Zien

Het licht valt in de ogen van het dier, en een deel van het oog, de lens, stuurt informatie van het licht naar het achterste deel van het oog, het netvlies. Het netvlies bestaat uit lichtgevoelige cellen die een signaal afgeven via de oogzenuw wanneer licht de cel raakt. De oogzenuw is een bundel zenuwvezels die uit het hele netvlies komen.

Wanneer de informatie van het licht het netvlies verlaat, gaat zij naar de hersenen. Ze reist langs het optische chiasma tot ze de optische cortex achteraan in de hersenen bereikt. De informatie wordt dan verwerkt om de vormen en kleuren van voorwerpen te achterhalen. Daaruit en uit het geheugen kan worden afgeleid wat voor soort voorwerp het is. Het kan bijvoorbeeld op de een of andere manier een boom van een huis onderscheiden. De weg waarlangs dit soort informatie stroomt, wordt ventrale stroom genoemd.

De hersenen kunnen ook zien waar voorwerpen zich bevinden. Ze kunnen bijvoorbeeld zien hoe ver weg een voorwerp is (dit wordt hand-oog coördinatie genoemd). Dit is nodig bij het vangen van een bal. Het pad waarlangs dit soort informatie stroomt, wordt de rugstroom genoemd.

Het grote probleem bij visuele waarneming is dat wat mensen zien niet eenvoudigweg een vertaling is van een beeld op het netvlies. Wij zien de wereld bijvoorbeeld met de goede kant naar boven, ook al staat het beeld op het netvlies ondersteboven (omdat het door de lens is gegaan). Daarom is het moeilijk uit te leggen wat er gebeurt om te creëren wat wij in feite zien. De sleutel, die pas na eeuwen duidelijk werd, is dat de hersenen werken met de gegevens van de ogen, en die combineren met herinneringen en gissingen, en dat alles razendsnel. Het resultaat is een ervaring van de wereld die er voor elk mens uitziet alsof het de eenvoudige werkelijkheid is. Maar hoewel gebaseerd op de werkelijkheid, is het in feite een mentale constructie, opgebouwd door de hersenen.

Vele figuren in de antieke wereld hadden ideeën over visie. Plato, Aristoteles, Euclides, Ptolemaeus en Galen hadden allemaal hun ideeën, maar de meeste van deze ideeën waren speculaties. Ze waren niet gebaseerd op een wetenschappelijke methode.

Alhazen (965-c. 1040) verrichtte onderzoek en experimenten op het gebied van de visuele waarneming. Hij breidde het werk van Ptolemaeus over het binoculaire gezichtsvermogen uit, en becommentarieerde de anatomische werken van Galenus.

Leonardo da Vinci (1452-1519) wordt verondersteld de eerste te zijn geweest die de bijzondere optische kwaliteiten van het oog heeft onderkend. Hij schreef: "De functie van het menselijk oog ... werd door een groot aantal auteurs op een bepaalde manier beschreven. Maar ik ontdekte dat het totaal anders was". Zijn belangrijkste experimentele bevinding was dat er alleen een duidelijk en helder zicht is op de gezichtslijn, de optische lijn die eindigt bij de fovea. Hoewel hij deze woorden niet letterlijk gebruikte, is hij in feite de vader van het moderne onderscheid tussen foveaal en perifeer zicht.

Hermann von Helmholtz onderzocht het menselijk oog en concludeerde dat het optisch nogal slecht was. De slechte kwaliteit van de door het oog verzamelde informatie leek hem visie onmogelijk te maken. Daarom dacht hij dat het gezichtsvermogen alleen het resultaat kon zijn van een vorm van onbewuste gevolgtrekkingen. De hersenen gebruikten niet alleen informatie van de ogen, maar ook van eerdere ervaringen. De ervaren wereld is opgebouwd uit veronderstellingen en conclusies op basis van onvolledige gegevens, waarbij gebruik wordt gemaakt van eerdere ervaringen met de wereld.

Voorbeelden van bekende veronderstellingen, gebaseerd op visuele ervaring, zijn:

• licht komt van boven
• objecten worden normaal gesproken niet van onderaf bekeken
• gezichten worden rechtop gezien (en herkend).
• Dichterbij gelegen voorwerpen kunnen het zicht op verder weg gelegen voorwerpen belemmeren, maar niet omgekeerd
• figuren (d.w.z. voorwerpen op de voorgrond) hebben de neiging convexe randen te hebben

De studie van visuele illusies (gevallen waarin het inferentieproces fout loopt) heeft veel inzicht opgeleverd in het soort veronderstellingen dat het visuele systeem maakt.

• Neurowetenschappen
• Oogheelkunde
• Kleurenblindheid
• Achromatopsie