Adaptácia oka na tmu: čo sa deje prvých 40 minút pobytu v tme

Zhasneš, zatvoríš za sebou dvere chatky a čakáš, kým si oči zvyknú. Poznáš to z pivnice alebo z nočnej cesty lesom: chvíľu nič, potom obrysy, potom chodník pod nohami. Pri pobyte v tme u nás však neuvidíš nič, lebo niet čo. Adaptácia oka na tmu napriek tomu prebehne celá, krok za krokom, a trvá zhruba tri štvrte hodiny. Poďme sa pozrieť, čo sa v oku počas toho času deje.

Otázku „za ako dlho si oči zvyknú?“ počúvame s Lenčou od prvých pobytov v roku 2013 stále dookola. Má dve odpovede. Oko to zvládne do hodiny. Hlave to zvyčajne trvá o kúsok dlhšie 🙂

Dve zmeny v jednom oku

V sietnici pracujú dva druhy buniek, ktoré zachytávajú svetlo na videnie. Čapíky majú dennú zmenu: farby, ostrosť, čítanie, šoférovanie. Tyčinky majú nočnú: farby nerozlíšia, zato sú oveľa citlivejšie. Keď sa zotmie, neprepne sa to jedným cvaknutím vypínača. Odovzdávanie zmeny má svoj priebeh a ten sa dá celkom presne zmerať.

Predstav si to ako striedanie pri páse v továrni. Denná partia pracuje rýchlo, ale na jemnú prácu v šere nestačí. Nočná partia je dôkladnejšia, lenže chvíľu trvá, kým sa prezlečie a dorazí. Medzitým nastane zvláštna prestávka, keď to „stále nejako nejde“.

Adaptácia oka na tmu minútu po minúte

1. Prvé minúty. Citlivosť oka rýchlo stúpa. Ťahajú to čapíky, lenže čoskoro narazia na svoj strop a viac nepridajú. Preto máš v pivnici po chvíli pocit, že sa to „už nezlepšuje“, a začneš šmátrať po vypínači.
2. Asi po 5 až 8 minútach príde zlom. Odborne sa mu hovorí „rod-cone break“: chvíľa, keď citlivejšie tyčinky predbehnú čapíky a prevezmú vedenie.¹ Od tej chvíle sa v šere začínajú objavovať obrysy, ktoré tam predtým akoby neboli.
3. Asi po 40 minútach je oko na maxime. Dosiahne takzvaný absolútny prah, teda najslabšie svetlo, ktoré vôbec dokáže zaznamenať.¹ Od tejto chvíle ťa v úplnej tme vyruší každá štrbinka.

Tieto minúty uvádza odborná učebnica o sietnici Webvision. Samotná krivka adaptácie sa však meria už od tridsiatych rokov minulého storočia a jednu z klasických prác si teraz ukážeme.

Záleží na tom, odkiaľ do tmy prichádzaš

V roku 1937 si Hecht, Haig a Chase položili otázku, ktorú by si čakal skôr od praktizujúceho než od fyziológa: hrá úlohu, čo oko robilo pred zhasnutím? Hrá.¹

• Po slabom predchádzajúcom svetle nastúpila rovno tyčinková adaptácia. Čapíky takmer nemali čo dobiehať, takže oko bolo rýchlo tam, kde chcelo byť.
• Po silnom svetle išla najprv čapíková adaptácia, potom tyčinková, so zlomom medzi nimi. Človek si počká o niečo dlhšie.
• Po najsilnejšom svetle, ktoré skúšali, sa tyčinková adaptácia oneskorila a objavila sa až po 12–13 minútach v tme.¹ Tu sa už čaká naozaj citeľne.

Autori to spojili s obnovou zrakového purpuru v tyčinkách. Novší prehľad Lamba a Pugha to dopovedá: po silnom osvetlení trvá úplný návrat citlivosti desiatky minút a rýchlosť určuje to, ako rýchlo sa k opsínu v tyčinkách dostane molekula 11-cis retinalu, bez ktorej sa zrakové farbivo neobnoví.¹ Čo je ten purpur zač a kto ho objavil, opisujem zvlášť v článku o rodopsíne.

