Sistem penglihatan

Sistem penglihatan adalah bagian dari sistem indra yang membuat organisme mampu melihat. Sistem penglihatan menafsirkan informasi dari cahaya untuk mendirikan representasi dunia di sekeliling tubuh. Mata adalah alat utama sistem ini.

Sistem penglihatan melibatkan mata, struktur penunjang, dan nervus optik, traktus dan jaras.

Struktur

Mata 

Mata terdiri dari suatu lapisan luar keras yang transparan di anterior (kornea) dan opak di posterior (sklera). Sambungan antara keduanya disebut limbus. Otot-otot ekstraokular melekat pada sklera, sementara saraf optik meninggalkan sklera di posterior melalui lempeng kribiformis. Antara kornea di anterior dan lensa serta iris di posterior terdapat bilik mata anterior (depan). Di antara iris, lensa, korpus siliar terdapat bilik mata posterior. Di antara lensa dan retina terletak korpus vitreous. Lensa terletak di belakang iris dan disokong oleh serabut-serabut halus (zonula) yang terbentang diantara lensa dan korpus siliaris. Sudut iridokornea terletak diantara iris, kornea, dan korpus siliaris, merupakan tempat drainase akueous dari mata melalui jalinan trabekula. Suatu lapisan kaya pembuluh darah (koroid) melapisi segmen posterior mata dan memberi nutrisi pada permukaan dalam retina. Koroid dibentuk oleh arteriol, venula, dan anyaman kapiler berfenetrasi yang padat, melekat longgar ke sklera.

Kornea 
Kornea berfungsi melindungi struktur intra okular yang tersusun oleh jaringan kolagen yang sangat teratur. Kontribusi kornea selain memiliki kemampuan untuk melindungi kerusakan jaringan mata bagian dalam, yang paling utama adalah membantu proses optik, serta memfokuskan gambar pada retina. Kornea merupakan salah satu media refraksi yang paling penting, selain humor akuos, lensa, dan vitreous. Kornea dipersarafi oleh nervus trigeminal (N. V) cabang oftalmika.

Bilik mata anterior dan posterior 
Bilik mata depan adalah ruang berisi humor akuos dan terletak di belakang kornea dan di depan iris. Humor akuos diproduksi oleh sel epitel non pigmen badan siliar dan mengalir melalui belakang pupil ke bilik mata depan serta mensuplai kebutuhan metabolik dan nutrisi untuk lensa dan kornea. Di antara iris, lensa, korpus siliar terdapat bilik mata posterior (yang berbeda dari korpus vitreous), yang juga terisi oleh humor akuos.

Sklera 
Sklera merupakan lapisan terkuat yang tersusun atas serabut kolagen. Sklera membentuk 5/6 bagian posterior dari bola mata dan bagian anterior sklera dilapisi oleh konjungtiva. Zona transisi antara sklera dan kornea perifer disebut limbus.

Iris dan badan siliar 
iris merupakan diafragma tipis berpigmen dan memiliki celah di bagian tengah yang bernama pupil. Pupil berperan dalam pengaturan jumlah cahaya yang masuk ke mata. Iris memiliki dua otot yang berfungsi mengatur diameter pupil, yaitu m. sfingter pupil dan m. dilator pupil. Refleks cahaya pupil merupakan konstriksi pupil sebagai respons terhadap stimulus cahaya.

Lensa 
Lensa adalah struktur yang bersifat transparan yang terletak di belakang iris dan disokong oleh zonula (ligamentum suspensorium). Lensa memengaruhi kekuatan refraksi mata dan mempunyai kemampuan yang dapat berubah bentuk (daya akomodasi), agar dapat menyesuaikan jarak objek yang dilihat. Lensa merupakan elemen refraktif terpenting kedua pada mata, setelah kornea dengan film air mata. Indeks refraksi lensa yang tinggi berasal dari kandungan protein yang tinggi di serabut lensa.

Badan vitreus 
Badan vitreus atau korpus vitreous merupakan jeli transparan yang mengisi segmen posterior mata. Tersusun dari 98% air, dan sisanya terdiri dari asam hialuronat dan anyaman kolagen halus. Fungsinya adalah menyalurkan cahaya dan menyokong permukaan posterior lensa serta membentuk bola mata. Vitreus menempel dengan diskus optikus, pembuluh darah retina, dan retina perifer (ora serrata).

