للضوء.

في الواقع، تعتمد خلايا القضيب بشكل أكبر على الرودوبسين من الخلايا المخروطية، مما يؤدي إلى أن تكون كل خلية قضيب واحدة حوالي 100 إلى 1000 مرة حساسة مثل خلية مخروطية واحدة بمجرد تكييفها بالكامل.

2- هناك قضبان أكثر بكثير على شبكية العين (100 مليون) من المخاريط (5 مليون).

3- تتصل العديد من القضبان بنفس إشارة الخرج (نفس الإنترون).

تسمح هذه الحقيقة باكتشاف مستويات أقل من الضوء على حساب دقة الصورة.

4- تستجيب القضبان ببطء للضوء (فهي تجمع الضوء على مدى فترات زمنية طويلة).

تعني هذه الاستجابة البطيئة أنه يمكن الكشف عن مستويات أقل من الضوء على حساب استشعار التغيرات السريعة في الوقت المناسب.

تستغرق خلايا القضيب عدة ساعات لتصبح مظلمة تمامًا.

يعرف علماء الفلك الخبراء بالعين المجردة هذه الحقيقة جيدًا.

سيعطون أعينهم عدة ساعات للتكيف بدلاً من بضع دقائق من أجل زيادة رؤيتهم للنجوم الخافتة.

باختصار، عند التعرض للظلام، يتسع تلاميذنا في غضون ثوان، وتتكيف مخاريطنا في 10 دقائق، وتتكيف قضباننا تمامًا بعد عدة ساعات.