SISTEM VISUAL
PENDAHULUAN
Mata merupakan salah satu organ paling penting
sekaligus paling sensitif yang berada
pada tubuh manusia. Mata manusia mampu menangkap gelombang
cahaya elektromagnetik yang
besarannya sekitar 400-700 nanometer[1].
Mata manusia mempunyai struktur dan sistem kerja yang cukup rumit. Maka dari
itu kami disini mencoba menjelaskan beberapa bagian-bagian dari struktur mata
dan juga beberapa sistem kerjanya dan juga kami akan menunjukkan sedikit
tentang ilusi visual yang dihadapi oleh manusia. Termasuk ada penyakit mata
khusus yang berhubungan kinerja seseorang terutama dalam mengenali objek.
SISTEM KERJA MATA DALAM MENANGKAP CAHAYA ATAU OBJEK
1.
Pupil
dan Lensa Mata
Cahaya masuk kedalam melalui pupil (merupakan lubang
pada iris), besar-kecilnya ukuran pupil saat menangkap perubahan suatu cahaya ditentukan
oleh dua level yaitu dari sensitivitas (kemampuan untuk mendeteksi keberadaan
suatu objek dalam keadaan cahaya yang minim/remang-remang) dan ketajaman
(kemampuan untuk melihat suatu objek secara detail). Ketika pupil mengerut atau mengecil, maka bayangan
benda yang jatuh pada retina akan lebih tajam namun ketika pada saat pencahayan
berkurang maka pupil akan membuka lebih lebar untuk membiarkan cahaya lebih
banyak masuk tetapi akan mengurangi ketajaman dan kedalam fokus benda tersebut.
Daniel Kahneman juga pernah mengulas tentang proses kerja pupil yang
berhubungan dengan konsentrasi seseorang, pupil biasanya melebar dan detak
jantung akan menurun pada saat seseorang sedang berkonsentrasi atau memiliki
atensi yang tinggi pada suatu pekerjaan atau objek[2]. Dibelakang
pupil ada lensa mata yang berfungsi untuk memfokuskan cahaya yang akan
ditangkap oleh retina, dan bagian yang mengontrol lensa mata ini disebut dengan
otot-otot siliari (ciliary muscles)[3]
(untuk penjelasan pada sub pupil dan lensa lihat gambar di bawah). Otot-otot
siliari ini berfungsi untuk mengontrol lensa mata. Ketika kita melihat sebuah
objek yang dekat maka otot-otot ciliary akan berkontraksi dan lensa mata akan
berbentuk silindris. Namun ketika kita melihat suatu objek yang jauh maka
otot-otot ciliary akan rileks dan lensa mata akan berbentuk agak mendatar. Untuk
proses konfigurasi dari lensa mata untuk membawa sebuah objek menjadi fokus di
retina mata disebut dengan akomodasi (accomodation). Sedangkan istilah Binocular
disparity adalah perbedaan dalam posisi dari sebuah objek yang ditangkap
dalam dua retina, untuk objek yang jaraknya lebih dekat akan terlihat lebih
besar daripada objek yang sama dengan jarak yang lebih jauh, maka sistem visual
manusia dapat menggunakan binocular disparity untuk mengkonstruksikan persepsi
suatu objek 3D dari dua objek 2D yang ada di retina.[4].
GAMBAR
1
2.
