Πολύ συχνά οι ειδικοί για να εκλαϊκεύσουν τις έρευνές τους περιγράφουν τα μάτια και ευρύτερα τον οπτικό εγκέφαλο σαν φωτογραφικές μηχανές ή, έστω, σαν κάμερες υψηλής ακριβείας. Υποστηρίζουν δηλαδή ότι τα μάτια, όπως οι φωτογραφικές μηχανές ή κινηματογραφικές κάμερες, αποτυπώνουν μηχανικά κάποιες «πιστές εικόνες» της ορατής πραγματικότητας, τις οποίες κατόπιν αποστέλλουν για ανάλυση και «εκτύπωση» στα ανώτερα οπτικά κέντρα του εγκεφάλου.
Πρόκειται, δυστυχώς, για μία ανακριβή και ιδιαιτέρως παραπλανητική τεχνολογική μεταφορά: όχι μόνο επειδή δεν διαφωτίζει καθόλου τις βασικές λειτουργίες του οπτικού μας συστήματος, αλλά και παραβλέπει ή συσκοτίζει σκοπίμως τις ουσιαστικές διαφορές που υπάρχουν ανάμεσα στην παθητική-μηχανική φωτογράφηση και την ενεργητική- δημιουργική βιολογική όραση.
Ομως, αυτή η κοινότοπη τεχνολογική εξομοίωση των ματιών με τις φωτογραφικές μηχανές οδηγεί σε ακόμα μία πιο σοβαρή παρανόηση: όπως η φωτογράφηση εξαντλείται στη χρήση φωτογραφικών μηχανών, έτσι και η πράξη της όρασης εξαντλείται στη λειτουργία των ματιών μας. Για να αντιληφθούμε πόσο παραπλανητική μπορεί να είναι η ιδέα ότι «βλέπουμε με τα μάτια μας», αρκεί να αναλογιστούμε τα όσα γνωρίζουμε, μέχρι σήμερα, σχετικά με την πολυεπίπεδη ανατομική και λειτουργική οργάνωση του οπτικού εγκεφάλου, από τα μάτια μέχρι τον οπτικό φλοιό. Εξάλλου, όσο τεχνικά άψογη κι αν είναι μια φωτογραφία, δεν θα είχε κανένα σκοπό ύπαρξης και νόημα αν δεν υπήρχε η ανθρώπινη όραση για να τη συλλάβει και να τη θαυμάσει!
Παρ’ όλα αυτά, το πώς ακριβώς ο οπτικός φλοιός του εγκεφάλου, είτε των ανθρώπων είτε των άλλων πρωτευόντων θηλαστικών, καταφέρνει να δημιουργεί μια πολύχρωμη εικόνα του κόσμου από ορισμένες ακτίνες ορατού φωτός ήταν, μέχρι πρόσφατα, ένα δυσαπάντητο ερώτημα. Τις τελευταίες δεκαετίες η πρόοδος των ερευνών σχετικά με τη βιολογική εξέλιξη των αισθητηριακών οργάνων των πρωτευόντων και οι ιδιαίτερα εντυπωσιακές ανακαλύψεις για την κυτταρική αρχιτεκτονική και τις βιοχημικές λειτουργίες του ανθρώπινου οπτικού εγκεφάλου θα ανοίξουν έναν νέο, ιδιαίτερα διαφωτιστικό δρόμο για την επίλυση του αινίγματος της έγχρωμης όρασης.
Η αχρωματοψία των δομών της όρασης
Εκτοτε, κάθε επιστημονικά αποδεκτή λύση αυτού του αινίγματος ισοδυναμεί με τη βαθύτερη κατανόηση των εγκεφαλικών προϋποθέσεων της όρασης. Γιατί, όπως αποκαλύπτουν οι σύγχρονες νευροεπιστήμες, η βιολογική μηχανή της όρασης, δηλαδή ο οπτικός εγκέφαλος των πρωτευόντων –που καλύπτει το ένα τέταρτο του εγκεφαλικού φλοιού συνολικά!– συγκροτείται από επιμέρους δομικούς-λειτουργικούς «σπονδύλους», δηλαδή από μικρότερες δομικές και λειτουργικές μονάδες, οι οποίες επεξεργάζονται παράλληλα και σχεδόν ταυτόχρονα τις ξεχωριστές ιδιότητες κάθε ορατού αντικειμένου.
