導入
目(複数の目) は視覚器官であり、生物が光を捉え、それを分析し、環境と相互作用することを可能にする感覚です。
動物の世界には、 「目」と呼ばれる視覚器官が少なくとも 40 種類あります。この多様性は、視覚認識の起源に関する問題を引き起こします。最も単純な目は明暗の違いをかろうじて検出できますが、人間の目のような最も複雑な目は形と色を区別できます。
イメージの形成
画像形成メカニズムは、光の異なる入射方向間の強度の違いを認識できなければなりません。したがって、目は光を検出し、その方向を検出し、異なる方向から来る信号間の階層関係を確立できなければなりません。
目での光の認識は、共有結合した 2 つの部分、つまりタンパク質部分であるオプシンと、ビタミン Aに由来する脂質部分である発色団で構成される色素のおかげで行われます。色素は光受容細胞の膜に配置されており、発色団の周囲の膜内に円状に配置された 7 つの膜貫通ヘリックスで構成されています。これは、発色団による光子の吸収であり、発色団の11 シス配置から全トランス配置への変化を可能にし、光に対する感度を可能にします。色素が励起されると、オプシンは細胞質ループの 1 つを介して Gタンパク質の活性化を可能にし、細胞反応を引き起こします。
方向を認識するには、空間内の同じ方向から来る光線を網膜内の少数の光受容体に集中させる必要があり、これらの光受容体は空間的にグループ化される必要があります。進化の過程で独立して現れた動物の世界には、同じ方向の光線をグループ化する方法がたくさんあります。しかし、さまざまな方法を 3 つの主要な戦略に分けることができます。正しい方向から来ていない光線は、網膜上の目の別の構造をシェーディングすることによって排除されます。同じ方向からの光線は湾曲して網膜上の同じ点に向けられます。屈折によって、または光線は網膜の後ろに配置された凹面鏡での反射によって光受容体に向けられます。したがって、各光受容体または光受容体のグループは、一方向からのみ来る光を検出します。
最後に、空間の同じ方向から来る光の強度を比較するには、光受容体ニューロンによって提供される電気信号を統合する必要があります。この統合は網膜の下流で行われます。脳によって知覚される信号は決して絶対的なものではなく、光受容体間で知覚される強度の差のみが保持され、強度の合計レベルは保持されません。これにより、目が周囲の光に適応できるようになります。実際、強い光の状況では、2 つの受信機間の同じ強度の差が小さく見えるため、画像の品質が低下します。