Retina
& perubahan cahaya menjadi sinyal-sinyal neural[5]
Secara struktur retina mempunyai
lapisan-lapisan sebagai berikut yaitu dua receptor (Rod & Cone),
horizontal
cells, bipolar cells, amacrine cells dan retinal
ganglion cells. Sebelum kepada penjelasan yang lebih lanjut kami akan
menjelaskan masing-masing fungsi dari struktur yang ada pada retina terlebih
dahulu. Reseptor Rod & Cone
merupakan sel-sel yang yang dispesialisasikan untuk menerima sinyal-sinyal
mekanik, kimiawi atau radian (pemancar panas) yang ada disekeliling kita. Sel-sel Amacrine dan Sel-sel Horizontal dispesialisasikan
untuk komunikasi lateral (yang
dimaksudkan komunikasi lateral adalah komunikasi yang melewati channel-channel
utama sensori input). Bipolar Cells
adalah sel-sel yang berada di bagian tengah retina. Retinal ganglion cells merupakan lapisan neuron di dalam retina
yang memiliki serabut-serabut saraf yang bertolak pada bola mata. Sistem kerja
struktur ini pada saat cahaya datang yakni sebagai berikut : cahaya diterima cone
reseptor dan rod reseptor setelah melewati 4 lapisan terdahulu yaitu Retinal
ganglion cells, Amacrine Cells, Bipolar Cells dan Horizontal Cells. Kemudian
saat reseptor telah teraktifasi, pesan neural ditranslasikan balik melewati
lapisan-lapisan retinal kepada sel-sel ganglion retinal, yang akson-aksonnya
berproyeksi disekujur bagian dalam retina sebelum berkumpul dalam bentuk bundel
dan keluar meninggalkan bola mata (lihat gambar 2 di bawah untuk penjelasan
struktur retina). Susunan terbalik ini menciptakan dua masalah visual yaitu,
yang pertama cahaya datang terdistorsi oleh jaringan retinal yang harus dilaluinya
sebelum mencapai reseptor. Masalah yang kedua adalah agar bundel akson-akson
sel ganglion retinal meninggalkan mata harus ada sebuah celah di lapisan
reseptor, celah itu dinamakan blind spot[6].
GAMBAR
2
Masalah pertama diminimalisir oleh fovea.
Fovea adalah lekukan atau cekungan sebesar
0.33 mm yang berada di tengah retina, dan area tersebut dikhususkan untuk
penglihatan akuitas tinggi (untuk melihat gambar dengan detail halus). Tipisnya
lapisan sel ganglion retinal di fovea mengurangi distorsi cahaya yang masuk. Titik
buta (blind spot) merupakan masalah yang kedua yang tercipta oleh struktur terbalik
retina, membutuhkan solusi yang lebih kreatif, yang lebih diilustrasikan dalam
demonstrasi berikut ini yaitu completion
(komplesi/perlengkapan). Sistem visual menggunakan informasi yang diberikan
oleh reseptor-reseptor di sekitar titik buta untuk memenuhi celah dalam gambar
retinal anda. Ketika sistem visual mendeteksi sebuah garis lurus masuk ke salah
satu sisi titik buta dan garis lurus lain meninggalkan sisi yang lainnya, ia
akan memenuhi bagian yang hilang untuk anda, dan yang anda lihat adalah sebuah
garis lurus, terlepas dari bagaimana keadaan yang sesungguhnya ada.
Penglihatan Cone &
Rod[7]
Khusus untuk bagian ini, spesies yang
hanya aktif di malam hari cenderung memiliki retina berbentuk batang (rod
receptor) saja, untuk spesies yang aktif pada siang hari saja kecenderungan
memiliki retina berbentuk kerucut saja (cone receptor), sedangkan untuk manusia
memiliki keduanya. Ada dua reseptor utama yang terdapat pada retina, ada
reseptor yang berbentuk cone atau kerucut dan reseptor berbentuk batang yang
disebut rod (lihat gambar dibawah ini). Dari observasi mengenai ini dengan
munculnya duplexity theory (teori
dupleksitas) penglihatan – teori bahwa cones dan rods memediasi jenis-jenis
penglihatan yang berbeda. Photopic
vision (penglihatan-fotopik adalah penglihatan yang didominasi oleh reseptor
cones) dalam iluminasi (keadaan pencahayaan) yang baik dan memberikan persepsi
berwarna dengan akuitas tinggi (sangat detail) tentang dunia.
