:: Navod na pouziti vesmiru ::

Zrak je bezesporu nejdůležitějším lidským smyslem; vždyť jeho prostřednictvím získáváme až osmdesát procent informací o světě kolem nás. A vlastně není divu, evoluce ho totiž za několik desítek milionů roků dotáhla téměř k dokonalosti; jeho podivuhodná anatomie, komplikované zpracování zachyceného obrazu, součinnost očí s mozkem -- o tom všem máme stále jenom velmi omezené představy.

Pitva

Pod rukama zručného anatoma má oko dospělého člověka více méně kulový tvar o průměru asi dva a půl centimetru s hmotností kolem třiceti gramů. Celou jeho vnější stranu pokrývá neprůhledná bělima, která chrání oko a také drží jeho tvar. U dětí bývá poměrně tenká, až skrz ní prosvítají modré cévy, později však bělima získá bílé zabarvení a ve stáří, jelikož se v ní postupně ukládá tuk, nakonec i žlutý odstín.

Bělima připomíná vzhledem šlachu a patří mezi nejpevnější struktury lidského těla. Dokonce i její přeříznutí ostrým skalpelem není vůbec jednoduché. V její přední části se však nachází průhledná vypouklá rohovka, jíž vstupuje světlo dál do oka. Právě zde, na rozhraní vzduchu a pevné tkáně, dochází k prvnímu a zcela zásadnímu lomu světla, takže rohovka vlastně funguje jako spojka s optickou mohutností kolem čtyřiceti dioptrií. Na povrchu rohovky také občas plují známé "mžitky", patrné při pohledu na rovnoměrně jasnou plochu. Ve skutečnosti jde o odumřelé buňky a nejrůznější prach, který se náhodou dostal na rohovku. O jejich odstranění se starají jednak víčka, jednak stále se tvořící slzy.

Jak by vypadal pohled na svět bez rohovky zjistíte, když se bez potápěčských brýlí ponoříte do čisté vody. Vzhledem k podobnému indexu lomu zde totiž ztratí refrakční schopnosti.

Po průchodu rohovkou a komorou vyplněnou komorovou vodou narazí světlo na duhovku. Jejím úkolem je regulovat množství světla vstupujícího do vnitřních částí oka: duhovka pohlcuje rozptýlené paprsky a zorničkou (tmavým otvorem uprostřed) propustí jenom usměrněný svazek světelných paprsků. Podobně jako clona u fotoaparátu se na světle duhovka stáhne, takže průměr zorničky klesne na jeden až dva milimetry, naopak při slabém osvětlení se rozšíří na čtyři až devět milimetrů.

Maximální průměr zorničky je individuální a u pozorovatelů noční oblohy ovlivňuje parametry kupovaného triedru nebo nejmenšího zvětšení u dalekohledu. Pokud je totiž výstupní pupila teleskopu větší než největší průměr vaší zorničky, pak část světla posbíraného objektivem přichází vniveč -- dopadne na neprůhlednou duhovku.

Za duhovkou leží čočka -- dvojvypuklá s větším zakřivením zadní plochy než přední -- o průměru devět až deset milimetrů a maximální tloušťce čtyři milimetry. Po stranách je zavěšena na drobných vláknech vystupujících ze svalu řasnatého tělíska, která se ukrývají pod duhovkou a jenž podle potřeby mění její napětí a tvar. Čočka sice k celkové optické mohutnosti oka přispívá jenom menší částí -- asi dvaceti dioptriemi, je však nesmírně důležitá pro zaostřování (tzv. akomodaci). Při pohledu do blízka se okolní sval stáhne a uvolní vlákna, takže se čočka vlastní pružností vyklene a zaostří. Při pohledu do dálky jsou vlákna naopak napjata a čočka zůstane zploštělá. Proto se při pohledu do dálky oči neunaví (sval není v akci), zatímco při ostření na blízko ano.

Podtrženo a sečteno, celková optická mohutnost oka je asi šedesát dioptrií, neboť výsledná ohnisková vzdálenost činí pouze sedmnáct milimetrů. K lomu světla dochází na rozhraní vzduchu a rohovky, rohovky a komorové vody, komorové vody a čočky, resp. čočky a sklivce.

Čočka neustále zajišťuje, aby se na zadní stěně oka tvořil zmenšený převrácený obraz okolního světa před námi (do správné orientace si ho "přehazuje" mozek). Pokud je však oko mírně "prodloužené" nebo "zkrácené", trpíme krátkozrakostí nebo dalekozrakostí. V prvním případě se paprsky soustředěné rohovkou a čočkou při pohledu do dálky setkávají už před sítnicí, ve druhém případě leží naopak ohnisko až za zadní stěnou. Vady, které nezvládne odstranit čočka, se naštěstí korigují brýlovou rozptylkou (krátkozrakost) nebo spojkou (dalekozrakost).