V praxi: na týždeň k nám ľudia prichádzajú v sobotu podvečer. Kto dorazí po dlhej ceste autom proti zapadajúcemu slnku, má oči „vybielené“ viac než ten, kto sa poslednú hodinu prechádzal po sade v šere. Obaja dôjdu k rovnakej tme, len jeden o pár minút neskôr. A keď ťa tma v prvých minútach privíta „ešte nejako sivo“, nič sa nedeje. Tyčinky sa ešte len dobíjajú.

Čo robí oko v úplnej tme chatky

Teraz tá zvláštna časť. V pivnici je vždy nejaký zvyšok svetla, takže adaptácia má zmysel: po 40 minútach vidíš viac než na začiatku. V chatke je tma úplná, nevidíš ani ruku pred očami. Oko sa napriek tomu adaptuje úplne rovnako, vytiahne citlivosť na maximum a… nič. Žiadny obrys. Je to ako vytočiť zosilňovač naplno pri rádiu, ktoré nič nehrá.

A tu prichádza zážitok, o ktorom nám ľudia rozprávajú často: farby, svetielka, niekedy celé obrazy pred očami. Keď oko nedostáva nič zvonku, zrakový systém si začne „kresliť“ sám. Prečo je to tak a čo o tom hovoria pokusy, rozoberám v článku o obrazoch a farbách v tme. Zatiaľ stačí vedieť, že ľudia v tme toto zažívajú bežne a nie je dôvod sa toho báť.

Druhý dôsledok je čisto praktický a vysvetľuje, prečo sme pri stavbe chatiek takí puntičkári. Oko adaptované na tmu zaznamená svetlo už v množstve niekoľkých fotónov.² Jedna kontrolka, iskrička, odlesk pod dverami a tma je preč. Preto je klimatizácia v chatkách upravená tak, aby nesvietila, záložné elektrické kúrenie sme vyberali tak, aby neiskrilo, a jedlo sa odovzdáva v predsieni bez toho, aby sa do chatky pustilo svetlo. Ako málo svetla oku stačí, sa dočítaš v článku o jednom fotóne.

Prečo po pobyte v tme tak oslňuje svetlo

Keď po troch nociach alebo po týždni vyjdeš von, ľudia nám často hovoria, že svetlo je ostré. Niekedy až nepríjemne. Nečudujem sa. Oko strávilo dni nastavené na najvyššiu citlivosť a zrazu dostane plné denné svetlo.

Priznám sa, že presné čísla, ako rýchlo sa oko po niekoľkých dňoch tmy preladí späť na deň, v podkladoch, z ktorých tu vychádzam, nemám. Tak si ich nebudem vymýšľať. Viem len, čo nám ľudia hovoria: prvé chvíle vonku je svetlo ostré a spolu s ním sa ozvú aj chute a vône, akoby niekto všetkým zmyslom otočil gombíkom.

Rada? Neponáhľaj sa. Nemusíš z chatky hneď vyraziť do poludňajšieho slnka. Tma ťa nikam nehnala a svetlo tiež nemusí.

Oko je za hodinu hotové. A čo ďalej?

Adaptácia oka je len prvá a najrýchlejšia vrstva. Počas ďalších hodín a dní sa začne prispôsobovať aj mozog, ktorý zrak spracúva. To je pomalší a oveľa zaujímavejší príbeh. Nájdeš ho na stránke o zrakovej deprivácii. A ako vyzerá celý pobyt v tme od príchodu po odchod, opisuje stránka Ako prebieha pobyt v tme.

Ak ťa láka zažiť tých prvých 40 minút na vlastné oči (teda vlastne bez nich 😉), mrkni na voľné termíny. Asi 80 % ľudí u nás volí týždeň, ale pokojne začni jednou nocou. Môžeš a nemusíš.

Uvidíme sa v tme – 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