Εκ πρώτης όψεως φαίνεται υπερβολικά απλό: εμείς απλώς ανοίγουμε τα μάτια μας και ένας πλούσιος κόσμος από χρώματα, μορφές και κινούμενα σχήματα εισβάλλει και καταγράφεται στον εγκέφαλό μας, χωρίς φαινομενικά καμία προσπάθεια. Από πολύ νωρίς, ωστόσο, οι ερευνητές των οπτικών λειτουργιών κατάλαβαν ότι αυτή η απλοϊκή εικόνα της όρασης όχι μόνο δεν είναι ακριβής, αλλά αφήνει αναπάντητα δύο θεμελιώδη ερωτήματα:
1) Αραγε βλέπουμε έναν έγχρωμο κόσμο που υπάρχει πραγματικά ή, αντίθετα, τα χρώματα τα δημιουργεί ο οπτικός μας εγκέφαλος; Στη δεύτερη περίπτωση, αν ό,τι αναγνωρίζουμε ως «χρώματα» δεν υπάρχουν πραγματικά και ανεξάρτητα από το εγκεφαλικό σύστημα της έγχρωμης όρασης, τότε: 2) γιατί η βιολογική εξέλιξη του οπτικού μας εγκεφάλου ανέπτυξε τη μαγική ικανότητά μας να αναγνωρίζουμε χρώματα;
Πάντως, τις τελευταίες δεκαετίες οι έρευνες των νευροεπιστημών σχετικά με τις δομές και τους μηχανισμούς της οπτικής αντίληψης των χρωμάτων έδειξαν σαφώς ότι δεν πρόκειται ούτε για άμεση οπτική αποτύπωση ούτε για παθητική αναπαράσταση των χρωματικών ιδιοτήτων των ορατών αντικειμένων. Αρα, σε ό,τι «βλέπουμε» ως χρώμα το πραγματικό και το φανταστικό διαπλέκονται και αναμιγνύονται διαρκώς, επειδή το οπτικά ανεπινόητο και το επινοημένο προκύπτουν αμφότερα από μια κοινή εγκεφαλική «μήτρα», δηλαδή από τον οπτικό εγκέφαλο που τα επεξεργάζεται και, σε τελική ανάλυση, τα δημιουργεί.
Πράγματι, η κλινική μελέτη και η εργαστηριακή έρευνα τόσο των εκ γενετής όσο και των επίκτητων μορφών αχρωματοψίας οδήγησαν, κατά τα τέλη του εικοστού αιώνα, στη βαθύτερη κατανόηση των φυσιολογικών προϋποθέσεων και των παθολογιών της «εγκεφαλικής χρωματοποιίας», δηλαδή της βιολογικής ικανότητάς μας να επενδύουμε με ορισμένα χρώματα τις οπτικές μας εμπειρίες.
Από τη συστηματικότερη νευροβιολογική ανάλυση των διαφορετικών παθολογικών εκδηλώσεων αυτής της αινιγματικής οπτικής ικανότητας προέκυψε ότι κάποιες συγγενείς, δηλαδή εκ γενετής δομικές ανωμαλίες στην αναγνώριση χρωμάτων, και κάποιες επίκτητες δυσλειτουργίες, που εμφανίζονται μετά τη γέννηση, εστιάζονται αμφότερες στην εγκεφαλική περιοχή V4 του οπτικού φλοιού. Και επιφέρουν –ανάλογα με την έκταση της βλάβης– μερική ή ολική απώλεια της ικανότητας των ασθενών να διακρίνουν τα διάφορα χρώματα (φλοιική αχρωματοψία), μολονότι τα μάτια τους είναι απολύτως υγιή!
Οι σχετικές κλινικές εξετάσεις έδειξαν, ωστόσο, ότι υπάρχουν και άλλες, ηπιότερες μορφές αχρωματοψίας, όπως π.χ. η δυσχρωματοψία, κατά την οποία οι ασθενείς δεν χάνουν ολότελα την ικανότητα να αναγνωρίζουν τα περισσότερα χρώματα, απλώς ορισμένα χρώματα είτε δεν τα βλέπουν είτε τα βλέπουν «μουντά» ή γκρίζα. Ετσι, διαπίστωσαν ότι η πλήρης φλοιική αχρωματοψία είναι μία σχετικά σπάνια νόσος, ενώ οι συνηθέστερες περιπτώσεις αχρωματοψίας οφείλονται σε δυσλειτουργίες των «κωνίων», δηλαδή των ειδικών φωτοϋποδεκτικών νευρικών κυττάρων που υπάρχουν στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του κάθε ματιού.