Prostor mezi čočkou a zadní stěnou oka, kde se nachází cévnatka a sítnice, vyplňuje dokonale průhledný rosolovitý sklivec. Neobsahuje vůbec žádné buňky a jeho úkolem je nejen zajistit kulový tvar celého oka, nýbrž také tlakem udržet hladkou sítnici na buňkách, co leží pod ní. (Možná jste už někdy slyšeli o "odchlípnutí" sítnice. Není totiž ke svému "podloží" nijak přirostlá a může se uvolnit. Většinou ji však sklivec dobře přitlačuje.)

Cévnatka je spojena s bělimou a distribuuje po vnitřní stěně čerstvou krev (a odvádí použitou). Tím jednak vyživuje tkáň (hlavně receptory), jednak odvádí teplo vznikající soustředěným světelných paprsků. Například během slunečného dne. O její červené barvě, barvě krve, podávají názorný důkaz charakteristicky zabarvené zorničky na fotografických snímcích s bleskem. Součástí cévnatky je i temná, tzv. pigmentová vrstva.

Na cévnatce leží sítnice. Vývojově patří k mozku, její tloušťka je pouze čtvrt milimetru a velikost má srovnatelnou s poštovní známkou. Pokrývá zhruba dvě třetiny vnitřní plochy oka a tvoří ji několik vrstev, včetně nervů, které přenášejí informace ve směru kolmém k sítnici i paralelně s povrchem. Teprve pod nimi pak leží buňky citlivé na světlo: čípky a tyčinky.

Těch prvních je zhruba sedm milionů, těch druhých až sto dvacet milionů. Čípky nám za dostatečného osvětlení zprostředkovávají barevné vidění, pokud je však šero nebo úplná tma, nastupují do akce mnohem citlivější a početnější tyčinky. Jejich nevýhodou je černobílost.

Na první pohled nelogické "obrácené" uspořádání sítnice je dáno existencí pigmentové vrstvy naléhající na tyčinky a čípky. Je tmavá, obsahuje černé barvivo, a slouží k pohlcování fotonů, které se nepohltily ve fotoreceptorech a po odrazu by interferovaly s přicházejícím světlem. Brání tak tvorbě řady rušivých efektů snižujících ostrost a věrnost vidění.

Oba druhy receptorů světla přitom nejsou po sítnici rozmístěny rovnoměrně: Při přímém pohledu je naproti zornici tzv. žlutá skvrna a v ní i drobná prohlubeň -- fovea centralis (žlutá je však jenom u mrtvých, jinak je temně oranžová). V této oblasti o průměru zhruba jeden milimetr dochází k trvalému rozestoupení nervových buněk uložených nad čípky, proto na ně světlo dopadá přímo a nemusí se prodírat několika vrstvami. V přímém pohledu tedy vidíme nejlépe.

Na tohle varování jste určitě už několikrát narazili, ostatně je běžnou součástí i těchto stránek: V žádném případě nesmíte na oslnivý sluneční disk sledovat bez speciálních pomůcek. Ať již budete pozorovat pouhým okem, dalekohledem, hledáčkem fotoaparátu či videokamery, vždy je nutné chránit se filtry, které dostatečně zeslabí viditelné i infračervené záření. Bez nich je takový pohled nejen nebezpečný, ale dokonce může vést k trvalé ztrátě zraku! Ale možná vás ale napadne, zda se to příliš nepřehání...
Nebezpečí poškození zraku při sledování Slunce nelze v žádném případě podceňovat. Naopak -- výše uvedené varování je na místě a každý by ho měl brát na zřetel! A to dokonce i při sledování jiných, velmi jasných zdrojů světla!
Na druhou stranu... Na druhou stranu se ale mnozí oftalmologové podivují nad "hysterií" kolem laserových ukazovátek, které běžně používá řada přednášejících. Případ, že by si jejich prostřednictvím někdo poškodil zrak, zřejmě neexistuje! Navíc je na světě nejméně jedna odborná studie, během které si tři dobrovolníci po celých patnáct minut nechali takovým ukazovátkem svítit do očí, aniž by se jim cokoli stalo! Černým humorem pak zavání dodatek, že tihle lidé měli na očním nervu zhoubný nádor -- takže experiment prodělali těsně před amputací oka.
Nebo třeba takový Galileo Galilei, o kterém se traduje historka, že si pozorováním Slunce zcela zničil zrak. Zní hezky poučně, pravdivá však není. "Mějme ohled na fakt, že se oslnivý sluneční disk sledovaný pomocí dalekohledu jeví mnohem jasnější než okolí...," uvádí doslova v jedné ze svých publikací. Svědectví o tom, jaké důsledky měly takové studie, naznačuje poznámka Thomase Harriota, Galileova současníka a v mnoha případech i nezávislého objevitele řady nebeských jevů. V únoru 1612 nejen pozoroval dalekohledem na Slunci skvrny (objev však nepublikoval), ale zjistil také, že se mu "na více než hodinu zastřel zrak". Pravda je však taková, že Galileo oslepl až sedmdesátiletý, následkem šedého a zeleného zákalu. Čtvrt století po onom poněkud drastickém výzkumu slunečního povrchu.

