Zinloos scherp

Een oog groeit tot de goede maat door te kijken. Het beeld moet scherp zijn - zinloze informatie mag.

Bart Meijer van Putten

Mensen die niet goed in de verte kunnen zien, denken vaak dat een bril die de oogafwijking niet helemaal corrigeert, goed is voor hun ogen. Het idee is: 'Anders worden mijn ogen lui en dan gaat de aftakeling alleen maar sneller'. Dat is niet waar: een iets te zwakke bril leidt alleen maar tot nog snellere achteruitgang. Uit een experiment bij kuikentjes blijkt nu dat de allerfijnste details essentieel zijn. Missen die, dan kan het oog te ver doorgroeien - en dan gaat het om haarbreedtes verschil.

Oogonderzoekers uit Canada, Australië en de Verenigde Staten hebben zo'n 160 kuikens, verdeeld over een aantal groepen, met hun ene oog blootgesteld aan gemanipuleerde beelden en met hun andere oog aan gewone (Current Biology, 4 april). Doel was om te achterhalen hoe visuele informatie een oog laat groeien tot een scherpziend orgaan.

onthoudingsmyopie

Dertig jaar geleden is al aangetoond dat kuikens met een brilletje dat een wazig beeld geeft op het netvlies, binnen enkele dagen een veel te grote oogbol krijgen. Hun gezichtsonscherpte was alleen te corrigeren met een bril van min 20. Een onscherp beeld blijkt een prikkel voor de oogbol om te gaan groeien. In zo'n oog valt het door de lens geprojecteerde beeld vóór het netvlies, waardoor de kippen nooit meer scherp kunnen zien. Oogexperts spreken van een 'deprivation myopia', onthoudingsmyopie. Later zag men dit verschijnsel ook bij kinderen met een troebele lens door cataract.

Scherp zien vraagt uiterste precisie van het oog. Is de oogbol maar 0,1 millimeter langer, minder dan de dikte van een ooghaar, dan is dat al voldoende voor een merkbare afname van de gezichtsscherpte voor beelden in de verte. Het resultaat is bijziendheid of myopie: dingen op korte afstand zijn uitstekend te zien, terwijl alles in de verte wazig wordt.

contrast

De vraag was welke kenmerken van een scherp beeld nu eigenlijk doorslaggevend zijn voor scherp zien. Voor de gemanipuleerde beelden hebben ze de kenmerken als scherpteindruk en contrast in onderdelen gesplitst om te bepalen wat doorslaggevend.

Het splitsen gebeurde met Fourier-analyse. Het theorema van Fourier stelt dat ieder beeld is opgebouwd uit een som van sinusoïdale lijnpatronen, zacht golvende grijs/wit/grijs/wit-patronen. Golven met heel wijd uit elkaar staande toppen (met een lage golffrequentie) geven een wazig beeld en zorgen voor de vulling, terwijl een hoge golffrequentie met de toppen heel dicht op elkaar de beeldscherpte bepaalt, legt medisch fysicus dr. Tom van den Berg van het Nederlands Instituut voor Hersenonderzoek uit.

Het mooie van de Fourier-analyse is dat daarmee alle informatie van 'gelijke' scherpte of onscherpte uit een beeld kan worden weggemanipuleerd.

Zo was te achterhalen welk beeldkenmerk exact de ooggroei bepaalt. Tijdens het nu gepubliceerde experiment zijn kuikens met hun ene oog blootgesteld aan patronen die volgens de Fourier-analyse overwegend onscherpte of juist meer scheprte bevatten dan normaal.

Het aanbieden van alleen lage, onscherpe frequenties bleek een duidelijke onthoudingsmyopie te veroorzaken. Blijkbaar zijn de hoge frequenties die een scherp beeld geven, noodzakelijk om het oog in het spoor te houden. Opmerkelijker was dat iedere scherpte voldeed. Ook als de 'scherpte' geheel door elkaar gehusseld werd en een volstrekt onherkenbaar beeld resulteerde, ontwikkelde kippen toch een scherpziend oog. Het is dus niet de betekenis van het beeld maar de scherpte die essentieel is. Als je kuikens zou laten opgroeien Dat is volgens Van den Berg heel opmerkelijk: de prikkel hoeft niet functioneel te zijn.

In westerse landen woedt een ware epidemie van bijziendheid: zo'n 30% van de jonge volwassenen heeft er last van en het neemt toe. In Zuidoost-Azië is het helemaal extreem: bij een inventarisatie onder 157 medische studenten in Singapore bleek 90 procent bijziend te zijn. Omgevingsfactoren lijken daarbij een rol te spelen, want plattelandbewoners zijn niet zo bijziend.

Als hoge frequenties op het netvliesbeeld nodig zijn om myopie te voorkomen, schrijven de onderzoekers, dan kan een kleine onscherpte bij intensief lezen of werken aan de computer daaraan bijdragen. Het onderzoek laat zien dat een goede correctie van het oog essentieel is.

    • Bart Meijer van Putten