Retina 
Retina merupakan membrane tipis yang tersusun atas lapisan luar berpigmen dan lapisan dalam neurosensoris. Lapisan retina menempel pada diskus optikus pada sisi posterior dan ora serrata pada sisi anterior. Pada bagian tengah posterior retina terdapat macula yang berperan pada sistem penglihatan. Di sentral makula terdapat cekungan (fovea sentralis) yang berperan dalam penglihatan detil. Retina terbagi menjadi 10 lapisan terpisah, terdiri dari fotoreseptor (sel batang dan kerucut) dan neuron, beberapa di antaranya (sel ganglion) bersatu membentuk serabut saraf optik. Retina bertanggung jawab mengubah cahaya menjadi sinyal listrik. Epitel pigmen retina memiliki fungsi meliputi penyerapan cahaya terpencar oleh granula melanin, pergantian sel-sel kerucut, metabolisme vitamin A, dan pemeliharaan sawar retina darah retina (blood retina barrier).

Nervus Optik 

Nervus optik atau saraf optik (N.II) berada di 3 mm nasal dari makula. Diskus optikus disebut sebagai titik buta karena tidak mengandung reseptor batang dan kerucut. Nervus optik memiliki panjang 4 cm dan muncul keluar dari bola mata di posterior orbita melalui kanalis optikus. Saraf optik dibentuk oleh akson-akson yang berasal dari lapisan sel ganglion retina yang membentuk lapisan serabut saraf. Saraf berjalan keluar dari mata melalui lempeng kribiformis sklera, suatu struktur yang menyerupai penyaring. Di orbita, saraf optik dikelilingi oleh selubung yang dibentuk oleh dura, araknoid, dan piameter yang berlanjut dengan lapisan yang mengelilingi otak. Saraf optik terendam dalam cairan serebrospinalis. Serabut saraf ekstraokular memiliki mielin, sedangkan yang berada dalam mata tidak bermielin. Arteri dan vena retina sentral memasuki mata di pusat saraf optik.

Nervus optikus berjalan ke arah posteromedial dan meniggalkan bola mata melalui kanalis optikus dan masuk ke dalam fosa kranium media untuk bergabung dengan nervus optikus sisi lainnya dan membentuk kiasma optikum. Pada kiasma optikum serabut-serabut dari sisi nasal atau medial setiap retina menyilang garis tengah dan masuk ke traktus optikus sisi kontralateral. Serabut-serabut sisi temporal atau lateral retina tidak menyilang, dan masuk ke traktus optikus pada sisi yang sama.

Traktus dan Jaras Optikus 
Traktus optikus merupakan lanjutan dari kiasma optikum dan berjalan ke arah posterolateral dan berakhir di korpus genikulatim lateral di thalamus. Sebagian kecil akan pergi ke kolikulus superior di mesensefalon untuk memberi impuls pada nukleus motorik N.III dan nukleus Edinger Westphal. Akson dari neuron pada korpus genikulatum lateral merupakan neuron orde akan berjalan ke posterior membentuk radiation optika (jaras genikulokalkarina) yang berakhir pada korteks visual hemisfer serebri (area 17 Brodman) di sekitar fisura kalkarina.

Struktur Penunjang

Orbita 
Mata terletak dalam tulang orbita. Orbita memiliki bentuk seperti piramida dengan dinding yang tersusun atas 7 tulang, yaitu os sfenoid, os frontalis, os etmoidalis, os maksila, os zigomatikum, os palatinum, dan os lakrimal. Fungsi tulang mata untuk melindungi jaringan lunak orbita dan bola mata.

Adneksa 
Adneksa merupakan jaringan penyokong mata yang terdiri atas:

 Kelopak mata (palpebra), yang berfungsi melindungi mata dari trauma atau cahaya berlebihan, mencegah mata kering dan membantu dalam hal mendistribusikan air mata ke seluruh lapisan permukaan mata, dan mensekresi komponen lipid dari film air mata (kelenjar minyak Meibom).
 Otot-otot palpebral (orbikularis okuli), berperan penting dalam proses berkedip dan menutup mata.
 Bulu mata (silia), 
 Otot-otot ekstra okular, terdiri dari 6 otot yang melekat pada bola mata. Otot-otot tersebut bekerja untuk menggerakkan mata ke atas, bawah, kanan, kiri, dan berrotasi.
 Glandula lakrimalis, dan apparatus drainase lakrimal. Glandula lakrimalis atau kelenjar air mata mensekresikan air mata dikontrol oleh saraf simpatik dan parasimpatik. Fungsi film air mata adalah membuat permukaan kornea lembab, pelindung terhadap infeksi, dan membuang debris dari permukaan mata. Sistem drainase lakrimal meliputi pungtum dan kanalikuli superior dan inferior, sakus lakrimal, dan duktus nasolakrimal. Air mata mengalir ke dalam pungtum dan kemudian ke dalam sakus lakrimalis melalui kanalikuli-kanalikuli. Duktus nasolakrimalis berjalan dari sakus ke hidung. Drainase air mata merupakan suatu proses aktif. Tiap kedipan kelopak mata membantu memompa air mata melalui sistem ini.

