護眼專題專訪

光適應與暗適應

2023/01/12

日常生活中,我們面對很多不同光亮度的場景,明亮的時候有如夏天中午陽光猛烈,昏暗的時候有如郊外靜夜觀星,我們的眼睛都能適應不同的場景作出微調,使我們能欣賞到大自然和五光十色。那麼,你知道我們的眼睛是怎樣做到的嗎?

瞳孔作用如相機光圈

在拍照時,應該都試過曝光過度,即照片一片白茫茫,又或曝光不足,整張照片黑漆漆看不清細節。那時候,我們會把相機的光圈、快門和感光度調整,使影像變得清晰。相似的是我們的眼睛會自動調整瞳孔大小,過光時瞳孔縮小,過暗時瞳孔變大,就像控制光圈一樣。我們的眼睛張開時不斷接收影像,所以並不會用眼簾作為快門控制曝光時間。那麼,眼睛的感光度又如何改變?

眼睛感光度

原來,我們的眼睛視網膜上有兩種不同的感光細胞,分別稱為視錐細胞和視桿細胞,負責不同光度環境下的視覺。視錐細胞集中在視網膜中心部分,主要在明亮的環境下提供視覺,辨別色彩並偵測各種細節。視桿細胞則分佈在視網膜周邊,主要在昏暗的環境下提供無色覺視覺,對光線明暗變化、形態與移動特別敏感。可是,上述原因亦未能完全解釋為何眼睛能適應如此巨大差異的環境光度,原來,我們的眼睛還有光適應和暗適應這兩個特性。

暗適應

首先說暗適應,暗適應是眼睛在暗處對光的敏感度逐漸提高的過程。當我們長時間處於明亮的環境中,突然進入暗處時,最初看不見事物。眼睛需要經過一段時間後,視覺敏感度才會逐漸增高,能逐漸看見在暗處的東西,這個現象就是暗適應。一般來說,暗適應過程需時大約二十至三十分鐘。暗適應有兩個階段,第一階段與視錐細胞的感光色素的合成增加有關,第二階段與視桿細胞中視紫紅質的合成增加有關。暗適應的變化速度會因應進入暗環境前的受光時間和受光亮度影響,之前的環境越是明亮耀眼,暗適應速度就越慢。視網膜上的視錐細胞和視桿細胞分佈和光線的波長也會影響暗適應的速度。此外,暗適應亦涉及複雜的細胞內信號傳送和神經信號傳送,使微少的視覺刺激引發的信號可彙聚成視覺訊息。

光適應

相反,光適應就是當我們長時間在暗處而突然進入明亮的環境,最初感到光線刺眼,也看不清景物,稍瞬後才能恢復視覺。光適應的適應時間很快,通常數秒鐘就能恢復視覺,整個過程需時約五分鐘完成。光適應也有兩個階段,第一階段是視桿細胞在暗處蓄積的大量視紫紅質迅速分解,細胞內之視紫紅質含量降低。第二階段為視錐細胞在光亮下感光而恢復視覺。

生活例子

因應光適應的特性,人們在生活上有些巧妙的做法,例如在隧道內會調整燈光幫助駕駛者適應隧道外的光線。又例如在拯救長時間被困在暗處的人時,會先將被救者的雙眼蒙上,及後到醫院或其他地方先接觸一下稍微暗的環境,然後再接觸陽光。關於暗適應,也有一個反向例子,就是閃光彈,利用短暫的極強光線刺激,使敵人被暫時「閃盲」,然後迅速被制服。

如若發覺光適應或暗適應的反應時間過長,可能與眼底疾病有關,如視網膜色素病變和黃斑病,宜先檢查眼睛健康以免耽誤病情。

理大護眼(尖沙咀)中心鄭智焜眼科視光師