BioOPTIK

Menilik kata biooptik, tersusun atas kata bio dan optik. Bio berkaitan dengan makhluk hidup/ zat hidup atau bagian tertentu dari makhluk hidup, sedangkan optik dikenal sebagai bagian ilmu fisika yang berkaitan dengan cahaya atqu berkas sinar. secara spesifik ada klasifikasi Optik geometri dan optika fisis. Fokus utama di biooptik adalah terkait dengan indera penglihatan manusia, yaitu mata.

Mata menjadi alat optik yang paling penting pada manusia atau makhluk hidup. Bagaimana proses sebuah objek dapat dilihat dan dipersepsikan di otak? Apa saja bagian-bagian mata yang berperan? Mengapa seseorang bisa rabun, atau Mengapa respon mata terhadap perubahan intensitas cahaya di gelap atau terang berbeda? Apa itu rod dan kone? Apa saja jenis kelainan mata dan bagaimana cara mengoreksi atau memperbaikinya?

2 rekanq sering bilang bahwa aq tidak melihat benda riil, tapi bayangannya ! Benarkah itu hanya karena aq pakai kacamata minus? Banyak pengetahuan yang kita peroleh melalui suatu penglihatan. 

.

Komponen Indera Penglihatan
Banyak pengetahuan yang kita peroleh melalui suatu penglihatan. Untuk membedakan gelap dan terang tergantung atas penglihatan seseorang. Ada tiga komponen pada penginderaan penglihatan :
1. Sistem syaraf mata yang memberi informasi ke otak
2. Mata memfokuskan bayangan pada retina
3. Korteks penglihatan salah satu bagian yang menganalisa penglihatan tersebut.

Bagian-bagian Mata
Bagian-bagian pada mata terdiri dari :

Retina
Terdapat rod (batang) dan kones (kerucut). Fungsi rod untuk melihat pada malam hari sedangkan kone untuk melihat siang hari. Dari retina ini akan dilanjutkan ke saraf optikus.

Fovea sentralis
Daerah cekung yang berukuran 0,25 mm di tengah-tengahnya terdapat macula lutea (bintik kuning).

Kornea dan lensa
Kornea merupakan lapisan mata paling depan dan berfungsi memfokuskan benda dengan cara refraksi, tebalnya 0,5 mm sedangkan lensa terdiri dari kristal mempunyai dua permukaan dengan jari jari kelengkungan 7,8 m fungsinya adalah memfokuskan objek pada berbagai jarak.

Pupil
Di tengah-tengah iris terdapat pupil yang fungsinya mengatur cahaya yang masuk. Apabila cahaya terang pupil menguncup demikian sebaliknya.

Analogi Mata dan Kamera

Sistem optik mata serupa dengan kamera TV bahkan lebih mahal oleh karena :
a. Mata bisa mengamati objek dengan sudut yang sangat besar
b. Tiap mata mempunyai kelopak mata dan ada cairan lubrikasi
c. Dalam satu detik dapat memfokuskan objek berjarak 20 cm
d. Mata sangat efektif pada intensitas cahaya 10 : 1
e. Diafragma mata di atur secara otomatis oleh iris
f. Kornea terdiri dari sel-sel hidup namun tidak mendapat vaskularisasi
g. Tekanan bola mata diatur secara otomatis sehingga mencapai 20 mmHg
h. Tiap mata dilindungi oleh tulang
i. Bayangan yang terbentuk oleh mata akan diteruskan ke otak.
j. Bola mata dilengkapi dengan otot-otot mata yang mengatur gerakan bola mata (m=muskulus = otot).

i. M. rektus medialis = menarik bola mata ke dalam
ii. M. rektus lateralis = menarik bola mata ke samping
iii. M. rektus superior = menarik bola mata ke atas
iv. M. rektus inferior = menarik bola mata ke bawah
v. M. obligus inferior = memutar ke samping atas
vi. M. obligus superior = memutar ke samping dalam.
Kelumpuhan salah satu otot mata akan timbul gejala yang disebut strabismus (mata juling). Ada tiga macam strabismus yaitu strabismus horizontal, vertical dan torsional.

DAYA AKOMODASI

Dalam hal memfokuskan objek pada retina, lensa mata memegang peranan penting. Kornea mempunyai fungsi memfokuskan objek secara tetap demikian pula bola mata (diameter bola mata 20 – 23 mm). kemampuan lensa mata untuk memfokuskan objek di sebut daya akomodasi. Selama mata melihat jauh, tidak terjadi akomodasi. Makin dekat benda yang dilihat semakin kuat mata / lensa berakomodasi. Daya akomodasi ini tergantung kepada umur. Usia makin tua daya akomodasi semakin menurun. Hal ini disebabkan kekenyalan lensa/elastisitas lensa semakin berkurang.

