Человеческий глаз – это очень комплексная оптическая система, состоящая из многообразия элементов, каждый из которых отвечает за свои собственные задачи. В целом же глазной аппарат помогает воспринимать внешнюю картинку, обрабатывать её и передавать информацию в уже подготовленном виде в головной мозг. Без его функций органы тела человека не могли бы столь же полноценно взаимодействовать. Хотя орган зрения и устроен сложно, хотя бы в базовом виде понимать описание принципа его функционирования стоит каждому человеку.
Общий принцип функционирования
Разобравшись, что такое глаз, поняв его описание, рассмотрим принцип его работы. Глаз работает за счёт восприятия света, отражённого от окружающих предметов. Этот свет попадает на роговицу, особую линзу, позволяющую сфокусировать поступающие лучи. После роговицы лучи проходят через камеру глаза (которая заполнена бесцветной жидкостью), а потом попадают на радужку, которая в своём центре имеет зрачок. У зрачка имеется отверстие (глазная щель), через которое проходят только центральные лучи, то есть часть лучей, находящихся по краям светового потока, отсеивается.
Зрачок помогает приспосабливаться к различным уровням освещения. Он (точнее говоря, его глазная щель) отсеивает только те лучи, которые не влияет на качество изображения, но регулирует их поток. В итоге то, что осталось, идёт на хрусталик, который, как и роговица, является линзой, но только предназначенной для другого – для более точной, «чистовой» фокусировки света. Хрусталик и роговица – это оптические среды глаза.
Далее свет через особое стекловидное тело, входящее в оптический аппарат глаза, проходит на сетчатку, куда изображение проецируется как на киноэкран, но только в перевёрнутом виде. В центре сетчатки находится макула, та зона, которая отвечает на , в которую попадает объект, на который мы смотрим напрямую.
На финальных этапах получения изображения клетки сетчатки обрабатывают то, что на них находится, переводя всё в электромагнитные импульсы, которые далее отправляются в мозг. Схожим образом функционирует цифровой фотоаппарат.
Из всех элементов глаза в обработке сигнала не участвует только склера, особая непрозрачная оболочка, которая покрывает снаружи. Окружает она его почти что целиком, приблизительно на 80%, на в передней части она плавно переходит в роговицу. В народе её наружную часть принято называть белком, хотя это и не совсем корректно.
Количество различаемых цветов
Человеческий орган зрения воспринимает изображение в цвете, причём количество оттенков цветов, которые он может различать, является очень большим. То, сколько разных цветов различается глазом (точнее, сколько оттенков), может варьироваться от индивидуальных особенностей человека, а также уровня его натренированности и типа его профессиональной деятельности. «Работает» глаз с так называемым видимым излучением, которое представляет собой электромагнитные волны, имеющие длину волны от 380 до 740 нм, то есть со светом.
Если брать средние показатели, то человек суммарно может отличать около 150 тысяч цветовых тонов и оттенков.
Впрочем, тут имеется неоднозначность, которая заключается в относительной субъективности цветового восприятия. Потому некоторые учёные сходятся на другой цифре, сколько оттенков цветов обычно видит/различает человек – от семи до десяти миллионов. В любом случае, цифра внушительная. Все эти оттенки получаются за счёт варьирования семи основных цветов, находящихся в разных частях радужного спектра. Считается, что у профессиональных художников и дизайнеров количество воспринимаемых оттенков выше, а также иногда человек рождается с мутацией, позволяющей ему видеть в разы больше цветов и оттенков. Сколько разных цветов видят такие люди – открытый вопрос.
Глазные заболевания
Как и любая другая система человеческого организма, орган зрения подвержен различным заболеваниям и патологиям. Условно их можно разделить на инфекционные и неинфекционные. Частые виды заболеваний, что вызываются бактериями, вирусами или микроорганизмами – это конъюнктивиты, ячмени и блефариты.
Если заболевание неинфекционное, то обычно оно возникает из-за серьёзного переутомления глаз, из-за наследственной предрасположенности или просто из-за изменений, которые возникают в организме человека с возрастом. Реже проблема может заключаться в том, что возникла общая патология организма, например, развилась гипертония или сахарный диабет. В итоге может возникнуть глаукома, катаракта или синдром сухого глаза, человек в итоге хуже видит или различает объекты.
