الرئيسية » كيف تعمل الأشياء » أجهزة طبية » كيف تعمل الرؤية الصناعية

كيف تعمل الرؤية الصناعية

arifical-vision

 

 

العين نعمة من نعم الله علينا، ولعلنا لم نفكر كثيراً في كيف نرى الاشياء من حولنا؟ وكيف تعمل العين؟ فلو تخيلت عزيزي القارئ وانت تقرأ حروف هذه الكلمات التي لا يزيد ارتفاعها عن الثلاث مليمترات وعرضها المليمترين كم عدد المجسات الضوئية الموجودة في شبكية العين والتي يصل عددها لمئات الملايين لتنقل المعلومات التي تتجمع كل لحظة من الزمن من خلال الضوء الذي يصلها الدماغ لرؤية الاجسام.

إن شبكية العين تتركب من غشاء رقيق يحيط بالتجويف الداخلي للعين.  وتحتوي الشبكية على خلايا يعمل بعضها على استقبال الضوء الذي تم تحميعه بواسطة الجزء الامامي للعين ويعمل الباقي على ترجمة هذه المعلومات وارساله للدماغ عبر العصب البصري. وهذه عبارة عن وصف مختصر لعملية الابصار في الانسان التي تمكنا من رؤية الاشياء.


شريحة بسمك الشعرة وبقطر 2 مليمتر من السيليكون يمكنها ان تعمل عمل الشبكية

 

كيف تعمل شبكية العين

العين من احد اهم أعضاء جسم الانسان واكثرها دقة وتعقيداً. ولفهم كيف تتم الرؤية الصناعية فإنه من الضروري ان نعرف كيف تتم الرؤية في العين البشرية وما هو الدور الهام الذي تلعبه الشبكية لتمكننا من الرؤية وسوف نقوم بشرح مبسط لتوضيح ذلك من خلال الشكل الموضح ادناه لتفاصيل العين والاجزاء الرئيسية فيها.

 


تركيب عين الانسان

 

 

تعتمد عملية الرؤية على اربعة مراحل اساسية وهي

(1) دخول الضوء المتشتت عن الاجسام من حولنا إلى العين عبر القرنية.

(2) يتم تجميع الضوء بواسطة عدسة العين على الشبكية.

(3) ترسل الشبكية اشارة إلى الدماغ خلال العصب البصري

(4) يقوم الدماغ بدور المترجم والمفسر لتلك الاشارة ويحولها إلى صورة للجسم الذي ننظر إليه.

الشبكية غشاء معقد جداً في تركيبه ويحتوي على 10 طبقات من الأنسجة المؤلفة من أكثر من مليون خلية عصبية وما يقارب الـ 150 مليون خلية مستقبلة للضوء والتي تعرف باسم العصي والمخاريط Rods and Cones  وذلك نظراً لشكلها الذي يشبه العصي والمخاريط.

 

 

يستحث الضوء الساقط على هذه الخلايا على إطلاق مجموعات من الشحنات الكهربائية عبارة عن رسائل عصبية تعبر العصب البصري لتصل إلى مركز الابصار في الدماغ. وأي خلل في هذا المسار فإنه يوقف عملية نقل المعلومات ولا تتم عملية الرؤية.

 

 

ملاحظة: تعتمد الرؤية الواضحة في النهار على المخاريط Cones فقط حيث ان كل خلية مخروطية تتصل بعصب بصري خاص وتعمل هذه المخاريط في الضوء، اما في حالات الانارة الباهتة او في العتمة فإن الرؤية تعتمد على العصي Rods فقط وحيث ان كل مجموعة من العصي متصلة مع عصب بصري واحد فإن الرؤية لا تكون واضحة ولا تكون الالوان زاهية كما هي في النهار.  وهذا السبب في ان مشهد حديقة تبدو في ضوء النهار جميلة وزاهية الالوان وفي الانارة الباهتة تكون موحشة.