Kliknete-li na obrázek, přehraje se vám animace Galileových kreseb Slunce pořízených mezi 2. červnem a 8. červencem 1613. (The Galileo Project. Rice University, mpeg, 1 MB)

Stejný, byť nechtěný důkaz přinesl i jeden pracovník brněnské hvězdárny. Traduje se historka, že se kdysi na několik sekund podíval patnácticentimetrovým dalekohledem na Slunce. Bez jakéhokoli filtru! Spatřil prý nádhernou zářící kouli obklopenou řadou fantastických paprsků... S podobným výsledek dopadl i nechtěný experiment jiného pozorovatele: Chtěl jsem říct, že jsem viděl dalekohledem pouhým okem přímo disk Slunce při zaostřování foťáku během focení částečného zatmění v roce 1996. Měl jsem tehdy ještě Smenu, takže jsem se musel podívat do tubusu okulárem, srovnat Slunce na střed, přiložil foťák za okulár, stisknout spoušť, podívat se do okuláru, jestli se to nehnulo. Objektiv (5 cm) byl přicloněn na 1,5 cm, přes Slunce chodily slabé mraky. ;-) Žiji a vidím. :-)
Proč se tedy tak důsledně varuje před nebezpečím pohledu dalekohledem na Slunce? Není to jenom reklamní trik výrobců ochranných brýlí? Ano i ne. Skutečně je pravda, že si už několik lidí zrak poškodilo. Třeba při sledování zatmění. O část zraku dočasně přišel i Isaac Newton, jenž ve svých 22 letech kolem poledne namířil ke Slunci svůj zrcadlový dalekohled (dokonce ze zcela temné místnosti, takže rozšířená zornice maximalizovala škody).
Nejrůznější odborné studie, stejně jako analýzy pojišťovacích společností, však naznačují, že k popálení zraku jen tak nedojde; nehoda většinou skončí poškozením svrchní vrstvy sítnice, nikoli neobnovitelných čípků a tyčinek. Při pohledu BEZ dalekohledu si totiž oči i při několik desítek sekund dlouhém pohledu většinou nemůžete poškodit; hovoří o tom výsledky experimentu uspořádaného podobně jako v případě s laserovým ukazovátkem.
Nebezpečí se ale objevuje tehdy, když byste se na Slunce dívali delší dobu DALEKOHLEDEM. Jednak je obrázek slunečního disku na sítnici v takovém případě větší, jednak do oka proudí výrazně větší množství světla. S dalekohledem o průměru objektivu sedm a půl centimetru a zvětšení řekněme 25krát vzroste teplota zadní stěny oka po první sekundě o více než deset stupňů Celsia a po deseti sekundách dokonce o 35 stupňů. Za takové teploty už odumírají jednotlivé buňky...
To ale platí v době kolem poledne. Při západu je Slunce natolik ztlumeno zemskou atmosférou, že je ohřátí sítnice asi čtyřikrát nižší. V té době je tedy i KRÁTKÝ pohled menším dalekohledem (tj. triedrem) relativně bezpečný. Většinou je však stále ještě značně nepříjemný, takže k pohodlnému sledování určitě sáhnete po nějakém filtru. Ostatně svědčí o tom zkušenost milionů lidé, kteří se někdy kochali takovým západem Slunce za vzdáleným obzorem.
Důvod, proč před objektiv dalekohledu umístit spolehlivý filtr, je však ještě jeden. Bez něj se totiž velmi rychle ohřeje optika v okuláru, která pak může doslova explodovat. Stejně tak dopadne i filtr, jenž byste připevnili za dalekohled: praskne nebo se protaví. Do ohrožení se tak kromě sítnice dostává i rohovka a duhovka. Světlo vstupující do oka sice nemusí v daný okamžik vadit sítnici, může však vážně poškodit svrchní vrstvy těchto dvou citlivých částí: Při pohledu dalekohledem hrozí nebezpečí popálení rohovny nebo duhovky, poškodit je mohou i střepy z prasklého, tepelně namáhaného okuláru. Naštěstí vás ale prudká bolest ihned donutí ucuknout z hlavou, takže k vážnému poranění většinou nedojde.
Pokud se tedy s triedrem díváte na zapadající Slunce, stát se vám nic nemůže, pokud je ale hodně vysoko, už byste se měli mít na pozoru! Totéž samozřejmě platí pro větší dalekohledy. V tomto případě dokonce i v době, kdy je naše denní hvězda nízko nebo dokonce už zapadá.
Podtrženo a sečteno:

Oslepl Galileo v důsledku pozorování Slunce?
V žádném případě.

Můžeme si poškodit zrak při pozorování Slunce dalekohledem?
Ano, ale jenom za výjimečných podmínek, například když se podíváte hodně velkým přístrojem, nebo když vám praskne filtr za okulárem nebo přímo okulár.

Můžeme při tom zcela oslepnout?
Zřejmě nikoli, můžeme však zrak ztratit částečně.

Je nebezpečné sledovat zapadající Slunce bez dalekohledu?
Pokud je níže než pět stupňů nad obzorem, pak ani náhodou. Pohledu běžným dalekohledem bez filtrů byste se však měli vyhnout i v tomto případě.

Je poškození sítnice při pozorování trvalé?
Ano, je-li příliš vážné. Zhruba polovina lidí, která při takové události přijde o část zorného pole, se však v průběhu několika měsíců nebo roků zcela "uzdraví". "Slepou skvrnu", která tímto způsobem na sítnici vznikne, se totiž oko naučí časem korigovat. Stejně jako v případě slepé skvrny, s níž jsme se už narodili.

Ať už jsou tyto odpovědi jakkoli optimistické, vy něco takového rozhodně nezkoušejte. Oči máte jenom jedny a hořící papír v ohnisku byť i malého dalekohledu je pro nás všechny více než názorným varováním! Jak takové popálené oko vypadá, si ostatně můžete názorně prohlédnout na přiloženém snímku sítnice poškozené během sledování částečného zatmění Slunce v roce 1996. Faktem zůstává, že při krátkém pohledu dalekohledem o zrak zcela nepřijdete. Avšak následné problémy ani částečná ztráta citlivosti očí na světlo za to většinou nestojí. Buďte tedy i nadále opatrní a vždy používejte patřičné filtry.

Ve žluté skvrně má většina lidí pouze čípky -- jejich hustota směrem k okrajům prudce klesá (viz obrázek). Proto se nám při periferním vidění ztrácí barevný vjem. Pokud se třeba koutkem oka podíváte na pestrobarevný papír, jednotlivé odstíny rozeznáte jenom stěží.

Nejvíce tyčinek je zhruba dvacet, třicet stupňů od centrální jamky, směrem ke spánku. K okrajům zorného pole pak hustota těchto buněk opět klesá. Takže pokud chcete v noci zahlédnout nejslabší možné objekty, musíte se dívat mírně nad nebo pod pozorovaný světelný zdroj. Pak totiž světlo soustředěné rohovkou a čočkou dopadá do míst, kde je nejvíc tyčinek a kde jsou naše oči ve tmě nejcitlivější.

Je tu ovšem jedna podstatná výjimka: Ve vzdálenosti kolem dvaceti stupňů, směrem k nosu, se na sítnici vyskytuje tzv. slepá skvrna, kde se žádné receptory světla nenacházejí. Právě v těchto místech oko opouští zrakový nerv, jenž vede informaci od tyčinek a čípků do mozku. Za to, že si normálně existenci slepé skvrny neuvědomuje, vděčíme skvělým korekčním schopnostech centrální nervové soustavy.

Přesto však existuje velmi jednoduchý experiment, který existenci slepé skvrny lehce odhalí. Zavřete levé oko a pravým se podívejte na kříž vlevo. Nyní začněte zvolna oddalovat hlavu od monitoru... V určitém okamžiku vám kolečko na pravé straně zmizí; v té chvíli sledujete křížek právě slepou skvrnou.