Struktur vaskular 
Mata mendapat pasokan darah dari arteri oftalmika melalui arteri retina, arteri siliaris, dan arteri muskularis. Saraf optik anterior mendapat pasokan darah dari cabang-cabang dari arteri siliaris. Retina mendapat pasokan darah dari cabang arteriol dari arteri retina sentral. Fovea sangat tipis sehingga tidak membutuhkan pasokan dari sirkulasi retina, dan mendapat darah secara tidak langsung, seperti juga lapisan luar retina, oleh difusi oksigen dan metabolit dari koroid melewati epitel pigmen retina. Cabang-cabang lain arteri oftalmika adalah arteri lakrimalis, yang memperdarahi galndula lakrimalis dan palpebral superior, cabang-cabang muskularis ke berbagai otot orbita, arteri palpebral medialis ke kedua kelopak mata, dan arteri supra orbitalis serta supra troklearis.

Jalur Penglihatan 
Mata berespons terhadap cahaya dan memicu potensial aksi aferen, yang menghubungkan mata dengan otak melalui nervus optik dan traktus optik. Mata manusia mampu mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang 400-700 nm. Gelombang cahaya dari sebuah objek masuk ke mata melalui kornea, kemudian melewati pupil menuju makula di retina. Perubahan intensitas cahaya memengaruhi ukuran diameter pupil; apabila cahaya sangat terang, pupil akan mengecil (miosis) dan apabila cahaya bersifat redup maka pupil akan melebar (midriasis). Gelombang cahaya dipantulkan secara konvergen oleh kornea dan lensa kristalin ke titik fokus yang berlokasi di permukaan posterior lensa. Cahaya yang terbiaskan oleh lensa selanjutnya melewati vitreous, dan terfokuskan pada retina, yaitu makula. Cahaya yang mencapai fotoreseptor pada retina (reseptor batang mendeteksi intensitas cahaya, dan reseptor kerucut mendeteksi warna) akan menyebabkan perubahan pada senyawa kimia rhodopsin yang akan befungsi untuk menyampaikan potensial aksi (sinyal elektrik). Sinyal elektrik diteruskan ke sel bipolar yang merupakan neuron orde pertama dari jaras optikus. Informasi kemudian diteruskan ke sel ganglion yang berperan sebagai neuron orde kedua di lapisan retina. Serabutnya menyatu pada diskus optikus. Selanjutnya dikirim melalui nervus optik melalui jalur penglihatan hingga ke korteks visual pada lobus oksipital otak belakang. Di sinilah sinyal elektrik diinterpretasi sebagai gambar visual.

Proses penglihatan membutuhkan vitamin A dalam bentuk retinal. Di dalam mata, retinal akan berikatan dengan protein opsin untuk membentuk rhodopsin dalam reseptor batang dan iodopsin dalam reseptor kerucut. Rhodopsin diperlukan untuk melihat pada kondisi cahaya redup, sedangkan iodopsin diperlukan untuk penglihatan warna. Kekurangan vitamin A akan menghambat pembentukan rhodopsin sehingga menyebabkan gejala awal defisiensi yaitu rabun senja.

Rujukan

Referensi 
 David Hunter Hubel (1989), Eye, Brain and Vision. New York: Scientific American Library.
 David Marr (1982), Vision: A Computational Investigation into the Human Representation and Processing of Visual Information. San Francisco: W. H. Freeman.
 R.W. Rodiek (1988). "The Primate Retina". Comparative Primate Biology Vol. 4 of Neurosciences. (H.D. Steklis and J. Erwin, editors.) pp. 203–278. New York: A.R. Liss.
 Matthew Schmolesky, The Primary Visual Cortex 
 Martin J. Tovée (1996), An introduction to the visual system. Cambridge University Press, ISBN 0-521-48339-5 (References, pp. 180–198. Index, pp. 199–202. 202 pages.)
 Andreas Vesalius (1543) De Humani Corporis Fabrica (On the Workings of the Human Body)
 Torsten Wiesel and David Hubel (1963), "The effects of visual deprivation on the morphology and physiology of cell's lateral geniculate body". Journal of Neurophysiology 26, 978-993.

Pranala luar 
 "Webvision: The Organization of the Retina and Visual System" - John Moran Eye Center at University of Utah
 VisionScience.com - An online resource for researchers in vision science.
 Journal of Vision - An online, open access journal of vision science.
 Hagfish research has found the “missing link” in the evolution of the eye. See: Nature Reviews Neuroscience. 

 
Sistem indra
Otak