9. fejezet ÉRZİMŐKÖDÉSEK 1. Egysejtőek érzékelésének vizsgálata 1.1. Hıingerek hatásának vizsgálata Az egysejtőek reakcióit a külvilág hımérséklet-változásaira a 1. ábrán látható berendezés segítségével vizsgáljuk. Töltsük meg az "A" jelő fızıpoharat 70-80 °C-os vízzel, míg a "B" jelő fızıpohárba tegyünk lehőtött vizet és jégdarabokat. A poharakba helyezett, valamint a mikroszkóp tárgylemezéhez rögzített réz vagy alumínium lapokon keresztül módosíthatjuk az egysejtőek környezetének hımérsékletét. Az így összeállított berendezés fölé helyezzünk sztereomikroszkópot, majd cseppentsünk néhány cseppet egysejtőek (általában Paramecium sp.) tenyészetébıl. (Célszerő kevés vattaszálat ill. oldott zselatint tenni a tárgylemezre. Így az egysejtőek mozgását lassíthatjuk.)
1. ábra. Hıingerek hatásának vizsgálata egysejtőeken A kísérleti berendezés vázlatos felépítése Megfigyelhetjük, hogy mind az erıs lokális melegítés, mind a hőtés negatív termotaxist eredményez. Az egysejtőek a számukra legkedvezıbb hımérsékleti zónában találhatók legnagyobb számban. (Mindkét oldali melegítés illetve hőtés esetén a tárgylemez középvonalában.)
1.2. Elektromos ingerlés hatásának megfigyelése Az
elızı
berendezés
(1. ábra)
réz-
vagy
alumíniumlapjait
most
galváncellákhoz (két-három összekapcsolt 4,5 V-os szárazelemhez) csatlakoztatjuk, és az áramkörbe nyitott állású kapcsolót iktatunk. Ezután az áramkört a kapcsolóval zárjuk. Megfigyeljük az egysejtőek reakcióit, majd nyitjuk az áramkört és felcseréljük a pólusokat. A felcserélt polaritással megismételjük a kísérletet. Megfigyelhetı, hogy az egysejtőek mindig a katód felé mozdulnak el csillóik kényszermozgása következtében. A jelenséget pozitív galvanotaxisnak nevezzük.
1.3. Kémiai ingerek hatása egysejtőekre Egy tárgylemez közepére nagy fedılemezt illesztünk úgy, hogy kissé alátámasztjuk elızıleg felragasztot üveglapokkal vagy kis gyurmadarabokkal. A fedılemez alatti térbe ezután egysejtőekbıl vett mintát cseppentünk. Majd a fedılemez széléhez egy megfelelı mérető konyhasó-kristályt illesztünk kis csipesz segítségével.
Az
egysejtőek
erıteljes
eltávolodását
figyelhetjük
meg
a
hiperozmotikus régiótól (negatív kemotaxis). Ezután másik tárgylemezen változtassuk a környezet kémhatását savas irányba. Cseppentsünk kongóvörössel színezett (a diffúziós zóna jelölésére) 0,02 M koncentrációjú ecetsav-oldatot óvatosan a tárgylemez egyik sarkába. Erıteljes negatív kemotaxist figyelhetünk meg, ami azonban a diffúzió elırehaladtával csökken, sıt meg is fordulhat. (Az egysejtőek az enyhén savas közeget kedvelve pozitív kemotaxist mutatnak.)
2. A mechanorecepció vizsgálata 2.1. A nyomásérzékelés vizsgálata emberen A bırben található nyomáspontok azonosítására a Frey-féle tapintósertét (2. ábra) használjuk, ami fapálcához erısített különbözı hoszúságú és vastagságú állati szır (általában lószır) vagy erısebb mőanyag sertékbıl áll. A vizsgálat kivitelezésére a vizsgálandó személy meghatározott bırfelületén (például a kézháton) kijelölünk
2
egy 2 X 2 cm-es területet. Megkeressük azt a legvékonyabb Frey-féle tapintósertét, amivel még nyomásérzetet válthatunk ki. Ezután a vizsgálandó egyén a szemét becsukja, majd a lehetı legsőrőbben megérintjük a bırfelületén elızetesen kijelölt terület. Megjelöljük azokat a pontokat, ahol a kísérleti alany nyomásérzetet jelez (nyomáspontok). A kísérletet több testtájon is elvégezve összehasonlítást végezhetünk a nyomáspontok gyakoriságát illetıen.
2. ábra. Frey-féle tapintóserte Azt tapasztaljuk, hogy a szırrel borított felületeken találhatók a 2 nyomáspontok a legnagyobb számban. 1 cm bırfelületre általában 100 nyomáspont esik; a csukló voláris felszínén ez az érték csak 26, míg a hüvelykpárnákon átlagosan 123.
2.2. A tapintási (taktilis) feloldóképesség megfigyelése emberen Azt a legkisebb távolságot, amelyen belül a bırt azonos idıben ért két különbözı nyomásinger még két külön pontként észlelhetı, tapintási (taktilis) feloldóképeségnek vagy érzéskörnek nevezzük. A vizsgálatok kivitelezésére speciális, Weber-féle tapintókörzıt alkalmazunk, vagy közepes (tompított) végő körzıvel is elvégezhetık a kísérletek. A tapintókörzı hegyeit azonos idıben a kísérleti személy adott bırfelületéhez érintjük, majd a körzıhegyek egymáshoz közelítésével megkeressük azt a legkisebb távolságot, amit az adott személy még két pontként érzékel. A kísérletet elvégezzük több testtájon is (kézhát, arc, ajkak, hát, stb.), majd öszehasonlítjuk az eredményeket. (A kísérleti személynek nem szabad látnia a tapintókörzıt!) A bırben található taktilis receptorok sőrősége a nyelv hegyén adódik a legnagyobbnak (a feloldóképesség itt kb. 1 mm), az ún. szimultán küszöbérték az ajkakon és az orrhegyen 5-7 mm, a hát közepén pedig akár 67 mm is lehet. A
3
körzıhegyeket egymásután érintve az adott bırfelülethez megkaphatjuk a szukcesszív küszöbértéket, ami a szimultán küszöbértéknél általában kisebb. 2.3. A fájdalomérzés vizsgálata emberen A kísérletet finom tővel végezzük (Francke-lándzsa). A kísérleti személy adott testfelületét közepes erısséggel sőrőn megszúrjuk. A tapasztaltakat értékelve megállapíthatjuk, hogy nem minden tőszúrás vált ki fájdalomérzetet, hanem más típusú
receptorok
(termoreceptorok
ill
tapintásérzı
mechanoreceptorok)
is
ingerületbe hozhatók. A fájdalomérzés adekvát receptorai a bır epithel sejtjeiben található olyan szabad idegvégzıdések, amelyek felületesebben helyezkednek el az egyéb típusú receptorokhoz képest.
3. A termorecepció vizsgálata 3.1. A hideg és meleg alapingerek érzékelésének vizsgálata A vizsgálatot tompa végő, adott hımérsékletőre (5-10 °C, illetve 50-55 °C) beállított
fémpálcákkal
végezzük.
