Fisiologi Mata

Mata membiaskan cahaya yang masuk untuk memfokuskannya ke retina.

Cahaya adalah sebuah bentuk radiasi elektromagnetik yang terdiri atas paket–paket

individual seperti partikel yang disebut foton yang berjalan menurut cara–cara gelombang. Jarak

antara dua puncak gelombang dikenal sebagai panjang gelombang. Fotoreseptor di mata peka

hanya pada panjang gelombang antara 400 dan 700 nanometer. Cahaya tampak ini hanya

merupakan sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik total. Cahaya dari berbagai panjang

gelombang pada pita tampak dipersepsikan sebagai sensasi warna yang berbeda–beda. Panjang

gelombang yang pendek dipersepsikan sebagai ungu dan biru, panjang gelomang yang panjang

diinterpretasikan sebagai jingga dan merah.

Pembelokan sebuah berkas cahaya (refraksi) terjadi ketika suatu berkas cahaya berpindah

dari satu medium dengan tingkat kepadatan tertentu ke medium denagn tingkat kepadatan yang

berbeda. Cahaya bergerak lebih cepat melalui udara daripada melalui medium transparan lainnya

seperti kaca atau air. Ketika suatu berkas cahaya masuk ke sebuah medium yang lebih tinggi

densitasnya, cahaya tersebut melambat (begitu pula sebaliknya). Berkas cahaya mengubah arah

perjalanannya ketika melalui permukaan medium baru pada setiap sudut kecuali sudut tegak

lurus.

Dua faktor berperan dalam derajat refraksi : densitas komparatif antara dua media dan

sudut jatuhnya benda ke madium kedua. Pada permukaan yang melengkung seperti lensa,

semakin besar kelengkungan, semakin besar derajat pembiasan dan semakin kuat lensa. Suatu

lensa dengan permukaan konveks (cembung) menyebabkan konvergensi atau penyatuan, berkas–

berkas cahaya, yaitu persyaratan untuk membawa suatu bayangan ke titik fokus. Dengan

demikian, permukaan refraktif mata besifat konveks. Lensa dengan permukaan konkaf (cekung)

menyebabkan divergensi (penyebaran) berkas–berkas cahaya, suatu lensa konkaf berguna untuk

memperbaiki kesalahan refrektif mata tertentu, misalnya berpenglihatan dekat.

Akomodasi meningkatkan kekuatan lensa untuk penglihatan dekat.

Kemampuan menyesuaikan lensa sehingga baik sumbar cahaya dekat maupun jauh dapat

difokuskan di retina dikenal sebagai akomodasi. Kekuatan lensa bergantung pada bentuknya,

yang diatur oleh otot siliaris.

Otot siliaris adalah bagian dari korpus siliaris, suatu spesialisasi lapisan koroid di sebelah

anterior. Korpus siliaris memiliki dua komponen utama yaitu otot siliaris dan jaringan kapiler

(yang menghasilkan aqueous humor). Otot siliaris adalah otot polos melingkar yang melekat ke

lensa melalui ligamentum suspensorium.

Ketika otot siliaris melemas, ligamentum suspensorium tegang dan menarik lensa

sehingga lensa berbentuk gepeng dengan kekuatan refraksi minimal. Ketika berkontraksi, garis

tengah otot ini berkurang dan tegangan di ligamentum suspensorium mengendur. Sewaktu lensa

kurang mendapat tarikan dari ligamentum suspensorium, lensa mengambil bentuk yang lebih

sferis (bulat) karena elastisitas inherennya. Semakin besar kelengkungan lensa (karena semakin

bulat), semakin besar kekuatannya, sehingga berkas cahaya lebih dibelokkan.

Pada mata normal, otot siliaris melemas dan lensa mendatar untuk penglihatan jauh,

tetapi otot tersebut berkontraksi untuk memungkinkan lensa menjadi lebih cembung dan lebih

dekat untuk penglihatan dekat. Otot siliaris dikontrol oleh sistem syaraf otonom. Serat–serat

saraf simpatis menginduksi relaksasi otot siliaris untuk penglihatan jauh, sementara sistem syaraf

parasimpatis menyebabkan kontraksi otot untuk penglihatan dekat.

Lensa adalah suatu struktur elastis yang terdiri dari serat–serat transparan. Kadang–

kadang serat ini menjadi keruh (opaque), sehingga berkas cahaya tidak dapat menembusnya,

suatu keadaan yang dikenal dengan katarak. Lensa detektif ini biasanya dapat dikeluarkan

dengan secara bedah dan penglihatan dipulihkan dengan memasang lensa buatan atau kacamata

kompensasi.