GAMBAR
3
Dalam pencahayaan yang redup, tidak ada
cukup cahaya untuk membangkitkan reseptor bentuk-kerucut (cones) secara
reliabel dan scotopic vision
(penglihatan yang dimediasi oleh reseptor untuk batang (rod)-lah yang
mendominasi. Akan tetapi sensitivitas penglihatan skotopik tidak tercapai tanpa
“pengorbanan” : Penglihatan skotopik kehilangan detail gambar maupun warna dari penglihatan fotopik,
jadi objek yang dilihat menjadi kabur atau tidak jelas.
Gerakan
Mata[8]
Di dalam fungsi organ tubuh manusia,
mata merupakan salah satu organ yang sistem kerjanya paling aktif dibandingkan
dengan organ-organ yang lain. Integrasi
temporal adalah sistem kerja mata dalam memindai medan visual secara
terus-menerus dan persepsi visual kita merupakan hasil akumulasi dari
informasi-informasi visual termutakhir atau terbaru, contohnya adalah ketika
kita mencoba mengedipkan mata kita berkali-kali dan persepsi visual kita tidak
lenyap.
Transduksi
Visual : Konversi Cahaya menjadi Sinyal-Sinyal Neural[9]
Definisi Transduksi adalah konversi
sebuah bentuk energi kedalam bentuk lain. Sedangkan,
Transduksi visual adalah konversi cahaya menjadi sinyal-sinyal neural oleh reseptor-reseptor
visual. Dalam sebuah penelitian pada tahun 1876, saat pigment (pigmen
adalah substansi yang menyerap cahaya) merah diekstraksi dari retina kodok,
terutama pada bagian reseptor rod. Pigmen ini memiliki sebuah properti yang
aneh, ketika ia disinari oleh cahaya secara intensif, pigmen tersebut akan
kehilangan warnanya dan rod kehilangan kemampuannya untuk menyerap cahaya
tetapi ketika dikembalikan ke kegelapan, rod mendapatkan kembali warna merah
dan kapasitasnya untuk menyerap cahaya. Yang penting untuk diingat adalah, transduksi cahaya oleh rod yaitu
sinyal-sinyal ditransmisikan melalui sistem-sistem neural oleh adanya hambatan.
3.
Dari
Retina ke Korteks Visual Primer[10]
Jalur utama dari retina menuju ke otak
adalah jalur retina-geniculate-striate,
yang mengonduksi sinyal dari masing-masing retina ke korteks visual primer. Yang
menjadi korteks visual primer adalah striate,
dan melalui lateral geniculate nuclei
latamus. Lateral geniculate nucleus (nuklei
genikulat lateral) merupakan pembawa informasi visual utama dari retina ke otak[11].
Visual korteks primer sendiri berada di bagian lobus occipital. Sekitar 90% akson sel-sel ganglion retinal menjadi
bagian jalur-jalur retina-genikulat-striat. Untuk sistem kerjanya sendiri, semua
sinyal dari medan visual kiri mencapai korteks visual primer kanan, melalui hemiretina temporal atau hemiretina nasal secara kontralateral
(melalui optic chiasm). Setiap
nukleus genikulat lateral memiliki enam lapisan dan masing-masing lapisan di
setiap nukleus menerima input dari semua bagian visual kontralateral dari salah
satu mata (Lihat gambar 4 untuk penjelasan).
GAMBAR
4
Organisasi Retinotopik[12]
Sistem
retina-genikulat-striat bersifat retinotopic, definisi dari Retinotopic sendiri adalah pemetaan
sebuah input visual dari retina ke neuron-neuron, khususnya neuron yang
mengalirkan berkas-berkas cahaya visual[13].
Saluran M dan P[14]
Terdapat 2
saluran komunikasi paralel yang mengalir melalui masing-masing nukleus
genikulat lateral yaitu : Parvocellular Layer & Magnocellular Layer
(seringkali disebut sebagai lapisan P & M). Neuron-neuron Parvocellular Layer terutama responsif terhadap
detail-detail halus dan terhadap objek yang stasioner atau bergerak lambat.
