Mata manusia hanya peka terhadap kisaran radiasi terbatas, yang terdiri dari panjang gelombang antara kira-kira 400 hingga 750 nanometer (sepersejuta meter). Spektrum penuh warna tampak terkandung dalam kisaran ini, dengan ungu di ujung bawah dan merah di ujung atas.
Cahaya diubah menjadi impuls saraf oleh mata, yang bentuk bolanya dipertahankan oleh lapisan terluarnya, sklera . Ketika seberkas cahaya dipantulkan dari suatu objek, sinar itu pertama-tama memasuki mata melalui kornea , bagian transparan bulat dari sklera yang menutupi iris berpigmen. Iris menyempit untuk mengontrol jumlah cahaya yang masuk ke pupil, bukaan bundar di bagian depan mata.
Jarak pendek di luar pupil, cahaya melewati lensa, struktur oval transparan yang permukaan melengkungnya membengkok dan memfokuskan gelombang cahaya menjadi berkas yang lebih sempit, yang diterima oleh retina. Ketika retina menerima gambar, itu terbalik karena sinar cahaya dari atas objek difokuskan di bagian bawah retina, dan sebaliknya.
Gambar terbalik ini harus diatur ulang oleh otak sehingga objek dapat dilihat dengan benar menghadap ke atas. Agar gambar dapat difokuskan dengan benar, sinar cahaya dari masing-masing titiknya harus berkumpul di satu titik di retina, bukan di depan atau di belakangnya.
Dibantu oleh otot-otot di sekitarnya, lensa mata menyesuaikan bentuknya untuk memfokuskan gambar dengan benar pada retina sehingga objek yang dilihat pada jarak yang berbeda dapat dibawa ke dalam fokus, suatu proses yang dikenal sebagai akomodasi. Seiring bertambahnya usia, proses ini terganggu karena lensa kehilangan kelenturan, dan menjadi sulit untuk membaca atau melakukan pekerjaan jarak dekat tanpa kacamata.
Retina, melapisi bagian belakang mata, terdiri dari sepuluh lapisan sel yang mengandung fotoreseptor (batang dan kerucut) yangmengubah gelombang cahaya menjadi impuls saraf melalui reaksi fotokimia.
Selain perbedaan bentuk yang ditunjukkan oleh namanya, sel batang dan sel kerucut mengandung bahan kimia pemroses cahaya yang berbeda (fotopigmen), melakukan fungsi yang berbeda, dan didistribusikan secara berbeda di dalam retina.
Sel kerucut, yang memberikan penglihatan warna dan memungkinkan kita membedakan detail, beradaptasi dengan cepat terhadap cahaya, dan paling berguna dalam pencahayaan yang memadai.
Sel batang, yang dapat menangkap cahaya dalam jumlah yang sangat kecil tetapi tidak peka warna, paling cocok untuk situasi di mana pencahayaan minimal. Karena sel batang aktif pada malam hari atau dalam pencahayaan redup, sulit untuk membedakan warna dalam keadaan ini.
Kerucut terkonsentrasi di fovea, area di tengah retina, sedangkan sel batang hanya ditemukan di luar area ini dan menjadi lebih banyak semakin jauh darinya. Dengan demikian, lebih sulit untuk membedakan warna saat melihat objek di pinggiran bidang visual seseorang.
Sel fotoreseptor retina menghasilkan gaya listrik yang memicu impuls di sel bipolar dan ganglion yang berdekatan. Impuls ini mengalir dari lapisan belakang sel retina ke lapisan depan yang mengandung serat saraf optik, yang meninggalkan mata melalui bagian retina yang dikenal sebagai cakram optik.
Area ini, yang tidak mengandung sel reseptor, menciptakan titik buta di setiap mata, yang efeknya diimbangi dengan menggunakan kedua mata secara bersamaan dan juga oleh ilusi yang diciptakan otak untuk mengisi area ini ketika satu mata digunakan sendiri.
Cabang-cabang saraf optik menyilang di persimpangan di otak di depan kelenjar pituitari dan di bawah lobus frontal yang disebut kiasma optik dan naik ke otak itu sendiri.
Serabut saraf meluas ke bagian talamus yang disebut nukleus genikulatum lateral (LGN), dan neuron dari LGN menyampaikan input visualnya ke korteks visual primer.belahan otak kiri dan kanan, di mana impuls diubah menjadi sensasi visual sederhana. (Objek di bidang visual kiri dilihat hanya melalui belahan otak kanan, dan sebaliknya.)
Korteks visual primer kemudian mengirimkan impuls ke area asosiasi tetangga yang menambahkan makna atau “asosiasi” kepada mereka.
Bagaimana Mata Bisa Melihat?