 

يوضح الشكل جزء مكبر من غشاء شبكية العين وفي الصورة على اليمين النقطة المضيئة تمثل الضوء الساقط على الشبكية وتستقبله الخلايا البصرية وهي العصي والمخاريط الموضحة في الصورة على اليسار

 

هناك عدد من الامراض التي يمكن ان تصاب بها الشبكية وتسبب خلل في عمل الخلايا البصرية (العصي والمخاريط).  ومن هذه الامراض ما يعرف باسم retinitis pigmentosa أو age-related macular degeneration الذان يسببان في ايقاف عمل الخلايا البصرية والتسبب في فقدان البصر إلى درجة الفقدان الكلي.  ووجد من الابحاث الطبية ان هذان المرضان لا يسببان اي خلل في العصب البصري وانما فقط في الطبقة التي تحتوي على العصي والمخاريط في الشبكية وبالطبع هذا كفيل بان يفقد الانسان بصره ولكن تحديد مشكلة سبب عدم الرؤية ادى الى ان يتجه العلماء بتفكيرهم نحو تطوير خلايا بصرية صناعية تقوم بعمل العصي والمخاريط وترسل الاشارات إلى العصب البصري ومنها إلى الدماغ لتعود الرؤية للعين.

 

الرؤية الصناعية

 


البقعة الصغيرة على القطعة النقدية هي حجم الشبكية الصناعية للعين

 

الشريحة الالكترونية الأولى Artificial Silicon Retina (ASR)

يوضح الشكل كيف تزرع شريحة السيليكون الالكترونية بين الطبقة الخارجية والداخلية لشبكية العين

 

تحتاج اي شريحة الكترونية الى الطاقة الكهربية لكي تتمكن من العمل ومن المدهش في هذه الشريحة انه تستفيد من الضوء الذي يصلها عن طريق العين كمصدر للتيار الكهربي لها.  وبهذا لا يحتاج إلى التفكير في بطارية صغيرة او اسلاك توصيل لتزويد الشريحة بالتيار الكهربي والا كان ذلك عائقاً في استخدامها كوسيلة لاعادة الرؤية واستبدال الشبكية بشبكية صناعية.

 

يستطيع المريض من خلال هذه الشريحة رؤية الالوان الابيض والاسود فقط ولايستطيع تميز الاجسام بالطريقة الطبيعية ولكن يستطيع ان يعرف ان هناك جسم ما أمامه.

جزء مكبر من شريحة السليكون الإلكترونية ASR توضح المجسات الضوئية التي عليها

 

الشريحة الالكترونية الثانية Artificial Retina Component Chip (ARCC)

 

وفي النهاية نحمد الله ونشكره على نعمة البصر والرؤية التي انعم الله بها علينا، ولعلك لاحظت عزيزي القارئ من هذا المقال كيف ان العلماء بتخصصات مختلفة عاكفون على تطوير أداة الكترونية لتعمل على مساعدة العين في الرؤية وبالرغم من كل هذه الانجازات التي قد تبهرنا في كيفية توصل العلماء إلى هذه التفاصيل الدقيقة إلا انه ليومنا هذا لا احد يستطيع ان يعرف ماذا يجري داخل مركز الابصار او بمعنى اخر كيف يستطيع الدماغ من ترجمة الاشارات والنبضات الكهربية التي تصله إلى صورة، سبحان الله.

للمزيد من المعومات حول الرؤية الصناعية يرجى الاطلاع على المواقع التالي على شبكة الإنترنت

http://www.devicelink.com/mddi/archive/99/07/003.html

http://www.optobionics.com/

 

 

تعليقات

تعليقات

عن الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر - غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي | ومركز الترجمة العلمي | وقناة الفيزياء التعليمي على اليوتيوب | ورئيس تحرير مجلة الفيزياء العصرية | Email skhazem@gmail.com

تفضل بزيارة صفحتي
تصفح كل مقالاتي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.