Sebaliknya neuron-neuron magnoseluler
layer terutama responsif terhadap
gerakan. Reseptor cone memberikan
mayoritas input ke lapisan-lapisan P, sementara reseptor rod memberikan mayoritas input ke lapisan-lapisan M.
4.
Melihat
Batas[15]
Dalam pengertian tertentu Visual Edge
itu tidak ada, visual edge hanya merupakan tempat dua daerah yang berbeda dari
sebuah gambar visual bertemu satu sama lainnya. Dalam sistem visual, artian
melihat batas ini lebih ditekankan kepada persepsi seseorang dalam melihat
tingkat kecerahan (gelap-terang). Di bawah ini ada sebuah contoh ilusi visual
yang dikenal dengan sebutan grid illusion
yang kami anggap mewakili sub visual edge ini.
GAMBAR
5
Untuk penjelasan mengenai, mengapa ilusi
visual seperti ini dapat terjadi pada manusia, mungkin Ibu Rizki yang bisa
membantu. Karena kami tidak menemukan penyebabnya.
Medan
Reseptif[16]
Medan Reseptif adalah daerah medan
visual yang ada kemungkinannya bagi sebuah stimulus visual untuk memengaruhi
penembakan neuron.
5.
Melihat
Warna[17]
Warna adalah salah satu kualitas paling
kasat mata dari pengalaman visual manusia. Thomas Young dan Wilhelm von
Helmholtz mengajukan komponen teori
atau trikomatik teori yang
menyatakan bahwa ada tiga macam reseptor (cone/kerucut) warna yang berbeda
yaitu merah, hijau dan biru, masing-masing dengan sensitivitas spektral yang
berbeda dan sebuah stimulus diduga dikode oleh rasio antara aktivitas ketiga
macam reseptor ini. Teori penglihatan warna lainnya adalah opponent-process theory (teori proses-oponen) diusulkan oleh Edward
Hering pada 1878. Ia mengatakan bahwa ada dua golongan sel yang berbeda dalam
sistem visual untuk mengode warna dan sebuah golongan kelas lain untuk mengode
brightness (tingkat kecerahan). Hering memiliki hipotesis bahwa masing-masing
golongan sel mengode dua persepsi warna komplementer. Complementary Colors
(warna komplementer) adalah pasangan warna yang menghasilkan warna putih atau
abu-abu bila dikombinasikan dengan ukuran yang sama. Teori Retineks menyatakan bahwa warna sebuah objek ditentukan oleh
reflectance (pantulan) – berapa besar proporsi cahaya dengan panjang-gelombang
yang berbeda yang dipantulkan oleh sebuah permukaan. Prestriate Cortex adalah berkas jaringan dalam lobus oksipital yang
mengelilingi korteks visual primer. Korteks
Inferotemporal adalah korteks lobus temporal inferior berada pada posisi warna
yang hijau sedangkan Korteks Parietal
Posterior berada pada bagian kuning. Kedua korteks ini mempunyai fungsinya
sebagai salah satu path atau jalur yang dilalui oleh arus dorsal dan arus
ventral yang akan dijelaskan di bawah.