Oko má průměr zhruba dva a půl centimetru. Jeho povrch tvoří bělima, která připomíná šlachu a je jednou z nejpevnějších struktur těla. Dokonce i skalpelem ji přeříznete stěží. (mpeg, 6,9 MB)

Z vnějšku jsou k oku připojeny svaly, které s ním natáčí do patřičného směru. Navíc vykonávají neustálé mikropohyby, čímž "scanují" okolní scénu. Systém vnímání je založen na neustálé změně vizuální scény. Pracuje relativně, stále vyhodnocuje změny světelné situace. (mpeg, 6,9 MB)

Sítnice patří vývojově k mozku. Má tloušťku jen 1/4 mm a k vnitřní stěně oka ji přitlačuje sklivec. Pod sítnicí se nachází cévnatka s vrstvou tmavých pigmentových buněk. Ty jednak pohlcují rozptýlené světlo, jednak se účastní adaptace receptorů. Za příliš velkého osvětlení totiž zakryjí citlivé části tyčinek. Po odstranění sklivce má pigmentová vrstva krásnou modrou barvu. (mpeg, 5,8MB)

Cesta světla

Jak vlastně čípky a tyčinky lapají světlo? Pomocí důmyslné chemie. Foton, resp. sprška fotonů, se nejdříve prodere skrz rohovku, oční komory, sklivec, vrstvu nervových buněk sítnice na zadní straně oka až nakonec dopadne na tyčinku nebo čípek (na ně pak naléhá temná pigmentová vrstva, za ní je cévnatka a nakonec vše obalující bělima).

V receptorech citlivých na světlo přitom číhá zvláštní sloučenina -- u tyčinek rhodopsin, u čípků iodopsin, která se po absorbování fotonu rozloží a spustí tak řadu chemických procesů, na jejichž konci je drobné množství energie. Tento slabý elektrický signál nervová vlákna přivedou do mozku, konkrétně do týlního laloku, ve kterém jsou uloženy "programy", pomocí nichž dovedeme podle informace z jednotlivých buněk zaostřit obrysy, vyplnit obrazce, odhadnout jejich jasnost, symboly a tvary v černobílé i barevné podobě. Pokud vás tedy někdo udeří nešikovně zezadu do hlavy, můžete oslepnout!

Celá procedura je o to složitější, že informace nepřichází od jednotlivých buněk přímo. Už v samotné sítnici se totiž zachycený obraz dočká značně složitého zpracování: Zrakový nerv, který vede signál do mozku, splétá pouze půl druhého milionu vláken, kdežto čípků a tyčinek je přibližně stokrát více. Proto dochází k mohutné integraci (tzv. konvergenci) vizuální informace: signály z několika čípků nebo tyčinek jsou vedeny jedním vláknem.

Sčítání těchto podnětů však není všude stejně veliké: Největší je na okrajích, kde na tisíc tyčinek připadá jeden neuron, nejmenší ve žluté skvrně. Tam je na jeden čípek napojeno jedno vlákno. Velké konvergenci na periferii odpovídá malá rozlišovací schopnost, ale o to větší citlivost (dochází ke sčítání podnětů z mnoha receptorů), která se využívá v obranném reflexu: Koutkem oka jsme citliví na rychlé změny. Například snadno odhalíte blikání televizní obrazovky nebo filmu v kině, které je v přímém pohledu nepostřehnutelné. (Naši předci si díky této vlastnosti lépe všímali nejrůznějších šelem útočících z boku.) Naopak malá konvergence přináší větší ostrost obrazu, proto je žlutá skvrna a zvlášť centrální jamka místem nejostřejšího vidění (ve dne).

Moderní studie dokonce ukazují, že jednotlivé receptory mezi sebou "čile" komunikují. Sítnice není jenom detektor světla, ale dynamický systém, jenž se dokáže pružně nastavovat podle okamžité potřeby. Většina procesů probíhá na úrovni nepřístupných vědomí a zjevný je až výsledek, tedy obraz světa kolem nás. Tím, co sítnice dokáže provést se získanými informacemi, se řadí k nedostižným vrcholům biologické miniaturizace a proto dosud neexistuje uspokojivý model její práce.

Den

Za dostatečně velkého osvětlení umožňují čípky zachytit světlo v rozsahu vlnových délek od zhruba sedmi set nanometrů do čtyř set nanometrů, s maximální citlivostí poblíž 555 nanometrů (žlutozelená barva). Oko přitom zvládne rozpoznat barevné odstíny s rozdílem kolem jednoho nanometru! Tuto fantastickou vlastnost zajišťují hned tři různé druhy receptorů: příroda nás totiž obdařila čípky s třemi různými typy sloučeniny iodopsinu. Všechny absorbují světlo v celém viditelném spektru, ale každý druh je nejvíc citlivý buď na oranžovou, zelenou nebo modrofialovou barvu. Výsledný barevný vjem vzniká až po složením jejich podnětů, stejně jako u barevné televize. Zajímavé je, že jsme schopni vnímat i ultrafialové světlo. Normálně je pohlceno čočkou, ale lidé, kteří ji mají umělou, vidí i předměty nasvícené pouze ultrafialovým zářením.