Seumur hidup hanya sel–sel ditepi luar lensa yang diganti. Sel–sel di bagian tengah lensa

mengalami kesulitan ganda. Sel–sel tersebut tidak hanya merupakan sel tertua, tetapi juga

terletak paling jauh dari aquoeus humor, sumber nutrisi bagi lensa. Seiring dengan pertambahan

usia, sel–sel di bagian tengah yang tidak dapat diganti ini mati dan kaku. Dengan berkurangnya

kelenturan, lensa tidak lagi mampu mengambil bentuk sferis yang diperlukan untuk akomodasi

saat melihat dekat. Penurunan kemampuan akomodasi yang berkaitan dengan usia ini,

presbiopia, yang mengenai sebagian besar orang pada usia pertengahan (45 sampai 50 tahun),

sehingga mereka memerlukan lensa korektif untuk penglihatan dekat.

Tidak semua serat di jalur penglihatan berakhir di korteks penglihatan. Sebagian

diproyeksikan ke daerah–daerah otak lain untuk tujuan–tujuan selain persepsi penglihatan

langsung, seperti :

1. Mengontrol ukuran pupil

2. Sinkronisasi jam biologis ke variasi siklis dalam intensitas cahaya (siklus tidur–bangun

disesuaikan dengan siklus siang–malam).

3. Kontribusi terhadap kewaspadaan dan perhatian korteks.

4. Kontrol gerakan–gerakan mata.

Mengenai yang terakhir, kedua mata dilengkapi oleh enam otot mata eksternal yang

menempatkan dan menggerakkan mata, sehingga mata dapat menentukan gerakan, lokasi,

melihat, dan mengikuti benda. Gerakan mata adalah salah satu gerakan tubuh tercepat dan

terkontrol secara tajam.

Mekanisme protektif membantu mencegah cedera mata.

Beberapa mekanisme membantu melindungi mata dari cedera. Kecuali bagian

anteriornya, bola mata dilindungi oleh kantung tulang tempat mata berada. Kelopak mata

berfungsi sebagai shutter (daun penutup) untuk melindungi bagian anterior mata dari gangguan

luar. Kelopak mata menutup secara refleks untuk melindungi mata pada saat–saat yang

mengancam, misalnya benda–benda yang datang cepat, cahaya yang sangat menyilaukan, dan

keadaan–keadaan sewaktu kornea atau bulu mata tersentuh. Kedipan kelopak mata secara

spontan berulang–ulang membantu menyebarkan air mata yang melumasi, membersihkan dan

bersifat bakterisidal. Air mata diproduksi secara terus–menerus oleh kelenjar lakrimalis di sudut

lateral atas dibawah kelopak mata. Cairan pembersih mata ini mengalir melalui permukaan

kornea dan bermuara ke saluran alus di sudut kedua mata dan akhirnya dikosongkan ke belakang

saluran hidung. Sistem drainase ini tidak dapat menangani produksi air mata yang berlebihan

sewaktu menangis, sehingga air mata membanjir dari mata. Mata juga dilengkapi dengan bulu

mata protektif yang menangkap benda–benda halus di udara seperti debu sebelum masuk ke

mata.

Mekanisme Akomodasi Mata

Mekanisme akomodasi yaitu mekanisme yang memfokuskan system lensa dari mata,

penting untuk meningkatkan ketajaman mata. Akomodasi terjadi akibat kontraksi atau relaksasi

muskulus siliaris, kontraksi menyebabkan peningkatan system lensa, dan relaksasi menyebabkan

penurunan kekuatan.

Akomodasi lensa diatur oleh mekanisme umpan balik negatif yang secara otomatis

mengatur kekuatan fokal lensa untuk tingkat tajam penglihatan yang paling tinggi. Bila mata

difiksasi pada beberapa objek yang jauh, kemudian difiksasi pada beberapa objek yang dekat,

biasanya lensa akan berakomodasi untuk tajam penglihatan maksimum dalam waktu kurng dari 1

detik. Walaupun mekanisme pengaturan yang sebenarnya yang menimbulkan fokus mata cepat

dan akurat masih tidak jelas, beberapa gambaran mekanisme yang diketahui adalah sebagai

berikut.

Pertama, bila mata sekonyong-konyong mengubah jarak titik fiksasi, lensa selalu

mengubah kekuatannya dalam arah yang sesuai untuk mencapai fokus yang baru. Dengan kata

lain lensa tidak membuat kesalahan dan mengubah kekuatan lensanya pada arah yang salah

dalam usaha untuk mendapatkan fokus.

