چشم همانند یک دوربین دارای اجزای بینایی (قرنیه و عدسی) بوده که توانایی تغییر تمرکز (عدسی) و تغییر دیافراگم (عنبیه) را داشته و نور ورودی به لایه­ی حساس به نور (شبکیه) را تنظیم می­کند. بینایی یک روند پیچیده است که به نور ورودی چشم و قرار گرفتن مناسب آن بر شبکیه، تبدیل نور به انرژی شیمیایی و متعاقبا انرژی الکتریکی توسط شبکیه، تقسیم­بندی این پاسخ­ها به زیر مجموعه­های مختلف مثل روشنایی، حرکت، مکان و … و انتقال این پیام­ها به مغز، پردازش اطلاعات توسط مغز و نهایتا انتخاب قسمت خاصی از تصویر و تمرکز بر آن بستگی دارد.

مراحل دیدن. 1) نور وارد چشم شده و بر محل مناسب بر روی شبکیه قرار می­گیرد. 2) برخورد فوتون­ها با شبکیه باعث تولید پیام الکتریکی می­شود. 3) این پاسخ­ها به انواع مختلف تقسیم و به مغز منتقل می­شوند. 4) مغز اطلاعات را تجزیه و تحلیل می-کند 5) قسمت اصلی از تصویر برای واکنش احتمالی انتخاب می­شود.

توهم پانزو (Ponzo Illusion). این قانون که هم در انسان و هم در اسب صادق است بیانگر تفسیر تصاویر در مقایسه با محیط پیرامون می­باشد. طیق این قانون مغز اندازه یک جسم را با توجه به محیط اطراف تخمین می­زند و نه اندازه واقعی آن. در این تصویر هر دو خط قرمز طول برابر دارند اما خط بالایی بلندتر به نظر می­رسد زیرا مغز با توجه به خطوط سیاه همگرا ( مشابه ریل راه آهن) تصویر را تفسیر می­کند.

اطلاعات ارسالی از چشم به انواع مختلفی تقسیم می­شود مثل روشنایی جسم و اندازه­ی آن، محل لبه­های آن، بافت، تمایز، حرکت، شکل و رنگ و … ولی مهم‏ترین جتبه­ی بینایی توانایی در تشخیص یک جسم به صورت مجزا از محیط پیرامون آن است زیرا این توانایی در حیات حیوان در طبیعت بسیار مهم است. در این بخش به برخی پارامترهای مؤثر در تمایز اجسام از یکدیگر می­پردازیم:

درخشندگی (Luminance)

توانایی دریافت نور پایه­ای ترین بخش بینایی است. چشم­ بیشتر پستانداران از جمله اسب­ها توانایی دریافت فوتون­های متعلق به قسمت کوچکی از بازه­ی الکترومغناطیسی معمولا بین 380 تا 760 نانومتر را دارد. درک نور نه تنها به تعداد فوتون­های وارد شده به شبکیه بلکه به ترکیب طیف نور وارد شده به چشم و حساسیت گیرنده­های نور به طول موج­های خاص بستگی دارد. درخشندگی در واقع نور دریافتی از یک جسم می­باشد. یکی از روش­های تعیین تفاوت درخشندگی و رنگ حذف رنگ یک تصویر توسط برنامه­های کامپیوتری است. با انجام این کار مشخص می­شود که اجسام بسیاری را می­توان بر اساس درخشندگی ­از یکدیگر متمایز ساخت. از آنجایی‏که دریافت عمق، ساختار سه بعدی، حرکت و موقعیت فضایی مربوط به قسمتی از سیستم بینایی هستند که به درخشندگی پاسخ می­دهند و به رنگ حساس نیستند، خاصیت درخشندگی از اهمیت زیادی برخوردار است.

تفاوت رنگ و درخشندگی. همانطور مشخص است در نبود رنگ هم می‏توان با توجه به خاصیت درخشندگی اجسام را از هم متمایز کرد.