Korelasi antara jarak titik dekat dengan berbagai usia
Umur (th) Titik dekat (cm)
10 >>>>> 7
20 >>>>> 10
30 >>>>> 14
40 >>>>> 22
50 >>>>> 40
60 >>>>> 200

Jarak terdekat dari benda agar masih dapat dilihat dengan jelas dikatakan benda terletak pada “titik dekat” punktum proksimum. Jarak punktum proksimum terhadap mata dinyatakan P (dalam meter) maka disebut Ap (akisal proksimum); pada saat ini mata berakomodasi sekuat-kuatnya (mata berakomodasi maksimum). Jarak terjauh bagi benda agar masih dapat dilihat dengan jelas dikatakan benda terletak pada titik jauh/punktum remotum. Jarak punktum remotum terhadap mata dinyatakan r (dalam meter) maka disebut Ar (Aksial Proksimum); pada saat ini mata tidak berakomodasi/lepas akomodasi. Selisih A dengan Ar disebut lebar akomodasi, dapat dinyatakan :
Ac = Ap – Ar
Ac =lebar akomodasi yaitu perbedaan antara akomodasi maksimal dengan lepas akomodasi maksimal.

Secara empiris A = 0,0028 (80 th – L) dioptri L = umur dalam tahun
Bertambah jauhnya titik dekat akibat umur disebut mata presbiop. Presbiop ini bukan merupakan cacat penglihatan. Ada satu dari sekian jumlah orang tidak mempunyai lensa mata . Mata demikian disebut mata afasia.

 

TANGGAP CAHAYA
Bagian mata yang tanggap cahaya adalah retina. Ada dua tipe fotoreseptor pada retina yaitu Rod (batang) dan kone(kerucut). Rod dan Kone tidak terletak pada permukaan retina melainkan beberapa lapis di belakang jaringan syaraf.

Distribusi Rod dan Kone pada retina

 

a. Kone (kerucut)
Tiap mata mempunyai ± 6,5 juta kone yang berfungsi untuk melihat siang hari disebut “fotopik”.
Melalui kone kita dapat mengenal berbagai warna, tetapi kone tidak sensitife terhadap semua warna, ia hanya sensitive terhadap warna kuning, hijau (panjang gelombang 550 mm). Kone terdapat terutama pada fovea sentralis.

b. Rod (batang)
Dipergunakan pada waktu malam atau disebut penglihatan Skotopik. Dan merupakan ketajaman penglihatan dan dipergunakan untuk melihat ke samping: Setiap mata ada 120 juta batang. Distribusi pada retina tidak merata, pada sudut 20° terdapat kepadatan yang maksimal. Batang ini sangat peka terhadap cahaya biru, hijau (510 mm).
Tetapi Rod dan Kone sama-sama peka terhadap cahaya merah (650 – 700 nn), tetapi penglihatan kone lebih baik terhadap cahaya merah jika dibandingkan dengan Rod.

TANGGAP WARNA

Salah satu kemampuan mata adalah tanggap warna, namun mekanisme tanggap warna tersebut belum diketahui secara jelas. Dengan menggunakan pengamatan Skotopik pada intensitas cahaya yang lemah, tidak ada respon terhadap warna tetapi dengan menggunakan pengamatan Fotopik dapat melihat warna namun tidak bisa membedakan warna pada objek yang letaknya jauh dari pusat medan penglihatan.

Teori Tanggap Warna

kone berbeda dengan rod dalam beberapa hal yaitu kone memberikan jawaban vang selektif terhadap warna, kurang sensitif terhadap cahaya dan mempunyai hubungan dengan otak dalam kaitan ketajaman penglihatan dibandingkan dengan rod. Ahli faal Lamanov, Young Helmholtz berpendapat ada tiga tipe kone yang tanggap terhadap tiga warna pokok yaitu: Biru, Hijau, Dan Merah.

•Kone biru
Mempunyai kemampuan tanggap gelombang frekuensi cahaya antara 400 dan 500 milimikron. Ini berarti kone biru dapat menerima cahaya, ungu, biru dan hijau.

•Kone hijau
Berkemampuan menerima gelombang cahaya dengan frekuensi antara 450 dan 650 milimikron. Ini berarti kone hijau dapat mendeteksi warna biru, hijau, kuning, orange dan merah.

•Kone merah
Dapat mendeteksi seluruh gelombang cahaya tetapi respon terhadap cahaya orange kemerahan sangat kuat daripada warna-warna lainnya.

Ketiga warna pokok disebut Trikhromatik. Teori yangdiajukan oleh Lamonov, Young Helmholtz mengenai Trikhromatik sukar untuk dimengerti bagaimana kone dapat mendeteksi warna menengah dari tiga warna pokok. Oleh sebab itu timbul teoti tiga tipe Dikromat yaitu suatu warna menengah terproduksi oleh karena dua tipe kone yang terangsang. Sebagai contoh kone hijau dan merah terangsang bersamaan, tetapi kone hijau terangsang lebih kuat daripada kone merah maka warna terproduksi adalah kuning kehijauan. Apabila kone hijau dan kone biru terangsang warna yang ditampilkan sebagai warna biru hijau. Jika intensitas rangsangan terhadap kone hijau lebih besar dari kone biru warna yang ditampilakan lebih hijau dan biru. Pada suatu percobaan di mana mata disinari denaan spektrum cahaya kemudian dibuat kurva respon dari pigmen peka cahaya akan tampak tiga warna pigmen peka cahaya yang serupa dengan kurva sensitif untuk ketiga tipe kone.