Χάρη στην ιστολογική ανάλυση αχρωματικών ατόμων γνωρίζουμε οτι υπάρχουν τρεις τύποι κωνίων, που διαφοροποιούνται μεταξύ τους μόνο ως προς την ιδιαίτερη χρωστική ουσία που περιέχουν για την ανίχνευση ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος του φωτός. Και έτσι αποδείχτηκε, ότι η λειτουργία των κωνιοφόρων νευρώνων είναι να ανιχνεύουν μόνο τρία διαφορετικά μήκη κύματος του ορατού φωτός, αυτά που αντιστοιχούν στα τρία βασικά χρώματα (μπλε, πράσινο και κόκκινο). Και θεωρούνται βασικά χρώματα επειδή μόνο από αυτά τα τρία μπορούν να προκύψουν όλα τα άλλα χρώματα και οι αποχρώσεις τους.
Για παράδειγμα, όταν το μήκος κύματος του φωτός που εισέρχεται στα κωνία αλλάζει τη διάταξη της χρωστικής πρωτεΐνης που υπάρχει μόνο στα «πράσινα» κωνία, τότε αυτά πυροδοτούν ένα νευρικό σήμα που αναγνωρίζεται από τον οπτικό φλοιό ως πράσινο χρώμα. Επομένως η αναγνώριση καθενός από τα τρία βασικά χρώματα –μπλε, πράσινο και κόκκινο– προϋποθέτει την ενεργοποίηση των αντίστοιχων κωνίων, τα οποία όταν πυροδοτούνται εκπέμπουν 3 διαφορετικά νευρικά σήματα. Αυτά, αφού διατρέξουν όλη την οπτική οδό –από τον αμφιβληστροειδή χιτώνα μέχρι τον οπτικό φλοιό– καταλήγουν στην περιοχή V4 του οπτικού εγκεφάλου και μόνο εκεί «μεταφράζονται» σε κάποιο από τα τρία βασικά χρώματα που τελικά βλέπουμε.
Πώς η φυσιολογία γίνεται έγχρωμη συνείδηση;
Τα όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα για τον οπτικό εγκέφαλο μάς αποκαλύπτουν ότι πρόκειται για ένα ιδιαίτερα πολύπλοκο νευρωνικό δίκτυο που συγκροτείται από διαφορετικούς (δομικά) και ημιαυτόνομους (λειτουργικά) «σπονδύλους», οι οποίοι περιέχουν ειδικά νευρικά κύτταρα για να αναλύουν μόνο ένα οπτικό χαρακτηριστικό της οπτικής σκηνής, π.χ. την κίνηση, τη φωτεινότητα, το χρώμα, τη μορφή κ.ά.
Πάντως, ο δημιουργικός διάλογος του οπτικού εγκεφάλου με το ορατό φως αρχίζει πολύ νωρίτερα, όταν το φως περνά μέσα από τον κερατοειδή χιτώνα, ο οποίος κάμπτει τις ακτίνες φωτός και τις στέλνει μέσω της κόρης του οφθαλμού στην ίριδα, τον ημιδιαφανή μυ που ρυθμίζει το άνοιγμα της κόρης, καθορίζοντας έτσι την ποσότητα του φωτός που θα εισέλθει στο εσωτερικό του ματιού. Πίσω από την ίριδα βρίσκεται ο κρυσταλλοειδής φακός ο οποίος μπορεί, ανάλογα με τις οπτικές μας ανάγκες, να μεταβάλλει το σχήμα του ώστε να εστιάζει καλύτερα στην οπτική σκηνή.
Ετσι, το φως που εστιάζεται από τον φακό διατρέχει το υαλοειδές σώμα στο εσωτερικό του βολβού του οφθαλμού και τελικά απορροφάται από τα ειδικά και αμιγώς φωτοϋποδεκτικά κύτταρα (τα κωνία και τα ραβδία), τα οποία υπάρχουν μέσα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα (βλ. σχετικό ζωγραφικό σχήμα). Δικαίως, λοιπόν, ο αμφιβληστροειδής χιτώνας θεωρείται το πλέον εκτεθειμένο στον εξωτερικό κόσμο τμήμα του κεντρικού νευρικού συστήματος, αφού λειτουργεί ως «διεπιφάνεια» που φέρνει σε επαφή το φως με τον αρκετά απομακρυσμένο οπτικό φλοιό που καλύπτει τους δύο ινιακούς λοβούς στο πίσω μέρος του εγκεφάλου. Επομένως, μόνο τα φωτοϋποδεκτικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς χιτώνα (τα ραβδία και τα κωνία) αποτελούν την είσοδο των οπτικών πληροφοριών στον οπτικό εγκέφαλο και, άρα, είναι σε θέση να μεταφράζουν τη «γλώσσα» του φωτός στη «γλώσσα» του εγκεφάλου.