(Pontosabb
mérésekhez
speciális,
vízzel
átáramoltatott thermodokat kell használni). A pálcákat a vizsgálandó személy bıréhez (kijelölt területen: lásd 2.1. gyakorlat) többszörösen hozzáérintjük, majd a meleg- és hidegpontokat megjelöljük. Többször elvégezve a kísérletet, átlagszámítást is végzünk. 2 A vizsgálati eredményekbıl megállapítható, hogy a bır 1 cm -nyi területén átlagosan 15 (6-24) hidegpont, míg csupán 1,5 (0-3) melegpont található. A hidegpontok a bırben felületesebben helyezkednek el, mint a melegpontok. Ezt az is bizonyítja, hogy a hideg ingert azonnal, míg a meleg ingert kis késéssel érzékeljük. Hidegpont nélküli helyeken a forró tárgyak csak meleg- és fájdalomérzést okoznak, míg melegpont nélküli bırfelületeken pedig hideg- és fájdalomérzést keltenek (lásd még 3.3. gyakorlat: Paradox hidegrostok vizsgálata). 3.2. A Weber-féle illúzió megfigyelése A vizsgálandó személy bal illetve jobb tenyerébe azonos anyagú, tömegő és formájú, de eltérı hımérséklető (45-50 °C illetve 5-10 °C) tárgyakat (pl. maximum 1 kg tömegő fémtömböket) teszünk. Ezután ha megkérdezzük a kísérleti személyt,
4
melyik tárgyat érzi nehezebbnek, akkor a lehőtött tárgyat választja. A jelenséget Weber-féle illúziónak nevezzük. A kísérlettel a bırben található thermomechanoreceptorok jelenlétét igazolhatjuk.
3.3. A paradox-hidegrostok jelenlétének igazolása emberi bırben Két fémcsövet a 3. ábrán látható módon, spirál alakban összecsavarunk. Az egyiken hideg (10-15 °C-os) a másikon meleg (de nem forró!: 30-40 °C-os) vizet áramoltatunk át. Ha külön-külön megérintjük a csöveket, hideget illetve meleget érzünk. Ha azonban tenyerünkkel erısen megmarkoljuk egyszerre mindkét csövet, forrónak érezzük azokat.
3. ábra. Paradox hidegrostok jelenlétének igazolására szolgáló berendezés A jelenség magyarázata az, hogy a bırben található hidegrostok receptorainak egy része 45 °C fölötti hımérsékletet is érzékel a számára adekvát (hideg) inger mellett (paradox-hidegrostok). Hidegérzetet akkor tapasztalunk, ha csak a hidegrostokról vezethetık el akciós potenciálok, forrót viszont akkor észlelünk, ha a melegpontok és a paradox-hidegrostok szimultán módon lépnek mőködésbe adott külsı inger hatására. A fenti kísérletben a paradox-hidegrostokat a "hideg" ingerrel aktiváltuk.
5
3.4. A relatív hıfokérzékelés és a hıadaptáció vizsgálata A 3.3. gyakorlatban leírt kísérlet alapján magyarázható a relatív hıfokérzékelés jelensége is. Kísérletünkben három fızıpohárba rendre 5 °C-os, 25 ° C-os és 45 °C-os hımérséklető vizet öntünk. Egyik kezünket a hideg, másikat a meleg vízbe mártjuk, majd mielıtt teljesen megszoknánk az edények hımérsékletét, mindkét kezünket egyszerre a köztes hımérséklető vízbe tesszük. Ekkor az a kezünk amelyik elızetesen a hideg vízben volt meleget, a másik hideget érez majd. A kísérlet bizonyítja, hogy a hideg- és melegpontok nem a mindenkori abszolút hımérsékletet detektálják, hanem hıfokváltozásokat érzékelnek. Így egy nagyon lehőlt végtagon ("megfagyott" kar, láb) akkor is forró érzés és fájdalom váltható ki, ha az hirtelen csupán enyhén langyos (kb. 25 °C-os) hımérséklető közegbe kerül. A hıadaptáció vizsgálatára egyik kezünket tegyük 40 °C-os, a másikat 10 ° C-os vízbe. A közeg által kiváltott hideg illetve melegérzet rövid idı múlva erısen lecsökken, ami a receptorok gyors adaptációs képességének tulajdonítható. Így, ha kellemesen langyos (28-30 °C-os) medence vizébe tőzı napról, felmelegedett testtel próbálunk bemenni, elıször nagyon hidegnek érezzük azt (relatív hıfokérzékelés), majd a hidegérzetünk rohamosan csökken, a víz hımérséklete ugyanis a komfortzóna határai között van.
4. A kémiai érzékelés (kemorecepció, szag- és ízérzés, 'chemical senses') A szaglás vizsgálata Szagérzetet olyan gázhalmazállapotú vegyületek illetve keverékek keltenek, amelyek a légzés során az orrüregben a (regio olfactoria), a nervus olfactorius (I. agyideg) receptorkészülékeit képesek ingerületbe hozni. A szaglás vizsgálatára az élettani gyakorlatokon a legalkalmasabbak azok az illékony vegyületek (illetve a természetben azok keverékei), amelyek a konjunktivára, a száj és az orr nyálkahártyájára nincsenek izgató hatással és nem rákkeltıek (mint pl. az aromás oldószerek). Az 1. táblázat röviden összefoglalja a fontosabb, laboratóriumi körülmények között is jól alkalmazható (szintetikus vagy természetes) szaganyagokat.
6
a szaganyag neve rózsaolaj karamell furanol mentol vanillin diacetil putreszcin kadaverin,
limonen kaprilsav cineol
szintetikus megfelelıje
a szaganyag által keltett érzet fenil-etil-amin rózsaillat maltol édes illat dimetil-didhidroxo-furanolon karamell "jam" eper benzaldehid keserőmandula hidroxi-dehidro-timol borsmenta (terpén-ol) hidroxi-metoxi-benzaldehid vanília butándion vaj diamino-bután, putrid, ptomain diamino-pentán delta-dodekalakton gyümölcs ıszibarack amil-acetát körte, banán trimetil-amin hal metil-furil-diszulfid fokhagyma, hús dipentén citrom, narancs heptánsav mőanyag dehidro-terpin eukaliptusz
1. táblázat. Laboratóriumi körülmények között leggyakraban alkalmazott szaganyagok A vizsgálatok során általában rotációs olfaktométereket szokás használni, de tájékozódó megfigyelésekre az egyszerő olfaktométerek is alkalmasak.
4.1. A Zwaardemaker-féle olfaktométer használata A Zwaardemaker-olfaktométer (4. ábra) egy mm-es beosztású, hajlított üvegcsıbıl (A) áll, amit a másik végén porózus agyaghengerbe (B) vezetünk. Az agyaghengert elıtte az adott szaganyaggal megfelelıképpen átitatjuk. A szaganyag párolgásást az agyaghengerre helyezett üvegköpennyel (C) akadályozzuk meg. A készülék és a kísérleti személy közé ernyıt (D) szerelünk fel.
7
4. ábra. A Zwaardemaker-féle olfaktométer vázlatos felépítése. Ábramagyarázat a szövegben Ha az üvegcsövet teljesen az agyaghengerbe vezetjük, a kísérleti személy semilyen szagot nem érzékel. Ha azonban a csövet kifelé húzzuk az agyaghengerbıl, a kísérleti személy egyre intenzívebben érzi az adott szagot, mert nı a csıvel érintkezésbe lépı, szaganyaggal átitatott agyagfelület nagysága. A csınek azt a (skála szerinti) helyzetét, ahol az adott koncentrációjú szagkvalitásást a kísérleti személy még éppen érzékelni képes, az egyén ingerküszöbének tekintjük az anyag adott "bemérési" koncentrációjára vonatkozóan.