Buta Warna

Buta warna adalah suatu kondisi ketika sel-sel retina tidak mampu merespon warna dengan semestinya. sel-sel kerucut di dalam retina mata mengalami kelemahan atau kerusakan permanen.

a. Klasifikasi Buta Warna

- Trikromasi
Yaitu mata mengalami perubahan tingkat sensitivitas warna dari satu atau lebih sel sel kerucut pada retina. Jenis buta warna inilah yang sering dialami oleh orang-orang. Ada tiga klasifikasi pada Trikromasi:
•Protanomali, seorang buta warna lemah mengenal merah.
•Deuteromalin, warna hijau akan sulit dikenali oleh penderita.
•Trinomali, kondisi di mana warna biru sulit di kenali penderita.

- Dikromasi
Keadaan ketika satu dari tiga sel kerucut tidak ada. Ada tiga klasifikasi turunan:
• Protanopia, sel kerucut warna merah tidak ada sehingga tingkat kecarahan warna merah atau perpaduannya kurang.
• Denteranopia, retina tidak memiliki sel kerucut yang peka terhadap warna hijau.
•Tritanopia, sel kerucut warna biru tidak ditemukan. 

- Monokromasi
Monokromasi sebenarnya sering dianggap sebagai buta warna oleh orang umum. Kondisi ini ditandai oelh retina mata mengalami kerusakan total dalam respon warna. Hanya warna hitam dan putih yang mampu diterima retina.

b. Penyebab Buta Warna

Buta warna adalah kondisi yang diturunkan secara genetik di bawah oleh kromoson X pada perempuan, buta warna diturunkan kepada anak-anak. Ketika seseorang mengalami buta warna, mata mereka tidak mampu menghasilkan keseluruhan pigmen yang dibutuhkan untuk mata berfungsi dengan normal.

c. Fakta-Fakta Tentang Buta Warna

Buta warna lebih sering terjadi pada jenis kelamin laki-laki dibandingkan dengan perempuan sebanyak 99% seorang buta warna tidak mampu membedakan antara warna hijau dan merah. Juga ditemukan kasus penderita yang tidak bisa mengenali perbedaan antara warna merah dengan hij au.
Cacat mata ini merupakan kelainan genetik yang diturunkan oleh ayah atau ibu. Belum dapat dipastikan berkaitan jumlah penderita, akan tetapi sebuah penelitian menyebutkan sebesar 8-12% lelaki Eropa mengidap buta warna. Sementara presentase perempuan Eropa yang buta warna adalah 0,5-1%. Tingkat buta warna benua lain tentu bervariasi.

Tidak ada cara mengobati buta warna karena ia bukan kelainan cacat mata. Bisa jadi seorang buta warna akan merasa tersiksa dengan keadaan ini. Sebagian perusahaan menetapkan syarat bahwa pekerjaan harus tidak buta warna.

Untuk mengetahui apakah seseorang menderita buta warna, dilakukan dengan menggunakan plat bernama Tshilhara.
Seringkali orang awam menganggap penyandang buta warna hanya mampu melihat warna hitam dan putih, seperti menonton film bisa hitam putih. Anggapan ini sebenarnya salah besar.

Banteng ternyata buta warna. Kesan yang ditimbulkan warna merah mengakibatkan binatang tersebut melonjak emosinya, bukan akibat warna merah itu sendiri.

Pada perang dunia ke II, serdadu yang buta warna dikirim untuk melaksanakan misi tertentu. Ketidakmampuan mereka untuk melihat warna hijau dialihfungsikan untuk mendeteksi adanya kemunafikan yang dilakukan pihak lawan.
Setiap orang terlahir buta warna saat pertama kali lahir.
Penyandang buta warna selalu dihantui oleh pertanyaan “warna apakah ini?.
Jika seorang tidak mempunyai kone merah, ia masih dapat melihat warna hijau. kuning, orange dan warna merah dengan menggunakan kone hijau tetapi tidak dapat membedakan secara tepat antara masing-masing warna tersebut oleh karena tidak mempunyai kone merah untuk kontras atau membandingkan dengan kone hijau.
Demikian pula jika seseorang kekurangan kone hijau, ia masih dapat melihat seluruh warna tetapi tidak dapat membedakan antara warna hijau, kuning, orance dan merah. Hal ini disebabkan karena warna hijau yang sedikit tidak mampu mengkontraskan dengan kone merah. Jadi tidak adanya kone merah atau hijau akan timbul kesukaaran atau ketidakmampuan untuk membedakan warna antara, keadaan ini disebut dengan keadaan buta warna merah hijau. Kasus yang jarang sekali tetapi bisa terjadi seseorang kekurangan kone biru, maka orang tersebut sukar membedakan warna ungu, biru dan hijau. Tipe buta warna ini disebut kelemahan biru.

(sumber : gabriel, fisika kedokteran & handoko, fisika kesehatan)