تشخیص حرکت

تشخیص حرکت یکی دیگر از وظایف اساسی بینایی است. اسب­ها مانند انسان اجسام در حال حرکت را راحت­تر تشخیص می‏دهند. این مسئله خصوصا برای اجسام در بینایی پیرامونی اسب مهم است که دقت بینایی بسیار کمی داشته و ممکن است فقط حرکت و روشنایی را تشخیص ­دهد. تشخیص حرکت زمانی‏که اسب ایستاده و جسم در حال حرکت است آسان­تر می­باشد ولی زمانی‏که هم اسب و هم جسم در حال حرکت است این روند پیچیده­تر می­شود چون که در این حالت اسب باید با دقت زیادی موقعیت چشم، سر، گردن و کل بدن را تنظیم نماید.

حین حرکت توسط حرکات محاسبه شده و دقیق سر و گردن تصویر در محل مناسب بر روی شبکیه باقی می­ماند

تشخیص عمق

توانایی تمایز اجسام بر اساس عمق به عوامل متعدی بستگی دارد مثل چشم­انداز بینایی حیوان، میدان دید و تفاوت بین تصویر به دست آمده زمانی‏که هر دو چشم یک جسم را می­بینند ( اختلاف بینایی). چشم­انداز بینایی در اسب متغیر است و تا حد زیادی به پایین بودن سر اسب در هنگام چرا و یا بالا بودن سر و تماشای محیط اطراف وابسته است. همچنین نژاد بر این توانایی مؤثر است مثلا یک دشت با علف­های بلند ممکن است برای یک اسب مینیاتوری غیر قابل عبور به نظر برسد اما برای یک اسب نژاد بزرگ‏تر مانند زمین هموار باشد.

موقعیت جانبی چشم­ها در اسب باعث ایجاد یک دید پانورامایی گسترده می­شود. بر اساس یافته­های آناتومیک، اسب دارای زمینه دید تک چشمی عرضی حدودا 190 تا 195 درجه و طولی تا 178 درجه می­باشد. زمانی‏که میدان دید دو چشم با هم ادغام ­شوند، میدان دید عرضی تا 350 درجه افزایش می­یابد و اسب تقریبا یک میدان دید کروی کامل در اطراف خود با نقاط کور محدود دارد. نقاط کور در میدان دید اسب کوچکند و در بالا و عمود بر پیشانی، مستقیما زیر بینی، در یک ناحیه­ی بیضی شکل در بالای میدان دید جاییکه نور به عصب بینایی برخورد می­کند، در عرض سر حیوان مستقیما پشت آن قرار دارند. مسلما این میدان دید گسترده غافل­گیری اسب توسط شکارچی یا انسان را بسیار دشوار می­کند.

نمایش شماتیک میدان دید در اسب

بافت اجسام در بینایی

سطوح اجسام دارای بافت لمسی خاص بوده و هنگام لمس حس مختص خود را دارند. اینکه نمای سطحی اجسام صاف یا سخت، یکسان یا تکه تکه، دارای اجزای مختلف یا یکپارچه، الگوی قرارگیر منظم یا غیرمنظم دارد می­تواند یک مکانیسم قدرتمند برای دیدن اجسام به صورت جداگانه و تمایز بین آن­ها باشد.

رنگ

درک رنگ یکی دیگر از فاکتورهای اساسی بینایی است که به تمایز اجسام از یکدیگر کمک می­کند. این مسئله نه تنها به شدت نور بلکه به پاسخ شبکیه به طول موج­های مختلف نور بستگی دارد. تمامی مطالعات مربوط به درک رنگ در اسب نشان داده­اند که به دلیل کمتر بودن انواع سلول­های مخروطی (Cone Cells) و همچنین تعداد کمتر آن­ها در شبکیه، رنگ را متفاوت نسبت به انسان درک می­کند.

نمایش شماتیک تفاوت بین بینایی دو رنگی اسب در مقایسه با بینایی در انسان. شکل چپ بیانگر طیف رنگی جذب شده توسط سیستم بینایی سه رنگی می­باشد. کاهش انواع گیرنده­های مخروطی از سه به دو باعث ایجاد دید رنگی دو تایی (شکل راست) و کاهش شدید در تنوع رنگ­ها می­شود.

منابع

Budras K.D, Sack W.O, Rock S. Anatomy of the horse. Sixth Edition, 2011.

Chapman S. The challenges of treating the eye. Equine Health. 2016, Issue 29, p 25-26.

Miller P.E, Murphy C.J, Equine Vision. In: Gilger B.C. Equine ophthalmology. Third Edition. 2017. P 508-535.