GAMBAR
6
Kerusakan
pada Korteks Visual Primer : Skotoma dan Hemianopsic[18]
Kerusakan pada sebuah korteks visual
primer menghasilkan Skotoma yaitu daerah kebutaan di daerah yang berhubungan
dengan medan visual kontralateral pada kedua belah mata, walaupun dikategorikan
pada tingkat kebutaan namun sebenarnya problem utamanya lebih kepada tingkat
ketidakmampuan mata menangkap objek visual dengan ketajaman yang sempurna. Contoh
gambar penglihatan seseorang yang menderita skotoma :
GAMBAR
7
Sedangkan, Hemianopsic adalah sejenis
penyakit skotoma namun, efeknya terhadap penglihatan lebih besar, seseorang
yang menderita hemianopsic kehilangan sampai separuh medan visualnya bisa
terjadi pada salah satu mata atau keduanya. Contoh gangguan hemianopsic ada di
bawah ini :
GAMBAR
8
Arus
Dorsal dan Arus Ventral[19]
Seperti yang sudah anda ketahui bahwa
informasi memasuki korteks visual primer melalui nuklei genikulat lateral. Arus Dorsal mengalir dari korteks
visual primer ke korteks prestriat dorsal lalu ke korteks parietal posterior,
sedangkan arus ventral mengalir dari
korteks visual primer ke korteks prestiat ventral lalu ke korteks
inferotemporal. Kebanyakan neuron-neuron dari korteks visual dalam arus dorsal
membawa informasi stimuli spasial, seperti stimuli yang mengindikasikan lokasi
dari suatu objek dan arah gerakannya. Sebaliknya neuron-neuron dalam arus
ventral lebih merespons karakteristiknya dari suatu objek misalnya yang
berhubungan dengan arah dan bentuk.
GAMBAR
9, tanda panah ke bawah menunjukkan arus ventral sedangkan tanda panah keatas
menunjukkan arus dorsal.
Kaitan utama dari arus dorsal terhadap suatu perilaku
adalah mengarahkan interaksi behavioral dengan berbagai objek, sedangkan arus
ventral adalah untuk memediasi persepsi yang disadari terhadap berbagai objek,
hal inilah yang disebut “teori kontrol perilaku vs persepsi yang disadari”.
Para peneliti mengatakan bahwa pasien-pasien dengan kerusakan arus dorsal
mungkin menunjukkan kinerja yang buruk pada tes-tes lokasi dan gerakan karena
kebanyakan tes lokasi dan gerakan melibatkan ukuran-ukuran performa (contoh :
pasien tidak dapat memegang objek neural seperti silinder plastik dengan baik,
jadi pasien memegang objek tersebut dengan cara yang tidak biasa pada
kebanyakan orang) dan untuk pasien yang menderita gangguan arus ventral mungkin
menunjukkan hasil yang buruk pada tes rekognisi visual karena kebanyakan tes
tersebut melibatkan kesadaran verbal (contoh : pasien tidak bisa membedakan
sepasang balok ataupun kubus dengan ukuran yang sama atau berbeda).
DAFTAR PUSTAKA
Kahneman, Daniel (1973),
Attention & Effort, New Jersey, Englewood Cliffs : Prentice Hall Inc.
Pinel, John P.J.
(2000), Biopsychology 4th edition, Pearson Education Co.
Pinel, John P.J. (2009),
Biopsikologi, Yogyakarta : Pustaka Pelajar
[1] John P.J. Pinel, Biopsychology 4th edition hal. 161, Pearson Education
Co. (2000) didownload dari www.en.bookfi.org
[2] Daniel Kahneman, Attention & Effort hal. 30, New Jersey, Englewood
Cliffs : Prentice Hall Inc. (1973), hal ini bisa dicoba ketika anda melakukan
perkalian 17 x 36 di depan sebuah cermin tanpa menggunakan alat bantu hitung
apapun dan perhatikan pupil mata anda pada saat menghitungnya diluar kepala.
[3] John P.J. Pinel, op.cit. hal. 161
[4] Ibid., hal. 163
[5] John P.J. Pinel, Biopsikologi hal. 166, Yogyakarta : Pustaka Pelajar
(2009)
[6] Ibid., hal. 167
[7] Ibid., hal. 168-169
[8] Ibid., hal. 171
[9] Ibid., hal. 172
[10] Ibid., hal. 173
[12] Ibid., hal. 173
[14] Ibid., hal. 174
[15] Ibid., hal. 175
[16] Ibid., hal. 177
[17] Ibid., hal. 183-187
[18] Ibid., hal. 189
[19] Ibid., hal. 191-192
Tidak ada komentar:
Posting Komentar