4.2. Az Elsberg-féle olfaktométer használata A szagérzés ingerküszöbének (egyedi szagérzékenység) megfigyelésére, valamint az egyes anyagok szagintenzitásának (átlagos szaglási küszöbértékek) meghatározásásra az Elsberg-féle olfaktométert használjuk. A berendezés maga (5. ábra) egy egyszerő üvegpalackból (széles szájú vagy gázmosó palack) áll, amit kettıs furatú gumidugóval zárunk le. Az egyik furatba egy rövid, a másik furatba egy hosszú csövet illesztünk. A rövid csı végére az orrnyílásokba illeszkedı, olivás végő elágazó mőanyagcsövet, a hoszú csı végére pedig fecskendıt rögzítünk. A
8
szaganyagokat folyadékban elnyeletve, azokból koncentráció-sorokat állítunk elı (0,1; 0,5; 1,5; 10; 50; 100 ppm, pl. µl/l). A vizsgálandó "aromás" folyadékot a palack aljára tesszük, majd fecskendıvel adott sebességgel (általában 2 ml/sec) adott mennyiségő (általában 10 ml) levegıt nyomunk a folyadékba a hosszú üvegcsövön keresztül. A kíséreleti személynek analóg skálán kell értékelnie a tapasztaltakat. A kísérletek befejeztével meghatározzuk az egyes személyek szaglási ingerküszöbét az egyes anyagokra vonatkozóan, majd az adott populáció
5. ábra. Az Elsberg-féle olfaktométer felépítése
átlagát számolva (feltételezve, hogy mindenki egészséges és nem szenved diagnosztizálható hipozmiában vagy hiperozmiában) loglineáris skálán ábrázoljuk a mérési eredményeket (ordináta: intenzitási átlagok ± szórások; abszcissza: szaganyagok kiindulási koncentrációjának tízes alapú logaritmusa). Így megkapjuk az egyes szaganyagoknak az adott populációra vonatkoztatott ingerküszöbét és intenzitási görbéjét.
9
Az ízérzékelés vizsgálata A szájüregben (fıként a nyelven) található epithel-receptorkészülékeket (papillák) az oldott állapotú kémiai anyagok hozzák ingerületbe. Így, a kémiai ingerek által keltett ingerületek elektromos jelekké kódolva, továbbítódnak (a VII, IX, X. agyideg megfelelı ágain keresztül) az agytörzs (nucleus tractus solitarii, nucleus parabrachialis), a köztiagy (nucleus ventralis posterolateralis thalami) és az agykéreg (frontalis opercularis cortex, insularis cortex) ízérzı központjai felé.
4.3. Az egyes alapízek lokalizálása az emberi nyelven Az ízérzés lokalizálását a gyakorlaton alapízekre (2. táblázat) vonatkoztatva vizsgáljuk. alapíz édes
sós
savanyú
keserő hús-íz (umami)
vegyület szacharóz, fruktóz, D-L alanin, glicin, maltóz, glükóz szacharin Na-ciklamát szorbitol aszpartam (fenilalanin) NaCl, NaBr Na2NO3 KCl, KBr KNO3 CaCl2, CaBr2 almasav citromsav HCl borostyánkısav kinin-HCl
tipikus koncentrációk (M) 0,038; 0,075; 0,15; 0,3; 0,6; 1,0
nátrium-L-glutamát (MSG)
0,0005; 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,012 0,003; 0,0075; 0,015; 0,03; 0,06; 0,1 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2 0,0003; 0,001; 0,003; 0,01; 0,03; 0,06 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,3; 1,0 0,025; 0,06; 0,15; 0,46; 1,0; 2,0 0,01; 0,025; 0,05; 0,11; 0,3; 1,0 0,025; 0,05; 0,1; 0,32; 0,8; 1,2 0,0025; 0,05; 0,01; 0,026; 0,08; 0,12 0,003; 0,007; 0,01; 0,05; 0,1; 0,5 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,5 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,5 0,0001; 0,00025; 0,0005; 0,0015; 0,005; 0,013 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,3; 1,0
inozitol-5-foszfát
0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,3; 1,0
2. táblázat. Laboratóriumi körülmények között leggyakrabban alkalmazott ízanyagok és jellemzı koncentrációik A 2. táblázatban szereplı vegyszerekbıl szobahımérséklető koncentrációsorozatokat készítünk desztillált vizes oldatban. Majd a közepes koncentrációjú oldatokba egy-egy vattával betekert pálcikát mártunk, és azokat a
10
kísérleti személy nyelvének adott régiójához érintjük. Az ízoldatok lemosását tiszta desztillált vizes vattapálcikákkal végezzük. A kísérleti egyén tapasztalatait egy elıre elkészített táblán regisztrálja (rámutat a megfelelı ízt jelzı szóra, vagy megjelöli azt), ugyanis beszélnie nem szabad a nyelvmozgások esetleges keverı hatása miatt. A vizsgálatok végén sematikus ábrát készítünk (6. ábra).
6. ábra. Alapízek lokalizációja emberi nyelven. Értékelılap. Ábramagyarázat a szövegben
Az alapízeket (6. ábra * Ízkvalitások: É: édes, S: sós, Sav: savanyú, K: keserő, U: umami, ?: a kérdezett által fel nem ismert ingerkvalitás), azok erısségét (6. ábra ** analóg értékelı skála), valamint a nyelven való lokalizációját (6. ábra
11
***) tüntetjük fel. Ezután a populációs átlagértékeket kiszámítjuk és a megszokott módon ábrázoljuk. A közepes koncentrációk mellett a többi oldattal is végigpróbálható a kísérlet. Az eredmények jó összehasonlítást adnak a nyelv egyes területeinek az egyes ízanyagok koncentrációfüggı érzékelésérıl is.
4.4. Ízintenzitási vizsgálatok A 2. táblázatnak megfelelı hígítási sorokat elkészítjük az ízanyagokból, majd a kísérleti személlyel minden egyes ízoldatot kétszer-háromszor megkóstoltatunk, véletlenszerő sorrendben alkalmazva az egyes oldatokat. Általában egy-egy alkalommal 10-15 ml oldatot juttatunk a szájüregbe, amit alapos öblítés követ. A kísérleti személlyel nem szabad közölni, hogy milyen minıségő és koncentrációjú oldatokat fogyaszt. A kérdezett személy tapasztalatait analóg skálára jegyzi minden alkalommal, majd az eredményeket kiértékeljük. A kapott adatokat egyénenként, majd a populációra vonatkozóan is ábrázoljuk az adatokat az 4.3. gyakorlat szerint. Így megkapjuk az "íztér" egyéni és populációs intenzitás grafikonját.
4.5. Ízreakciós viselkedésmintázatok vizsgálata rágcsálókon Az egyes alapízek hedonikus, kalorikus, valamint öröklötten emészthetıként (ingestiv vagy palatabilis) illetve elkerülendıként (averziv) értékelt voltuknak megfelelıen az állatokban adott, intenzitás-függı viselkedési mintázatokat váltanak ki. Kísérleteinkben laboratóriumi patkányok (WISTAR illetve CFY törzsek) ízreakcióit vizsgáljuk. Az állatokon a kísérlet elıtt néhány nappal ízkanül-beültetést hajtunk végre általános ketamin (Calypsol 100mg/kg testtömeg) anesztézia mellett. Az ízkanült a fejbırön ejtett vágáson át a szájüreg hátsó részébe vezetjük, majd a koponyacsontba rögzített két kis csavar közé fogjuk, és fogászati akrilát (por alakú metil-metakrilát polimer, valamint annak monomere, mint oldószer) koronát építünk köréje. A sebzést ellátjuk, majd kapoccsal zárjuk. Az ízkanül rövid kivezetı csövét dugóval (ami lehet beforrasztott végő injekcióstő-darab is) zárjuk az eltömıdés elkerülésére. Az ízkanül viszonylagos pozícióját a 7. ábrán láthatjuk.
