Adaptace oka na tmu: co se děje prvních 40 minut pobytu ve tmě

Zhasneš, zavřeš za sebou dveře chatky a čekáš, až se oči „rozkoukají“. Znáš to ze sklepa nebo z noční cesty lesem: chvíli nic, pak obrysy, pak stezka pod nohama. Při pobytu ve tmě u nás se ale rozkoukat nedá, protože není na co. Adaptace oka na tmu přesto proběhne celá, krok za krokem, a trvá zhruba tři čtvrtě hodiny. Pojďme se podívat, co se v oku během té doby děje.

Otázku „za jak dlouho si oči zvyknou?“ slýcháme s Lenčou od prvních pobytů v roce 2013 pořád dokola. Má dvě odpovědi. Oko to zvládne do hodiny. Hlava si zvyká obvykle o kousíček déle 🙂

Dvě směny v jednom oku

V sítnici pracují dva druhy buněk, které zachytávají světlo. Čípky mají denní směnu: barvy, ostrost, čtení, řízení auta. Tyčinky mají noční: barvy nerozliší, zato jsou mnohem citlivější. Když se setmí, nepřepne se to jedním cvaknutím vypínače. Předání směny má svůj průběh a ten se dá docela přesně změřit.

Představ si to jako střídání u pásu v továrně. Denní parta pracuje rychle, ale na jemnou práci v šeru nemá. Noční parta je pečlivější, jenže chvíli trvá, než se převlékne a dorazí. Mezi oběma partami je zvláštní pauza, kdy to „pořád nějak nejde“.

Adaptace oka na tmu minutu po minutě

1. První minuty. Citlivost oka rychle stoupá. Táhnou to čípky, jenže brzy narazí na svůj strop a víc nepřidají. Proto máš ve sklepě po chvíli pocit, že se to „už nelepší“, a začneš šmátrat po vypínači.
2. Asi po 5 až 8 minutách přijde zlom. Odborně se mu říká „rod-cone break“: chvíle, kdy citlivější tyčinky předhoní čípky a převezmou vedení.¹ Od té chvíle se v šeru začínají objevovat obrysy, které tam předtím jako by nebyly.
3. Asi po 40 minutách je oko na maximu. Dosáhne takzvaného absolutního prahu, tedy nejslabšího světla, které vůbec dokáže zaznamenat.¹ Od téhle chvíle tě v úplné tmě vyruší každá škvírka.

Tyhle minuty uvádí odborná učebnice o sítnici Webvision. Samotná křivka adaptace se ale měří už od třicátých let minulého století a jednu z klasických prací si teď ukážeme.

Záleží na tom, odkud do tmy přicházíš

V roce 1937 si Hecht, Haig a Chase položili otázku, kterou bys čekal spíš od praktikujícího než od fyziologa: hraje roli, co oko dělalo, než se zhaslo? Hraje.¹

• Po slabém předchozím světle nastoupila rovnou tyčinková adaptace. Čípky skoro neměly co dohánět, takže oko bylo rychle tam, kde chtělo být.
• Po silném světle šla nejdřív čípková adaptace, pak tyčinková, se zlomem mezi nimi. Člověk si počká o něco déle.
• Po nejsilnějším světle, které zkoušeli, se tyčinková adaptace opozdila a objevila se až po 12–13 minutách ve tmě.¹ Tady už se čeká opravdu znatelně.

Autoři to spojili s obnovou zrakového purpuru v tyčinkách. Novější přehled Lamba a Pugha to dotahuje: po silném osvětlení trvá úplný návrat citlivosti desítky minut a rychlost určuje, jak rychle se k opsinu v tyčinkách dostane molekula 11-cis retinalu, bez níž se zrakové barvivo neobnoví.¹ Co je ten purpur zač a kdo ho objevil, popisuju zvlášť v článku o rodopsinu.

Prakticky: na týden se k nám přijíždí v sobotu navečer. Kdo dorazí po dlouhé cestě autem proti zapadajícímu slunci, má oči „vybělené“ víc než ten, kdo se poslední hodinu procházel sadem v šeru. Oba dojdou ke stejné tmě, jen jeden o pár minut později. A když tě tma v prvních minutách přivítá „ještě nějak šedě“, nic se neděje. Tyčinky se teprve dobíjejí.