Přesto všechno fungují čípky i v noci: při pozorování hvězd bez dalekohledu dokážeme odhadnout barevné odstíny v rozmezí od +1 magnitudy do -2 magnitud. Slabší i jasnější objekty pak většinou vnímáme jako bílé. Ty první proto, že je sledujeme tyčinkami, ty jasnější interpretují adaptované čípky jako bílé, i když bílé nejsou Jako světlé se nám ostatně jeví všechny jasné objekty; příkladem může být vlákno žárovky, rozpálená kamna nebo Slunce.

Hodně nápadné objekty se navíc mohou zdát i větší. Tato tzv. iradiace je nápadná například u úzkého měsíčního srpku krátce po novu: Poloměr okraje osvětleného Slunce se jeví větší než poloměr neosvětlené část. Je však zřejmé, že jde jenom o fyziologický jev.

Noc

Se snižujícím se osvětlením klesá citlivost čípků a oko přechází od barevného vidění k černobílému. Za soumraku se nejdříve "vypnou" čípky citlivé na oranžovou, pak na modrou i na zelenou a v okamžiku, kdy nastane úplná tma, přestaneme barvy vnímat úplně. Navíc se nám svět kolem nápadně rozostří.

Noční neostrost mají na svědomí nedostatky našeho oka, které se projeví až po roztažení zornice. Rohovka je totiž více zakřivená vertikálně než horizontálně, takže se paprsky procházející různými částmi sbíhají buď před nebo za ideálním ohniskem. Ve dne, kdy je zornice malá, dokáže tuto vadu korigovat sám mozek, v noci však světlo do oka vstupuje i okrajovými částmi rohovky, takže se obraz nápadně rozostří. Pokud je tento tzv. fyziologický astigmatismus obzvlášť velký, koriguje se pomocí cylindrických brýlí.

Noční vidění nám zprostředkovávají tyčinky, které všechny obsahují pouze jeden druh sloučeniny reagující na světlo, rhodopsin. Proto dávají pouze černobílý vjem, avšak na druhou stranu jsou tyto buňky výrazně citlivější; na jejich podráždění stačí několik desítek fotonů, na rozdíl od čípků, které ke vjemu potřebují proud alespoň několika stovek či spíše tisíců fotonů za sekundu.

Tyčinky dokáží vnímat světlo v rozmezí vlnových délek od čtyř set do šesti set padesáti nanometrů s maximem u 510 nanometrů a největší citlivosti přitom dosahují až po několika desítkách minut pobytu ve tmě. Za dne, nebo jen v dobře osvětlené místnosti, se totiž pod náporem všudypřítomných fotonů v tyčinkách rozloží většina rhodopsinu a buňky přestanou zcela fungovat. Navíc tyčinky za jasného osvětlení zakrývají buňky z temné pigmentové vrstvy, oné již zmiňované části cévnatky.

Pokud ale nastane šero, začnou si naše oči rychle přivykat i na slabé světelné zdroje. Během prvních několik minut se rozšíří zornice, takže do oka začne vstupovat více světla, navíc se vynoří citlivé části tyčinek z pigmentové vrstvy. Poté se v další půlhodině regenerují rhodopsinové molekuly (menší část přímo v oku, větší v játrech, které obsahují potřebné enzymy). S rostoucí koncentrací roste šance jejich zasažení fotony a tak stoupá i citlivost sítnice. Navíc se, zatím nepříliš pochopenými mechanismy, nastavují jednotlivé okruhy receptorů v závislosti na intenzitě osvětlen a vzájemně se tak informují o všech zachycených fotonech.

Naopak zpětné přizpůsobení na normální osvětlení proběhne během několika desítek sekund. Poté musí oko projít opět celou zdlouhavou adaptací na tmu.

Finální citlivost tyčinek ovlivňuje řada faktorů; především dostatek kyslíku a cukru v krvi. Proto kuřáci vidí huře než nekuřáci. Chcete-li si navíc "pomoci", je vhodné během pozorovací noci tu a tam zakousnout něco sladkého... Naopak vyvarovat byste se měli alkoholu, jenž snižuje nejen citlivost sítnice, ale též funkce mozku. Množství rhodopsinu v neposlední řadě ovlivňuje i denní "dávka" ultrafialového záření. Takže pokud chcete večer pozorovat, vezměte si s sebou v létě na pláž a v zimě na lyžování dobré sluneční brýle.