Kedua, petunjuk lain yang dapat membantu lensa untuk mengubah kekuatan dalam arah

yang sesuai adalah dalam hal-hal berikut ini : (1) aberasi kromatik tampaknya penting. Dengan

demikian, sinar cahaya merah difokuskan sedikit di posterior cahaya biru, karena lensa lebih

membiaskan sinar biru daripada sinar merah. Mata tampaknya dapat mendeteksi kedua tipe sinar

ini yang mempunyai fokus lebih baik, dan mekanisme ini memberi informasi kepada mekanisme

untuk membuat lensa menjadi lebih kuat atau lebih lemah. (2) bila benda di fiksasi pada objek

yang dekat, mata juga berkonvergensi saling maju satu sama lain. Mekanisme syaraf untuk

konvergensi menimbulkan sinyal secara serentak untuk memperkuat lensa. (3) karena fovea

terletak pada lekukan lubang yang lebih dalam daripada yang lainnya dari retina, maka kejelasan

fokus didalam fovea berbeda dengan kejelasan fokus pada tepi-tepinya. Telah diduga ini juga

memberi petunjuk seperti carta yang dilakukan untuk mengubah kekuatan lensa. (4) telah

dijumpai bahwa tingkat akomodasi lensa telah bergetar sedikit sepanjang waktu, pada frekwensi

sampai dua kali perdetik. Bayangan terlihat menjadi lebih jelas bila getaran kekuatan lensa kuat

diubah dalam arah yang sesuai dan menjadi lebih lemah bila kekuatan lensa diubah dalam yang

salah. Ini dapat memberi petunjuk yang cepat seehingga kekuatan lensa perlu diubah fokus yang

lebih sesuai.

Disimpulkan bahwa area korteks otak yang mengatur akomodasi terletak paralel dengan

area yang mengatur gerakan fiksasi mata, dengan integrasi akhir berupa sinyal penglihatan dalam

area 18 dan 19 korteks Brodmann dan menjalankan sinyal motorik ke muskulus siliaris melalui

pretektal dalam batang otak dan kemudian masuk ke dalam inti Edinger Westphal.

Mekanisme akomodasi (memfokuskan mata)

Pada orang muda, lensa terdiri atas kapsul elastis yang kuat dan berisi cairan kental yang

mengandung banyak protein dan serabut-serabut transparan. Bila lensa berada dalam keadaan

relaksasi tanpa tarikan terhadap kapsulnya, maka lensa dianggap berbentuk hampir sferis.

Namun selain terdapat kapsul elastis, juga terdapat ligamen yang sangat tidak elastis, yaitu

zonula yang melekat disekeliling lensa, menarik tepi lensa kearah bola mata. Ligamen ini secara

konstan direnggangkan oleh perlekatannya ke badan siliar pada tepi anterior koroid dan retina.

Hal ini menyebabkan lensa relatif datar dalam keadaan mata istirahat.

Tempat perlekatan ligamen lensa di badan siliar merupakan suatu otot yang disebut otot

siliaris. Otot ini mempunyai dua perangkat serabut, yaitu serabut meridional dan serabut circular.

Serabut meridional membentang sampai peralihan kornea-sklera. Kalau serabut ini berkontraksi,

bagian perifer dari ligamen lensa tadi akan tertarik kedepan dan bagian medialnya ke arah

kornea, sehingga remangan terhadap lensa akan berkurang sebagian. Serabut sirkular akan

tersusun melingkar mengelilingi bagian dalam mata, sehingga pada waktu berkontraksi terjadi

gerakan sfingter, jarak antar pangkal ligamen mendekat, dan sebagai akibatnya regangan ligamen

terhadap kapsula lensa berkurang.

Jadi, kontraksi seperangkat serabut otot polos dalam otot siliaris akan mengendurkan

kapsula lensa, dan lensa akan lebih cembung seperti balon karena sifat elastisitas kapsulanya.

Oleh karena itu bila otot siliaris melakukan relaksasi lengkap, kekuatan dioptri lensa akan

berkurang menjadi sekecil mungkin yang dapat dicapai oleh lensa. Sebaliknya bila otot siliaris

berkontraksi sekuat-kuatnya, kekuatan lensa menjadi maksimal.

Pengaturan akomodasi melalui saraf parasimpatis

Otot siliaris hampir seluruhnya diatur oleh sinyal saraf parasimpatis yang dijalarkan ke

mata dari nukleus saraf kranial ketiga pada batang otak. Perangsangan saraf parasimpatis

menimbulkan kontraksi otot siliaris, yang selanjutnya mengendurkan ligamen lensa dan

meningkatkan daya bias. Dengan meningkatnya daya bias, mata mampu melihat objek lebih

dekat dibanding sewaktu daya biasnya rendah. Akibatnya dengan memendeknya objek kearah

mata, frekwensi impuls saraf parasimpatis ke otot siliaris secara progresif ditingkatkan agar

objek dapat tetap dilihat dengan jelas.