12
7. ábra. Ízreaktivitás vizsgálat rágcsálókon. Fontosabb sztereotíp magatartási mintázatok. Pozitív (ingesztív) íz-reakciók: A: a nyelv kiöltése; B: a nyelv oldalirányú kiöltögetése; C: ritmikus szájmozgások; D: mancsnyalogatás. Negatív (averzív) íz-reakciók: E: szájtátogatás a nyelv visszahúzásával; F: az áll talajhoz dörzsölése; G: fejrázás; H: a mellsı lábak rázása.
Az állatokat a kísérlet idejére egy üvegcilinderbe helyezzük, melynek alapjához 45°-os szögben tükröt rögzítünk a 8. ábrának megfelelıen. Az ízkanül kiálló csövéhez ismert holtterő polietilén csövet illesztünk, még mielıtt az állatokat az üveghengerbe tennénk. Az ízkanülön keresztül ezután felváltva adjuk a különbözı ízoldatokat, majd bıséges lemosást végzünk desztillált vízzel, és minden esetben levegıvel is átfújjuk a csöveket. Az 4.3. pontban elkészített ízoldatokkal megvizsgálva az állatokat, reakcióikat folyamatosan videokamerára rögzítjük. (A 7. ábrán feltüntettük az íz-ingerek pozitív és negatív értékelése esetén tapasztalható fıbb ingesztiv és averziv viselkedési sztereotípiákat.) A kísérletek után a felvételeket ismételten megnézzük, és arbitrális skálán értékeljük az állatok reakcióit. Átlagokat számolunk, majd a 4.4. gyakorlatnak megfelelıen elkészítjük az intenzitáskoncentráció grafikonokat. Az eredményeket összevetjük a humán vizsgálatok tapasztalataival.
13
8. ábra. Ízreaktivitás vizsgálatára szolgáló kísérleti berendezés A kísérlet kiegészíthetı úgy is, hogy elızetesen néhány állaton bilaterális (excitotoxikus, pl. kainsavas) léziókat állítunk elı a gusztatoros agykéregben, és a ledált állatok reakcióit összehasonlítjuk az egészségesekével.
5. A hallás vizsgálata Hallásélesség-vizsgálatok emberen Hallásélességnek
(hallásküszöbnek)
nevezzük
azt
a
legkisebb
hangerısséget, aminél az adott rezgésszámú hang hangérzetet képes létrehozni. A hallásküszöb-vizsgálatokkal a kísérleti (vizsgálandó) személy hallóképességére vonatkozóan nyerhetünk adatokat.
5.1. Hallásélesség-vizsgálatok súgott beszéddel
14
A legegyszerőbb hallásélesség-megfigyelési módszer a súgott beszéd. A vizsgálat során egyre csökkenı távolságból, egyenletes hangerıvel (általában kilégzés után) súgunk a vizsgálandó személy fülébe. Értékeléskor hallásküszöb alatt azt a legnagyobb távolságot értjük, ahonnan a kísérleti személy a súgott beszédet még éppen megérti (ennek értéke általában 6 m).
5.2. Hallásélesség-vizsgálatok ejtıgéppel Az ejtıgép (9. ábra) egy mm-es skálázású, alul rögzített függıleges rúdból áll, amihez csúsztatható lemezt erısítünk (golyótartó). Ez alá nemezzel bélelt dobozt helyezünk. A kísérleti személyt az ejtıgéptıl egy méterre, annak háttal állítjuk, majd a golyót fokozatosan csökkenı magasságból a dobozba ejtjük. A vizsgálandó személy jelzi, amikor a golyó koppanását meghallja. Hallásélesség alatt azt a legkisebb távolságot értjük, ahonnan a vizsgált személy a leesı golyó koppanását még éppen meghallja.
9. ábra. Ejtıgép
15
5.3. Audiometria Pontosabb hallásélesség-vizsgálatok céljára audiométert használunk. Az audiométer olyan tranzisztoros hanggerjesztı készülék, aminek segítségével meghatározott rezgésszámú (60 Hz-20000 Hz, a gyakorlatban azonban általában elégséges a 125 Hz-8000 Hz-es tartomány is), felhangmentes tiszta, illetve szinuszos hangokat állíthatunk elı. A hangrezgéseket általában párnázott fejhallgatón keresztül a kísérleti személy hallójárataihoz (légvezetéses vizsgálatok), vagy vibrátorhoz kapcsolva a processus mastoideusához (csontvezetésés vizsgálatok) juttatjuk el. Az audiometriás hang erısségét a felnıtt, egészséges emberek átlagos hallásküszöbéhez (értéke megegyezés szerint zérus) viszonyított decibel (dB) skálán szabályozzuk. A 0 dB értéke frekvenciánként változó hangnyomásnak felel meg, például 1000 Hz-en 20 µPa nyomást értünk alatta. A 0 dB mindig elıre kalibrált érték az audiométereken. A Bel-skála 10-es alapú logaritmusskála, ahol a hangnyomás (például) ezerszeres fokozása a skálaérték megháromszorozódását jelenti (adott frekvencián a hallásküszöbnél ezerszer erısebb hang a 30 dB-esnek tekinthetı). A mőszerek hangerı-skálája a -10 db-es értéktıl általában a 130 dB-es, fájdalomküszöböt átlépı értékig változtatható. Az audiometriás vizsgálatokat célszerő csendes szobában végezni, ahol a kísérleti személy 2-3 m távolságban foglal helyet a vizsgálótól, hogy a mőszeren való fokozatváltások zajai ne zavarják. A kísérleti személy az általa éppen meghallott hangot kézfelemeléssel vagy jelzıgomb megnyomásával a vizsgáló tudtára adja. Az így megállapítható hallásküszöb értékeket különbözı frekvenciákon (lehetıleg a skála minden pontján, azaz 60, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 6000, 8000, 10000, illetve a hallás felsı határán) regisztráljuk. A vizsgált személy jelzéseinek megfelelıen a hangerıszabályozó (dB) valamint a frekvencia-szabályozó (Hz) értékeit leolvassuk, és egy, a 10. ábrán láthatóhoz hasonló értékelılapon bejelöljük. A méréspontokat végül összekötve, a méréseket mindkét fülön elvégezve megkapjuk az egyén teljes audiogramját. Mivel a vizsgálat gyakorlatot igényel, ezért az elsı méréseket lassú lépésben haladva (1-2 dB/sec), a hangerı szabályozót mindkét irányba mozgatva (növelve és csökkentve a hang erısségét - kontroll-mérés), is elvégezzük. A fenti vizsgálatot küszöb-audiometriának is szokás nevezni. Segítségével könnyen információt nyerhetünk a hallórendszert ért kárososdásokról is. Ép hallás esetén az audiogram légvezetési és a csontvezetési görbéje a +-10 dB-es tartományon belül, a 0 dB értéke körül együtt fut. (10. ábra, A) Vezetéses típusú nagyothallásról beszélünk, ha a csontvezetési görbe normális lefutású, de a légvezetési küszöbgörbe a
16
magasabb intenzitások felé tolódott el (10. ábra, B). Ennek oka általában a külsı fülben, illetve a középfülben az ovális ablak és/vagy a kerek ablak mozgásának gátoltságában, vagy a stapes rezgéseit átvevı folyadékrendszer elváltozásaiban keresendı.