Co dělá oko v úplné tmě chatky

Teď ta zvláštní část. Ve sklepě je vždycky nějaký zbytek světla, takže adaptace má smysl: po 40 minutách vidíš víc než na začátku. V chatce je tma úplná, nevidíš ruku před očima. Oko se přesto adaptuje úplně stejně, vytáhne citlivost na maximum a… nic. Žádný obrys. Je to jako vytočit zesilovač naplno u rádia, které nic nehraje.

A tady přichází zážitek, o kterém nám lidé často vyprávějí: barvy, světélka, někdy celé obrazy před očima. Když oko nedostává nic zvenku, zrakový systém si začne „kreslit“ sám. Proč to tak je a co o tom říkají pokusy, rozebírám v článku o obrazech a barvách ve tmě. Pro teď stačí vědět, že lidé ve tmě tohle zažívají běžně a není důvod se toho bát.

Druhý důsledek je čistě praktický a vysvětluje, proč jsme při stavbě chatek tak puntičkářští. Oko adaptované na tmu zaznamená světlo v řádu jednotek fotonů.² Jedna kontrolka, jiskřička, odlesk pod dveřmi a tma je pryč. Proto je klimatizace v chatkách upravená tak, aby nesvítila, záložní přímotop jsme vybírali tak, aby nejiskřil, a jídlo se předává v předsíni, aniž by se do chatky pustilo světlo. Jak málo světla oku stačí, se dočteš v článku o jednom fotonu.

Proč po pobytu ve tmě tolik oslní světlo

Kdo po třech nocích nebo po týdnu vyjde ven, často nám pak říká, že je světlo ostré. Někdy až nepříjemně. Nedivím se. Oko strávilo dny nastavené na nejvyšší citlivost a najednou dostane plné denní světlo.

Přiznám se, že přesná čísla, jak rychle se oko po několika dnech tmy přeladí zpátky na den, v podkladech, ze kterých tady vycházím, nemám. Tak si je nebudu vymýšlet. Vím jen, co nám lidé říkají: první chvíle venku je světlo ostré a spolu s ním se ozvou i chutě a vůně, jako by někdo všem smyslům otočil knoflíkem.

Rada? Nespěchej. Nemusíš z chatky hned vyrazit do poledního slunce. Tma tě nikam nehonila a světlo taky nemusí.

Oko je za hodinu hotové. A co dál?

Adaptace oka je jen první a nejrychlejší vrstva. Během dalších hodin a dnů se začne přizpůsobovat i mozek, který zrak zpracovává. To je pomalejší a mnohem zajímavější příběh. Najdeš ho na stránce o zrakové deprivaci. A jak vypadá celý pobyt ve tmě od příjezdu po odjezd, popisuje stránka Jak probíhá pobyt ve tmě.

Jestli tě láká zažít těch prvních 40 minut na vlastní oči (tedy vlastně bez nich 😉), mrkni na volné termíny. Asi 80 % lidí u nás volí týden, ale klidně začni jednou nocí. Můžeš a nemusíš.

Na viděnou ve tmě – Tomáš a Lenča

Zdroje

1. Hecht S, Haig C, Chase AM (1937). The influence of light adaptation on subsequent dark adaptation of the eye. Journal of General Physiology. doi:10.1085/jgp.20.6.831; Lamb TD, Pugh EN Jr (2004). Dark adaptation and the retinoid cycle of vision. Progress in Retinal and Eye Research. doi:10.1016/j.preteyeres.2004.03.001; Kalloniatis M, Luu C (2007). Light and Dark Adaptation. Webvision: The Organization of the Retina and Visual System. webvision.pitt.edu/book/part-viii-psychophysics-of-vision/light-and-dark-adaptation/; Wade NJ (2008). Visual purple (Sehpurpur). Perception. doi:10.1068/p3711ed
2. Hecht S, Shlaer S, Pirenne MH (1942). Energy, quanta, and vision. Journal of General Physiology. doi:10.1085/jgp.25.6.819