Sklivec je rosolovitá hmota bez buněk (ve formaldehydu získá mléčné zabarvení), která zajišťuje kulový tvar oka. Sprška fotonů se nejdříve prodere skrz rohovku, oční komory, sklivec, vrstvu buněk sítnice na zadní stěně až nakonec dopadne na tyčinku nebo čípek (na ně naléhá pigmentová vrstva, za ní cévnatka a nakonec bělima). (mpeg, 6 MB)

Změnou napětí čočky dochází k zaostřování oka. Čočka se skládá z několika vrstev, podobně jako cibule. Během života se vytvářejí stále nové vrstvy, přičemž ty starší tvrdnou. Tím se snižuje pružnost čočky a postupně i optické kvality oka. (mpeg, 9,3 MB)

Na šedivé sítnici je slepá skvrna, která vypadá jako světlý flíček. Kousek od ní se nachází tzv. žlutá skvrna, kde dochází k trvalému rozestoupení nervových buněk uložených nad čípky. Proto na ně světlo dopadá přímo a nemusí se prodírat několika vrstvami. (mpeg, 7,6 MB)

Know how

Mechanismus pozvolné adaptace tyčinek na tmu má pro pozorovatele hvězdné oblohy zcela fatální důsledky: Při nočních toulkách se důsledně vyhýbejte jakémukoli silnému osvětlení. Vždyť ty nejslabší možné hvězdy, mlhoviny nebo galaxie dokážeme zahlédnout teprve po půl hodině pobytu ve tmě! Jestliže budete přecházet z venku do běžně osvětlené místnosti, nemusíte -- snad až na Měsíc -- vůbec oblohu pozorovat. Skoro nic totiž neuvidíte!

Pokud si přeci jenom potřebujete během pozorování svítit, třeba do atlasu, deníku, na dalekohled či mapku, pak využijte jiné vlastnosti tyčinek: minimální citlivosti na tlumené, hodně červené světlo. Tuto barvu vnímáme především čípky, takže s baterkou vybavenou červenou svítící diodou (LED), prakticky neporušujeme adaptaci tyčinek na tmu. Oko zcela přivyklé na tmu přitom potřebuje k aktivaci sítnice zhruba třicet krát tisíc méně světla než při denním vidění.

Když už musíte během noci nezbytně navštívit místo, kde svítí bílé světlo -- třeba záchod, pak si na oči nasaďte červené brýle, například od "horského sluníčka". (Pozor, aby vás neoslnilo bílé světlo z boku!) S nimi se můžete pohybovat v osvětleném prostoru, aniž byste přišli o adaptované tyčinky. Vaše pověst normálního člověka ovšem utrpí...

Regenerace rhodopsinu a rychlost vedení vzruchů nervovými vlákny nakonec určuje i tzv. frekvenční práh, tedy frekvenci světelných záblesků, které oko ještě rozliší jako blikání. Za dobrého osvětlení se pro čípky pohybuje kolem padesáti hertzů (koutkem oka skutečně lehce odhalíme blikání televizní obrazovky), za šera pro tyčinky činí asi dvacet hertzů.

V tomto smyslu je velmi pěkný experiment se slabě zářící doutnavkou: Pokud s ní budete v noci mávat, určitě si snadno všimnete, že je její rozmazaný obraz pravidelně přerušovaný. Jde o výsledek na první pohled nepostřehnutelného blikání. Tentýž efekt dosáhnete tehdy, když budete s rychle kývající hlavou (zprava doleva) sledovat hodně vzdálenou pouliční lampu.

Důmyslné výzkumné projekty ukazují, že naše oči pomocí okohybných svalů neustále rychle kmitají. To proto, aby se celé zorné pole "oscanovalo" prostřednictvím fovea centralis. Jinak bychom viděli ostře jenom v úhlu kolem dvou stupňů. Dokonce lze prohlásit, že bychom bez těchto mikropohybů neviděli vůbec! Celý systém našeho vnímání je totiž založen na neustálé změně vizuální scény. Pracuje relativně, stále vyhodnocuje změny světelné situace, takže když se "nic nemění", přestaneme vidět.

Tyto pohyby jsou neovladatelné naší vůlí a člověk si je ani neuvědomuje. Přesto všechno lze nacvičit "nehybný pohled" dalekohledem a "exponovat" po pár sekund dopadající světlo. Můžete tak zahlédnout i výrazně slabší nebeské objekty, které vám při méně bedlivém pohledu lehce uniknou.