10. ábra. Audiogram. Jelölések:
: csontvezetés;
: légvezetés
Idegi (percepciós) jellegő nagyothallásról beszélünk, ha mind a légvezetési, mind a csontvezetési küszöbgörbe a magasabb intenzitású értékek felé (> 30 dB) tolódott el, de egymással párhuzamosan (átfedıen) halad (10. ábra, C). A jelenség általában a Corti-féle szerv, a perifériás és centrális idegi pályák, a hallómagvak, illetve a hallókéreg betegségeire utal. Kevert típusú nagyothallás áll fenn, ha halláscsökkenés mutatható ki mind a lég-, mind a csontvezetési görbén, de a görbék maguk nem futnak együtt (10. ábra, D). Ennek gyakori oka a középfül gyulladásos megbetegedése, illetve a Corti-féle szerv károsodása.
17
Hangvezetési vizsgálatok (hangvillavizsgálatok) 5.4. A csontvezetés és a légvezetés összehasonlítása (Rinne-féle kísérlet) A legegyszerőbb hallásvizsgálatok egyike a Rinne-féle kísérlet, ahol összehasonlítjuk azonos fülön, ugyanazzal a hangvillával a csontvezetést és a légvezetést. Pengessünk meg egy hangvillát, és tartsuk a kísérleti személy hallójárata elé, majd azonnal (elkerülve hogy a hangerı számottevıen csökkenjen) nyomjuk erısen az egyén processus mastoideusához. (Ha a hangvillát egy másik esetben a koponyacsontra vagy a fogsorra nyomjuk, összehasonlító vizsgálatokat is végezhetünk.) Amikor a csontvezetéssel a vizsgált személy már nem hall hangot, és azt koppantással vagy gombnyomással jelzi, akkor ismételten ugyanazon fülkagylóhoz tartjuk a hangvillát. Normális hallás esetén a hangvilla rezgéshullámai még mindig érzékelhetık (Rinne "pozitív" jelenség). Kóros esetben (Rinne "negatív" jelenség) a csontos hangvezetés jobb, így ha a hangvillát ismételten a fülkagylóhoz tartjuk, a vizsgált személy annak rezgéseit már nem érzékeli. A kísérletekkel bizonyítható, hogy egészséges fülben a légvezetés jobb hatásfokú, mint a csontvezetés, valamint a csontvezetés a fogakról jobb hatásfokú, mint a koponya csontjairól.
5.5. Kísérlet a két fül csontvezetésének összehasonlítására (Weber-féle kísérlet) A kísérleti személy bal illetve jobb fülének csontvezetését összehasonlítandó egy megpendített hangvillát helyezzünk a koponya szagittális középsíkjában a fejtetıre (vagy a homlokra ill a kozépsı metszıfogakra). Majd a vizsgálati személy koppantással jelezze, hogy melyik fülében érzékeli erısebben a hangvilla rezgését. Normális esetben a két fülben keltett hangerı-érzet egyforma nagyságú, azaz lateralizáció nem tapasztalható. Ha egy halláscsökkent egyén az egyébként rosszul halló fülében erısebbnek érzi a hanghullámokat, akkor nagyothallása vezetéses típusú. A koponyacsontok által átadott mechanikai rezgés a hangvezetı rendszeren kifelé is sugárzik, azonban a sérülés (eltömıdés) miatt állóhullámok keletkeznek, ami a hang felerısödését eredményezi. A jelenség szimulálható egészséges emberen is az egyik fülkagyló betömésével.
18
5.6. Két személy csontvezetésének összehasonlítása (Schwabach-féle kísérlet) Az egyik személy megpendített hangvillát tart saját processus mastoideusához, (miközben a másik fülét ujával befogja). Ha a hangvilla által keltett rezgéseket már nem képes érzélkelni, a hangvillát a másik személy azonos oldali processus mastoideusához tartja (anélkül, hogy az befogná a fülét). A második személy ilyenkor normális esetben már nem hallja a hangot. A kísérletet ezután fordítva is megismételve, a két személy csontvezetése közötti különbségeket lehet megvizsgálni. Az a személy, aki a fülét befogja, a csökkent energiaveszteség miatt tovább hallja a hangot (normális esetben), mint a másik (megnyúlt Schwabach). Ha viszont az a személy hallja tovább a hangot, aki a fülét nem fogta be, rövidült Schwabachról beszélünk. A megnyúlt Schwabach az orvosi gyakorlatban a középfül , a rövidült Schwabach a belsı fül megbetegedéseinek diagnosztizálására szolgál.
5.7. A hangirány érzékelésének vizsgálata emberen Az ember irányhallása a két füllel való halláshoz kötött képesség, ugyanis a két fülhöz adott hangforrásból érkezı mechanikai hullámok eltérı fázisban érkeznek és eltérı intenzitásúak, valamint idıbeni késést is mutatnak az egyik fülben. Az irányhallás a fenti tényezık függvénye. A jelenséget egyszerően vizsgálhatjuk egy olyan hosszú (2 m-es) gumicsıvel ellátott sztetoszkóppal, aminek egyik csövét 20 cm-rel megrövidítjük, és a két véget üvegcsıbe dugjuk (11. ábra).
19
11. ábra. A hangirány érzékelésének vizsgálatára szolgáló berendezés
A sztetoszkóp oliváit (vagy fejhallgatóit) a kísérleti személy fülkagylóihoz illesztjük, majd a sztetoszkóp két karját egyenlı hosszúságúra állítjuk be a vizsgálandó egyén fejének középvonalában. A kísérleti személy ekkor szemét behunyja, majd a vizsgáló a sztetoszkóp elé megpendített hangvillát tart. Egyenlı karhosszúságok esetén a hangvillát a kísérleti személy annak valós helyén (maga elıtt, fejének középvonalában) érzékeli. Az egyik sztetoszkóp-kar megrövidítése, vagy megnyújtása (a gumicsı mozgatása az üveghengerben) esetén a rövidebb kar irányába lokalizálja a hangot a kísérleti személy.
6. A helyzetérzékelés vizsgálata 6.1. Kompenzatórikus statikus testtartási reflexek vizsgálata békán Ép gerinces állatokon (és az emberen is) megfigyelhetı reflex, a fej eredeti helyzetének megtartása a testhelyzet hirtelen megváltozása során (kísérlet a normális térbeli helyzet visszanyerésére). A jelenség egyszerően vizsgálható kecskebékákon (Rana sp.). Az állatokat 30x30 cm-es plexilapra helyezzük, ha szükséges búrával
20
lefedjük, majd megdöntjük a lapot különbözı irányokba. Megfigyelhetı, hogy az állatok feje az eredeti testtartási helyzetet igyekszik felvenni minden esetben.
6.2. Forgatási nystagmus vizsgálata emlısökön Ha az állati (illetve emberi) testet gyorsuló vagy forgó mozgásra késztetjük (vagy mesterséges endolimfa-áramlást idézünk elı a helyzetérzékelı szervek ampulláiban), kiegyenlítı reflexek figyelhetık meg a szemeken, a törzsön és a fejen. Ezek közül könnyen értékelhetık a szemgolyók mozgásai, ezért a további kísérletek is erre irányulnak. Vízszintes forgatás kezdetén ugyanis a szemek a test forgásirányával ellentétesen mozdulnak el (lassú mozgás), törekedve a látótér változatlanságának megtartására. Ha azonban a horizontális kitérésük eléri a maximumot, visszafelé mozdulnak el ismét felvéve a normális - középsı helyzetüket (gyors mozgás). A szemgolyók ilyen jellegő, ritmikus, oszcilláló mozgását nystagmusnak nevezzük. A forgatás megszőnése után az elızıhöz képest fordított gyors-lassú oszcilláció lép fel (ellentétes irányú nystagmus). A nystagmus irányát a gyors elmozdulások irányával jellemezzük. Kísérleteinket Long Evans törzsbeli laboratóriumi patkányon, vagy macskán végezzük a szemmozgások jó követhetısége miatt. Az állatokat 40-50 cm átmérıjő forgatópadra (egyszerő forgószék is megfelelı) tesszük, amit aztán búrával lefedünk. A forgatópadot (forgószéket) vízszintes síkban, növekvı sebességgel (max. 2 ciklus/s) megforgatjuk, közben megfigyeljük a forgással megegyezı irányú nystagmust. A forgatást leállítva újra megfiggyelhetı a nystagmus, de annak iránya ellentétesre változik.
