Ночное видение
Ночное зрение — это способность видеть в условиях низкой освещенности либо естественным образом с помощью скотопического зрения , либо с помощью прибора ночного видения . Ночное видение требует как достаточного спектрального диапазона , так и достаточного диапазона интенсивности . У людей плохое ночное зрение по сравнению со многими животными, такими как кошки , лисы и кролики , отчасти потому, что в человеческом глазу отсутствует Tapetum lucidum , [1] ткань за сетчаткой, которая отражает свет обратно через сетчатку, тем самым увеличивая количество света, доступного для фоторецепторов. .
Методы спектрального диапазона, полезные в ночное время, могут обнаруживать излучение, невидимое для человека-наблюдателя. Человеческое зрение ограничивается небольшой частью электромагнитного спектра, называемой видимым светом . Расширенный спектральный диапазон позволяет зрителю использовать преимущества невидимых источников электромагнитного излучения (например, ближнего инфракрасного или ультрафиолетового излучения). Некоторые животные, такие как креветка-богомол и форель , могут видеть в гораздо большей части инфракрасного и/или ультрафиолетового спектра, чем люди. [2]
У многих животных ночное зрение лучше, чем у людей, что является результатом одного или нескольких различий в морфологии и анатомии их глаз. К ним относятся наличие большего глазного яблока, большего хрусталика, большей оптической апертуры (зрачки могут расширяться до физического предела век), больше палочек, чем колбочек (или исключительно палочек) в сетчатке , и тапетум люцидум .
Расширенный диапазон интенсивности достигается с помощью технологических средств за счет использования усилителя изображения , ПЗС-матрицы с умножением усиления или других массивов фотодетекторов с очень низким уровнем шума и высокой чувствительностью .
Все фоторецепторные клетки глаза позвоночных содержат молекулы фоторецепторного белка , который представляет собой комбинацию белка фотопсина в клетках цветового зрения , родопсина в клетках ночного видения и сетчатки (небольшая молекула фоторецептора). Ретиналь претерпевает необратимое изменение формы, когда поглощает свет; это изменение вызывает изменение формы белка, окружающего сетчатку, и это изменение затем вызывает физиологический процесс, приводящий к зрению.
Сетчатка должна диффундировать из зрительной клетки из глаза и циркулировать через кровь в печень, где она регенерируется. В условиях яркого освещения большая часть сетчатки находится не в фоторецепторах, а вне глаза. Для перезарядки всех белков фоторецепторов активной сетчаткой требуется около 45 минут темноты , но большая часть адаптации ночного зрения происходит в течение первых пяти минут пребывания в темноте. [4] Результатом адаптации является максимальная чувствительность к свету. В темноте только палочки обладают достаточной чувствительностью, чтобы реагировать и запускать зрение.
