瞳孔

瞳孔の概要

瞳孔（どうこう）、または瞳（ひとみ）は、眼の虹彩に囲まれた開口部です。この開口部は、外部の光量に応じて直径が変化します。この変化は視覚情報を最適に処理するために重要です。

瞳孔の構造

ヒトの瞳孔はほぼ正円形で、通常は両眼の瞳孔の大きさが一致しています。視覚的には、瞳孔は黒く見えますが、これは瞳孔の背後にある網膜色素上皮が光を反射しないためです。このことにより、瞳孔を通過する光は網膜に届く前に吸収され、強い反射は見られません。

実際の瞳孔の大きさを測定する際に、物体側から見える瞳孔の虚像（入射瞳）を用います。この入射瞳は、角膜による屈折の影響を受けており、実際の瞳孔よりも大きく見えることがあります。

瞳孔の機能

ヒトの瞳孔径は通常2mmから8mmの範囲で変動します。明るい場所では瞳孔は縮小し、暗い場所では拡大します。これにより、網膜に投射される光の量が調整され、視覚の質が保たれます。この機能はカメラの絞りに似ています。

瞳孔の大きさが影響するのは網膜像の質です。大きな瞳孔は光を多く取り入れますが、収差が生じやすく、像が劣化します。一方、小さな瞳孔は回折が生じ、別の形で像が劣化します。このため、瞳孔径は焦点深度にも関わっており、小さな瞳孔では深い被写界深度が得られます。

瞳孔の調整メカニズム

瞳孔の直径の調整には、主に神経系が関与しています。副交感神経系は、瞳孔括約筋を刺激して縮瞳を引き起こします。これに対し、交感神経系は瞳孔散大筋を刺激し、散瞳を促します。ここまでの過程は複雑で、視床や視床下部にある神経中枢との関わりがあります。

散瞳は、交感神経系の作用で眼瞼裂が広がることとともに起こります。一方、縮瞳は網膜からの光刺激により始まります。この情報はPON（前視蓋核）を経て、エディンガー・ウェストファル核に伝えられ、最終的に動眼神経を通じて瞳孔括約筋に届きます。

瞳孔の異常と動物の瞳孔

瞳孔に異常がある場合は、視覚に障害が出ることがあります。また、動物の瞳孔の性質や形状は種によって異なります。ヒトや多くの哺乳類では虹彩は平滑筋ですが、爬虫類や鳥類では横紋筋が主です。

動物において、瞳孔の形はたとえばヒトのように円形であったり、ネコやワニのように垂直のスリット形であったりします。特に夜行性の動物にはスリット状の瞳孔が多いと考えられています。これは、瞬時に光を調整するために進化した結果と考えられています。

このように、瞳孔は眼の構造において非常に重要な役割を果たしており、様々な動物においてもその進化の過程や機能は多様です。

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