6.3. Forgatási nystagmus megfigyelése emberen A 6.2.1. pontban leírtakkal azonos megfigyeléseket végezhetünk emberen is. A kísérleti személyt fej- és kartámasszal ellátott forgószékbe ültetjük úgy, hogy a fejét 30°-kal elıre hajtjuk. Forgatáskor így a laterális félkörös ívjáratok a vízszintes síkba kerülnek. A 6.2. pontban leírtaknak megfelelıen elvégezzük a kísérletet, majd tapasztalatainkat azzal összevetjük. Hasonló, a forgatási sík irányába esı nystagmust figyelhetünk meg, amíg a forgatás leállítását követı ún. posztrotációs nystagmus azzal ellentétes lesz.
21
7 A látórendszer vizsgálata 7.1 Látásélesség meghatározása Elméleti háttér: A látásélesség mérési egysége a látószög, ami alatt a tárgyról a szem optikai középvonalába húzódó sugarak által bezárt szöget értjük. Az ép szem feloldóképessége, vagyis az a szög, amely mellett a tárgyról jövı sugarak két szomszédos csapra vagy pálcikára esnek, 1 perc. Szubjektív látásélesség-meghatározás A látásélesség meghatározására a mindennapi gyakorlatban az un. optotipeket, különbözı nagyságú betőket, számokat, győrőket tartalmazó táblákat használunk (pl. Snellen féle tábla). Minden egyes ábra úgy van megszerkesztve, hogy meghatározott távolságból nézve 5 szögperc, ill. elemi részlete 1 szögperc alatt látsszon.
12. ábra. A látószög meghatározása A vizsgálandó személy a jól megvilágított, falra függesztett táblától 5 m-re foglal helyet. A betüket, egyéb ábrákat felülrıl lefelé olvastatjuk vele. Normális látású egyén az 5 méterrıl olvasható betőket még felismeri. A látásélesség jellemzésére a vizus képletét használjuk: V=d/D,
22
ahol d a páciens olvasótáblától való távolsága (általában 5 m), D pedig az a távolság, ahonnan a még felismert legkisebb ábra 5 szögperc alatt látszódna. Normál látású egyénben: V=5/5, azaz 5 méterrıl azt az ábrát is felismeri, amely 5 méter távolságból látható 5 szögperc alól. Ha pl. a vízus értéke: V=5/10, akkor a páciens azt az ábrát tudta még 5 méterrıl felismerni, amely 10 méterrıl látható 5 szögperc alatt. A Snellen táblán a számok - felülrıl lefelé haladva - a következı távolságokból láthatók 5 szögperc alatt: 50, 40, 30, 25, 20, 15, 12, 10, 8, 6 és 5 méter.
13. ábra. Snellen féle látásélesség-vizsgáló táblák
23
A közeli látásélesség meghatározása A közeli látásélesség tájékoztató vizsgálatát a szemtıl 30-35 cm távolságban a vizsgált egyén szeme elé helyezett különbözı mérető betüket tartalmazó olvasótáblákkal (újság, menetrend, stb) végezhetjük. Objektív látásélesség-meghatározás A látásélesség objektív meghatározásánál az un. optokinetikus nisztagmus jelenségét használjuk fel. A jelenség alapja, hogy a szem követi a látótérbe helyezett mozgó
tárgyakat.
A
nisztagmus
akaratunktól
függetlenül
alakul
ki.
Ezt
tapasztalhatjuk pl. gyorsan haladó vonat ablakából kitekintve, ha nézzük az elhaladó póznákat. Ha a vizsgált tárgy kimegy a látótérbıl, a szem visszaugrik és fixálja a következı tárgyat. A látásélesség vizsgálatánál függıleges fekete és fehér sávokat tartalmazó, forgó dobot helyezünk a beteg látóterébe. Amíg a szem felbontóképessége elég és el tudja különíteni a sávokat, az optokinetikus nisztagmus kialakul, amit a vizsgáló ellenıriz a páciens szemén. Ha azonban a vizsgált egyén szemének felbontóképessége nem elégséges a sávok elkülönítéséhez, akkor a nisztagmus elmarad. Az eredmények értékelése: A normális szem látásélessége 5/5. Fiatal korban ennél jobb eredményt is kaphatunk. Az ismertetett vizsgálóeljárások felhasználásával mód nyílik a látásélesség megfelelı dioptriájú szemüveggel való korrekciójára.
7.2 Szemtükrözés Elméleti háttér: Azt az eljárást, amelynek során a szemfenéki képet megfelelı lencse és megvilágítási rendszer segítségével vizsgáljuk, szemtükrözésnek nevezzük. A vizsgálatot végezhetjük ún. direkt és indirekt módszerrel. A direkt, vagy egyenes képben végzett vizsgálat az ún. konjugált pontok elvén alapszik: amennyiben a két szem sugármenetei tükörszimmetrikusak, mindkét szem emetrop, és egyik sem akkomodál, akkor a vizsgált retinája (mivel a megvilágítás feléje irányúl) mint tárgy képezıdik le a vizsgáló retináján.
24
14. ábra. Az egyenes képben végzett vizsgálat alapelve
Ebben az esetben a szemfenékrıl egyenes állású, nagyított, látszólagos és kb. 15-szörösen nagyított képet láthatunk. Amennyiben a nagyítást tovább akarjuk növelni, akkor a vizsgált szem elé gyüjtı, a vizsgáló szeme elé pedig szóró lencsét helyezhetünk. Az indirekt vagy fordított képben végzett szemtükrözés során a vizsgált egyén szeme elé egy 15-20 D-ás győjtılencsét helyezünk és a keletkezı képet
15. ábra. A szemfenék képe egy újabb, kb. +4 D-ás lencsén keresztül vizsgáljuk. Ebben az esetben a szemfenék képe fordított állású, és kb 4-5-szörösen nagyított.
25
A klinikai gyakorlatban az egyenes képben való szemtükrözés elvét alkalmazzák,
amely a
Helmholtz
féle
szemtükör
módosított
változatával
(oftalmoszkóp) történik. A gyakorlat kivitelezése: A gyakorlatot ún. elektromos szemtükörrel (oftalmoszkóp) végezzük. Az oftalmoszkóp egy rést, beépített fényforrást, a fénynek a szembe irányítására szolgáló tükröt, valamint a vizsgáló és vizsgálandó egyén refrakciós hibáinak korrigálására szolgáló lencsesorozatot (Rekoss korong) tartalmaz. A vizsgálatot sötét helyiségben végezzük, az esetleges szemüvegeket nem lehet használni. A vizsgálandó személyt felszólítjuk, hogy a fejünk mellett elnézve egy távoli pontra fixáljon (ne akkomodáljon). Az oftalmoszkópot úgy tartjuk a kezünkben, hogy a fény a vizsgálandó egyén szemébe vetüljön és a résen átnézve a visszaverıdı sugarak a szemünkbe érkezzenek. A páciens szemét kb. 5-10 cm-re közelítjük meg, vigyázva arra, hogy ne akkomodáljunk. A jobb szemet a jobb, a bal szemet pedig a bal szemünkkel vizsgáljuk (ellenkezı esetben nem tudunk megfelelıen közel jutni a páciens szeméhez). Amennyiben nem látunk éles szemfenéki képet, a Rekoss koronggal keressük meg a refrakciós eltérés korrigálásához szükséges lencsét. (Ha pl a vizsgálandó egyén refrakciós hibáját +3 D-ás, míg a vizsgálóét -2 D-ás szemüveggel lehet korrigálni, akkor a lencsesorozaton ezen értékek elıjeles összegét kell beállítani, vagyis +1D-át.) Az szemfenéken való tájékozódást megkönnyíti, ha ereket találunk, mivel ezek mentén a vastagodás irányában elindulva a vakfolthoz juthatunk.