Κι όλα αυτά αποτελούν μόλις το πρώτο, καθαρά «αναγνωριστικό», βήμα για την καταγραφή και την επεξεργασία όλων των οπτικών πληροφοριών που θα επιτρέψουν τελικά στον οπτικό φλοιό να αποφασίσει τι είναι, πού βρίσκεται και τι χρώμα έχει ό,τι βλέπουμε. Ποιος, όμως, αναλαμβάνει την τελική σύνθεση του οπτικού παζλ; Και από ποιους δομικούς και λειτουργικούς σπονδύλους αναδύεται η ολοκληρωμένη έγχρωμη εικόνα του κόσμου που βλέπουμε;
Σε αυτά τα δύσκολα ερωτήματα δεν υπάρχουν πάντα σαφείς απαντήσεις. Το βέβαιο πάντως είναι ότι η οπτική συνείδηση –γιατί περί αυτού πρόκειται!– δεν βρίσκεται εντοπισμένη σε μία ειδική περιοχή του εγκεφάλου, αλλά, αντίθετα, αναδύεται όταν όλες οι προσυνειδητές εγκεφαλικές λειτουργίες της όρασης στρέφονται προς την ίδια τη βιολογική μηχανή που τις παράγει: όταν δηλαδή ο οπτικός εγκέφαλος αρχίζει να κοιτάζει και να (ανα-)γνωρίζει την ίδια του τη λειτουργία.
Πάντως αν, όπως όλα δείχνουν, ο βασικός λόγος της ύπαρξης και της εξέλιξης του ανθρώπινου οπτικού εγκεφάλου ήταν –και εξακολουθεί να είναι– η δημιουργία μιας τρισδιάστατης και έγχρωμης εικόνας του κόσμου που μας περιβάλλει, καθώς και των όσων βλέπουμε να συμβαίνουν μέσα σε αυτόν, τότε θα πρέπει να παραδεχτούμε ότι όποτε ανοίγουμε τα μάτια μας συντελείται ένα καθημερινό νευροβιολογικό θαύμα.
Αν, μάλιστα, αναλογιστούμε ότι εκτός του οπτικού εγκεφάλου, δηλαδή στον φυσικό κόσμο, δεν υπάρχουν καθόλου χρώματα αλλά μόνο διαφορετικού μήκους ηλεκτρομαγνητικά κύματα, καθώς και ότι η ακτινοβολία του ορατού φωτός, δηλαδή το αρχικό φυσικό ερέθισμα που πυροδοτεί κάθε οπτική εμπειρία μας, αποτελείται μόνο από άχρωμα φωτόνια που ταξιδεύουν ανέμελα στον χωροχρόνο με την ταχύτητα του φωτός, χωρίς να «σκοτίζονται» για τις οπτικές μας ανάγκες, τότε η νευροβιολογική εξέλιξη της έγχρωμης όρασης γίνεται ακόμη πιο αινιγματική.
Παρ’ όλα αυτά, στο επόμενο άρθρο θα εξετάσουμε συστηματικότερα τις δομές του οπτικού εγκεφάλου που δημιουργούν τα χρώματα, αλλά και το πώς η ανθρώπινη σκέψη και γλώσσα μπορούν να επηρεάζουν τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε και ταξινομούμε χρώματα.
Όλες οι σημαντικές και έκτακτες ειδήσεις σήμερα
Σχολικός εκφοβισμός: Το νέο μοριοδοτούμενο σεμινάριο του Παν.Αιγαίου
Παν.Πατρών: Tο 1ο στην Ελλάδα Πανεπιστημιακό Πιστοποιητικό Τεχνητής Νοημοσύνης για εκπαιδευτικούς
Πανεπιστήμιο Αιγαίου: Το κορυφαίο πρόγραμμα ειδικής αγωγής στην Ελλάδα - Αιτήσεις έως 13/01
ΕΥΚΟΛΕΣ πιστοποιήσεις ΙΣΠΑΝΙΚΩΝ - ΙΤΑΛΙΚΩΝ - ΓΑΛΛΙΚΩΝ - ΓΕΡΜΑΝΙΚΩΝ για ΑΣΕΠ - Πάρτε τις ΑΜΕΣΑ
ΕΛΜΕΠΑ: Το κορυφαίο πρόγραμμα Ειδικής Αγωγής στην Ελλάδα για διπλή μοριοδότηση