Optickou soustavou a průměrnou vzdáleností sousedních receptorů je určena i rozlišovací schopnost oka, tedy nejmenší úhlová vzdálenost dvou bodových zdrojů, které vidíte ještě odděleně. Za denních světelných podmínek se pohybuje kolem jedné úhlové vteřiny, ve výjimečných případech i menší. Proto lze třeba spatřit největší sluneční skvrny. V noci se však roztažením zorničky zhoršuje a na temném nebi mezi hvězdami klesá až na dvacet úhlových minut.

K otestování kvality vašeho zraku se snad nejlépe hodí některé široké dvojhvězdy. Máte-li totiž nějakou, byť i ve dne zcela zanedbatelnou vadu, v noci příliš dobře nevidíte. Například pokud byste měli nosit rozptylky o mohutnosti jedné dioptrie, pak uvidíte všechny stálice jako kotoučky o průměru dvacet pět úhlových minut. Takže dokonce ani Mizara s Alkorem z Velkého vozu nerozlišíte jako dva oddělené body.

Některé špatně rozlišitelné dvojice a skupiny hvězd se dokonce v minulosti dostaly jako "mlhoviny" do hvězdných katalogů. V levém křídle Labutě uvádí Klaudios Ptolemaios světlou skvrnu v místech, kde leží dvojce omega jedna a dvě Cygni. Tycho Brahe pro změnu pozoroval podobný útvar v okolí pí, omikron a ró Capricorni.

Maximální průměr zorničky navíc ovlivňuje i parametry kupovaného triedru nebo nejmenšího zvětšení u dalekohledu. Pokud je totiž výstupní pupila přístroje větší než největší průměr vaší zorničky, pak část světla posbíraného objektivem přichází vniveč -- dopadne na neprůhlednou duhovku. Takže pokud u dvaceticentimetrového dalekohledu použijete zvětšení patnáctkrát, projde vám do oka pouze tolik světla, jako sesbírá přístroj o průměru objektivu jenom deset centimetrů. (U zrcadlových dalekohledů navíc střed objektivu zakrývá rovinné zrcátko...) Největší užitečné zvětšení zobrazuje bodové zdroje jako kroužky o postřehnutelném úhlovém průměru. To odpovídá výstupní pupile o průměru kolem půl milimetru (jeho velikost si opět snadno vypočítáte). Obraz poskytovaný velkými dalekohledy ale bývá díky neklidu zemské atmosféry často rozmazán i při menších zvětšení.

Co dodat závěrem? Jezte hodně ovoce a zeleniny, obzvlášť té, která je bohatá na vitamín A. Právě jeho množství totiž ovlivňuje zastoupení rhodopsinu v tyčinkách a iodopsinu v čípcích. Při dlouhodobém nedostatku se proto mohou dostavit nejrůznější problémy, včetně šerosleposti! Na druhou stranu se ale v žádném případě nemusíte orientovat pouze na známou mrkev. Pokud totiž vaše strava obsahuje dostatek vitamínu A, zrak vám nezlepší ani zchroupání půl tuny mrkve.

Oko v kostce

Před nočním pozorováním se nejméně půl hodiny adaptuje na tmu. Vyhýbejte se jakémukoli silnému osvětlení, obzvlášť bílému. Vadit může i jediná vzdálená pouliční lampa.

Musíte-li si při pozorování přeci jenom posvítit, pak jedině tlumeným červeným světlem, na které jsou tyčinky nejméně citlivé. Jinak přijdete o adaptaci na tmu! K tomuto účelu se nejlépe hodí červené svítící diody (LED).

Pokud hodláte v noci navštívit místo, kde svítí bílé světlo, nasaďte si na oči tmavé červené brýle. S nimi se můžete pohybovat v místnosti, aniž byste přišli o tak důležitou adaptaci na tmu. Do některých lamp lze také natrvalo zamontovat červené fotografické žárovky.

Při pozorování dalekohledem využívejte boční pohled. Tj. dívejte se mírně nad nebo pod sledovaný objekt tak, aby světlo dopadalo do míst s největší hustotou tyčinek.

Zkuste si nacvičit delší "expoziční doby" a daný objekt sledujte alespoň po několik sekund. Třeba tak zahlédnete více detailů.

Citlivost očí závisí i na dostatku vitamínu A, ze kterého si tělo vyrábí rhodopsin. Navíc během pozorování nikdy nekuřte. Nikotin, resp. nedostatek kyslíku v krvi, snižuje citlivost tyčinek (totéž platí i pro alkohol). Jinak si zhoršíte postřeh. Skutečně, nekuřáci vidí zhruba o magnitudu slabší stálice než tabakisté. Na druhou stranu neuškodí se párkrát zakousnout do nějaké sladké tyčinky :-)