16. ábra. Kézi oftalmoszkóp Az eredmények értékelése: A normális szemfenéki kép oftalmoszkópos vizsgálatával felvilágosítast kaphatunk az erek és a retina állapotáról, a pupilla nagyságáról, szerkezetérıl. Egyes betegségek (pl. cukorbetegség, magas vérnyomás) jellegzetes szemfenéki elváltozásokat okozhatnak. A különbözı megvilágítási színekkel végzett
26
vizsgálatok az egyes kórállapotok könnyebb felismerhetıségét segítik elı. Az eljárás felhasznalható a koponyaőri nyomásfokozódás mértékének megítélésére is. Az intrakraniális nyomás emelkedésekor a papilla elıboltosul, ezért életlennek látjuk. A Rekoss koronggal megkeressük azt a lencsét, amellyel ismét élesen láthatjuk. 1 dioptriás korrekció 1/3 mm elıboltosulásnak felel meg. A szemtükrözéssel objektív módon meghatározhatjuk a szem refrakciós hibáját is. A vizsgálat során csak akkor látunk éles szemfenéki képet, ha sem a vizsgálónak, sem pedig a vizsgált egyénnek nincs refrakciós hibája. Amennyiben életlenül látjuk a szemfenéki képet, akkor a Rekoss korongon a megfelelı dioptriájú lencse beállításával élesre állíthatjuk azt. Ebben az esetben a korrekció értéke megegyezik a vizsgáló és vizsgált egyén egyedi korrekciós értékeinek elıjeles összegével.
7.3 A látótér meghatározása Elméleti háttér: A tárgyak felismerésében az ún. centrális látásnak (ld.
17. ábra. A normális, ép látótér kiterjedése elızı gyakorlat), míg a térben való tájékozódásban a perifériás látásnak van szerepe. A perifériás látást a látótérvizsgálatokkal lehet meghatározni. Látótér a környezet azon része, amelyet fixált szem mellett észlelünk. Az arc anatómiai viszonyai miatt a látótér nem egyforma minden irányban. Mediálisan az orrnak megfelelı részen, valamint a szemöldöknél beszőkült. A két szem látótere részben átfedi egymást.
27
Kinetikus perimetria Kinetikus perimetria során adott intenzitású, nagyságú és színő fénypontot mozgatunk a páciens látóterében és feljegyezzük azokat a pontokat, ahol azt észleli. Statikus perimetria A statikus látóteret mozdulatlan jel fényintenzításának változtatásával határozzuk meg. Egy adott pontban a jelet 0.5-1 s-ig villantjuk fel, majd 3 s szünet következik. A fény intenzítását addig növeljük, amíg a vizsgált személy azt észleli. A statikus perimetriát végezhetjük valamely meridián, vagy körvonal mentén. Konfrontális látótérvizsgálat Konfrontális látótérvizsgálat során a vizsgáló saját (feltételezetten normális) látóterét hasonlítja össze a páciens látóterével. A vizsgált és a vizsgáló egymástól 1 m-re helyezkedik el. A páciens egyik szemét letakarja, míg a másikkal a vizsgáló ellenoldali szemére fixál. A vizsgáló kinyújtott karját a periféria felıl fokozatosan közelíti befelé. A páciens jelzi, ha azt észleli látóterében. Az eljárást több meridiánban is megismételjük. A jelen vizsgálat csak durva látótérkiesések gyors kimutatására alkalmas. Látótérmeghatározás íves periméterrel Az íves periméter a gömb egy szeletét reprezentáló ív alakú karból, regisztrálórészbıl, valamint a fénypont megfelelı helyre történı vetítésére szolgáló tükör- és mozgatórendszerbıl épül fel. A páciens fejét az áll és homloktartóra helyezi, egyik szemét eltakarja. Ezt követıen a vizsgálni kívánt szemet centráljuk. A készülék megfelelı gombjának lenyomásával a korneára két fénygyőrőt vetítünk. Az álltartó pozícióját addig változtatjuk, amig a két győrő a korneán egyesül. A vizsgálat során az ív közepén található X-et kell fixálni. Beállítjuk a megfelelı megvilágítási értéket és jelnagyságot. A fénykorongot széli helyzetbıl lassan a középpont felé mozgatjuk. A vizsgált egyén a fénypont észlelését koppintással jelzi, ekkor a vizsgáló a regisztrálórészen egy jelzést tesz. A fénypontot tovább mozgatjuk mediál felé egészen a középpontig. Az ívet elmozdítva a vizsgálatot 15-30 fokonként különbözı
28
meridiánokban megismételjük. Az eljárás végeztével a regisztrálórészen létrejött jelöléseket összekötjük. A vizsgálatot megismételhetjük különbözı nagyságú, intenzitású és színő fénypontokkal.
18. ábra. Íves periméter
Látótérmeghatározás Goldmann-féle gömbperiméterrel Az eljárás lényege hasonló az elıbb ismertetetthez, azonban a fénypont kivetítése ív helyett egy félgömb belsı felszínére történik. A kupola görbületi sugara 30 cm. A módszer elınye az állandó, egyenletes háttérmegvilágítás lehetısége és az ennek következtében megvalósítható pontosabb meghatározás. Objektív perimetria Bizonyos kórállapotokban, amikor a vizsgált személy kooperációs készsége korlátozott, szükség lehet a látótér objektív meghatározására. A vizsgálathoz a pupillareflex jelenségét használjuk fel. Keskeny fénycsíkot (oftalmoszkópon beállítható!) vetítünk a páciens látóterébe és megfigyeljük a pupilla fény hatására bekövetkezı összehúzódását. Az eljárást több irányból megismételjük.
29
Az eredmények értékelése: A perimetriás eljárások alkalmazásával meghatározhatjuk a látótér nagyságát, kiterjedését, valamint az ún. szigetszerő látótérkieséseket (szkotóma). A normális látótér kiterjedése mediálisan (nazálisan) 60-70 fok; laterálisan (temporálisan) 90-100 fok; felfelé 50 fok; lefelé 70 fok. A vakfoltnak megfelelı területen ún. fiziológiás szkotóma található. Egyes betegségekben beszőkülhet a látótér, megváltozhat annak alakja. A retina elıtt elhelyezkedı idegentest, vérzés hatására patológiás szkotóma alakulhat ki.
7.4 A szem akkomodációjának vizsgálata Elméleti háttér: A normális, nyugalomban lévı szem estén a végtelenbıl jövı fénysugarak a retinán metszik egymást, míg közelebb lévı tárgyakról jövı sugarak az ideghártya mögött egyesülnénk éles képpé. Ahhoz, hogy a közelebb lévı tárgyakról jövı sugarak is a retinan metsszék egymást (vagyis élessen lássuk ezeket a tárgyakat), meg kell változtatni a lencse fénytörı képességét. Azt a folyamatot, amely során
a
lencse
fénytörı
képessége
növekszik,
domborusága
fokozódik,
akkomodációnak nevezzük. Az akkomodáció mechanizmusát Helmholtz írta le. Közelre nézéskor összehúzódik a ciliáris izomzat, a lencsefüggesztı izmok ellazulnak. Ezáltal megszőnik a lencsére ható feszítés és a lencse saját rugalmasságánál fogva kisebb görbületi sugarat, azaz nagyobb domborúságot vesz fel.
Az akkomodáció kimutatása un. tüllháló kísérlettel Helyezzünk szemünk és egy távoli tárgy közé keretre kifeszített laza szövéső gézhálót. Fixáljunk a tárgyra, ekkor a hálót homályosan, elmosódottan látjuk. Ha a hálóra fixálunk, akkor pedig a tárgy képét látjuk életlenül. A szem közelpontjának kimutatása
30
Apróbetős szöveget tartalmazó lapot fokozatosan közelítsünk a szemünkhöz, s közben próbáljuk elolvasni a feliratokat. Egy bizonyos közelítes után tovább nem tudjuk élesre állitani a képet. Mérjük le ezt a távolságot. A D=1/f képlet alapján dioptriában is megadhatjuk a maximalis akkomodáció értékét. Azt a távolságot, ahol még élesen látjuk a tárgyakat, közelpontnak nevezzük. Az eredmények értékelése: Fiatal, egészséges egyénben a szem közelpontja a korneától kb. 10 cm-re található. Értéke az életkor elırehaladtával növekszik, mivel a lencse veszít rugalmasságából (presbiópia). Igy maximalis ciliáris-izomzat kontrakció mellett sem tudja a lencse a fiatalkorban jellemzı domborúságát felvenni.
7.5 A vakfolt kimutatása Elméleti háttér: A papilla nervi opticin keresztől lépnek ki a látóideg rostjai, valamint itt található az artéria és véna retinális. Ez a hely csapokat és pálcikákat nem tartalmaz, így itt ún. fiziológiás szkotóma (vakfolt) mutatható ki. Mind a vakfolt, mind az éleslátás hely a horizontális síkban található. Gyakorlati kivitelezése: A Mariotte-féle ábrával egyszerően vizsgálhatjuk saját magunkon a vakfolt elhelyezkedését. Függıleges fejállás mellett bal szemünket takarjuk el, majd jobb szemünkkel fixáljuk a vízszintes síkban tartott ábrán a keresztet. A kép közelítésével-távolításával megkeressük azt a távolságot, amikor a kör eltőnik a látóterünkbıl.
19. ábra. Mariotte-féle ábra
A kereszt és a kör távolságából (d), a szemnek az ábrától való távolságából (D), valamint a szem optikai tengelyének hosszából (M) kiszámíthatjuk a vakfolt és az éleslátás helyének hozzávetıleges távolságát (m) az
31
m : (M-k) = d : (D+k) aránypárral, ahol k a lencse optikai középpontjának a korneafelszíntıl mért távolsága. Átlagos felnıttben az optikai tengely kb. 24 mm. A lencse középpontjának korneától mért távolsága pedig 5-5,4 mm.
7.6 Kontrasztjelenségek, utóképek Elméleti háttér: A fekete-fehér átmeneteknél a mért és érzékelt fényintenzitás eltér egymástól. A jelenség alapja a retinális receptív mezık ún. antagonista zónákban való szervezıdése, ill. az emiatti, a fény-árnyék határon kialakuló nemlineális torzítás. Egy adott receptív mezı eredı aktivitása függ a fény intenzításától, valamint a körülötte lévı széli gátló zóna nagyságától. Sötét-világos átmenet esetén a széli gátló zóna a két területen ellentétesen változik (a sötét területtel határos receptív mezı széli gátló zónájának aktivitása csökken, míg a világossal szomszédos területen növekszik). Ennek következtében az eredı aktivitás a világos terület széli részén nagyobb, míg a sötét terület széli részén kisebb lesz, mint a határátmenettıl távolabb lévı, ugyanúgy megvilágított területeken, vagyis a határátmeneti fényinenzítás-változás érzete megváltozik.
Világosságkontraszt Világosszürke papírból két egyforma nagyságú kört vágunk ki. Az egyiket fehér, a másikat pedig fekete alapra helyezzük. A szürke kör a fehér alapon nagyobbnak látszik, mint a fekete háttér elé helyezett ugyanakkora mérető és színő korong.
32
20. ábra. Ábra a világosságkontraszt vizsgálatához
Szimultán kontraszt A fekete alapon lévı fehér négyzet nagyobbnak látszik, mint a fehér alapon lévı fekete négyzet. A jelenség azzal magyarázható, hogy a retina adott területét érı fénysugarak a szomszédos retinaterület érzékenységét is befolyásolják, növelik (fekete), vagy csökkentik (fehér).
21. ábra. A szimultán kontraszt vizsgálata
Széli kontraszt
33
Ha fekete lapot fehér csíkokkal négyzetekre osztunk fel, akkor a keresztezési pontok szürkének látszanak. Ha egy fehér lapot fekete csíkokkal osztunk fel, akkor a keresztezési pontok szintén szürke színőnek látszanak.
22. ábra. Ábra a széli kontraszt kimutatásához A négy négyzet találkozásánál létrejövı laterális gátlás nagyobb mértékő, mint a négyzetek oldalánál keletkezı, emiatt az elıbbi területen jobban érvényesül a larerális gátlásból eredı kontraszthatás.
34
Be és kikapcsolási effektus Fekete és fehér szektorokkal ellátott korongot kezdjünk középpontja körül forgatni, elıszır lasabban, majd egyre gyorsabban. Lassú forgás esetén még elkülönültnek látjuk a különbözı színő szektorokat. Gyors forgatás esetén a fekete és fehér területek helyett szürke színő mintázatot láthatunk. Ezzel a kisérlettel a retina ingerületbe jutását és az inger megszőnését vizsgálhatjuk. Gyors forgatás esetén azért látunk szürke színt, mert a retina ingerülete még tart (ld. utóképek), amikor a következı (fekete) terület ér a látóterünkbe.
23. ábra. Helmholtz-féle kontrasztvizsgáló korong. A retinális utóképek kimutatása A retina fényérzékeny elemeinek ingerületi állapota az inger kikapcsolása után nem szőnik meg azonnal. Ezért megfelelı mevilágítás után az ún. primer kép fennmarad (szekunder kép, vagy utókép). Ha rövid ideig fényes tárgyat (pl. izzólámpa) fixálunk, majd becsukjuk a szemünket, az izzó képét rövöd ideig még továbbra is láthatjuk. Hasonló módon fixáljunk egy izzót, majd világos és sötét háttér felé nézzünk. Az elöbbi esetben ellentétes színben (inverz szinben, negatív utókép), mig az utóbbiban az izzó eredeti színével megegyezı színben (pozitív utókép) jelenik meg.
35
7.7 Optikai csalódások Elméleti háttér: Az optikai csalódások alapja az, hogy a tárgyak egészérıl alkotott kép, összbenyomás, függ a tárgyak részleteitıl, és viszont. A tárgyak alakjának, nagyságának téves becslésében szerepet játszanak a kontrasztjelenségek is. Optikai csalódás demonstrálása Zöllner vonalakkal A Zöllner-féle vonalrendszer párhuzamos átlós vonalakból és azokkal szöget bezáró váltakozó irányú rövid vonalszakaszokból áll. A átlós vonalak az utóbbiak hatására össze ill. széttartónak látszanak. A tévedés a vonalrendszer által keltett hamis távolságbecslésre vezethetı vissza.
24. ábra. A Zöllner féle vonalredszer
36