В медицинской практике все заболевания делятся на следующие категории:
- болезни отдельных элементов глаза, например, хрусталика, конъюнктивы и так далее;
- патологии зрительных нервов/путей;
- патологии мышц, по причине которых нарушается содружественное движение яблок;
- заболевания, связанные со слепотой и различными зрительными расстройствами, нарушением силы зрения;
- глаукома.
Чтобы не возникало проблем и патологий, глаза необходимо оберегать, не держать подолгу направленными в одну точку, поддерживать оптимальное освещение при чтении или работе. Тогда сила зрения не будет падать.
Внешнее строение глаза
Глаз человека имеет не только лишь внутреннее строение, но также и внешнее, которое представлено веками. Это особые перегородки, которые защищают глаза от травматизма и негативных факторов окружающей среды. Они преимущественно состоят из мышечной ткани, которая снаружи покрывается тонкой и нежной кожей. В офтальмологии принято считать, что веки – это один из важнейших элементов, при возникновении проблем с которым могут возникнуть проблемы.
Хотя веко и является мягким, его прочность и постоянство формы обеспечивает хрящ, который по своей сути является коллагеновым образованием. Движение век осуществляется благодаря мышечному слою. Когда веки смыкаются, это несёт функциональную роль – глазное яблоко увлажняется, а небольшие инородные частицы, сколько бы их ни было на поверхности глаза, удаляются. Кроме того, благодаря смачиванию глазного яблока, веко получает возможность свободно скользить относительно его поверхности.
Важным компонентом век также является разветвлённая система кровоснабжения и множество нервных окончаний, которые помогают векам осуществлять свои функции.
Движение глаз
Глаза человека двигаются при помощи специальных мышц, обеспечивающих глазам нормальное постоянное функционирование. Зрительный аппарат двигается при помощи слаженной работы десятков мышц, основными из которых являются четыре прямых и два косых мышечных отростка. окружают с разных сторон и помогают поворачивать глазное яблоко вокруг различных осей. Каждая группа позволяет повернуть глаз человека в своём направлении.
Также мышцы помогают осуществлять поднятие и опускание век. Когда всё мышцы работают слаженно, это не только лишь позволяет управлять глазами по отдельности, но также и осуществить их слаженную работу и координацию их направления.
Глаз человека – это парный орган, обеспечивающий функцию зрения. Свойства глаза разделяются на физиологические и оптические , потому изучаются физиологической оптикой – наукой, находящейся на стыке биологии и физики.
Глаз по форме напоминает шар, поэтому его называют глазным яблоком .
В черепе имеется глазница – место расположения глазного яблока. Значительная его поверхность защищена там от повреждений.
Глазодвигательные мышцы обеспечивают двигательную способность глазного яблока. Постоянное увлажнение глаза, создающее тонкую защитную пленку, обеспечивается слезными железами.
Строение глаза человека – схема
Структурные части глаза
Информация, которую получает глаз, – это свет , отраженный от предметов. Конечный этап – это информация, поступающая в мозг, который, собственно и “видит” предмет. Между ними находится глаз – непостижимое чудо, сотворенное природой.
Фото с описанием
Первая поверхность, на которую попадает свет, – . Это “линза”, преломляющая падающий свет. Наподобие этого природного шедевра сконструированы части различных оптических приборов, например, фотоаппаратов. Роговица, имеющая сферическую поверхность, фокусирует все лучи в одной точке.
Но до окончательного этапа световым лучам приходится пройти длинный путь:
- Свет проходит сначала переднюю камеру с бесцветной жидкостью.
- Лучи падают на , определяющую цвет глаз.
- Лучи проходят затем через – отверстие, находящееся в центре радужной оболочки. Боковые мышцы способны расширять или сужать зрачок в зависимости от внешних обстоятельств. Слишком яркий свет может глазу навредить, поэтому зрачок сужается. В темноте – расширяется. Диаметр зрачка реагирует не только на степень освещенности, но и на различные эмоции. Например, у человека, испытывающего страх или боль, зрачки становятся больше. Эта функция называется адаптацией .
- В задней камере расположено следующее чудо – хрусталик . Это биологическая двояковыпуклая линза, задача которой – сфокусировать лучи на сетчатке, выполняющей роль экрана. Но, если стеклянная линза имеет постоянные размеры, то радиусы хрусталика имеют возможность изменяться при сжатии и расслаблении окружающих мышц. Эта функция называется аккомодацией . Заключается она в способности видеть резко, как удаленные, так и близкие предметы, меняя радиусы хрусталика.
- Между хрусталиком и сетчаткой пространство занято стекловидным телом . Лучи проходят сквозь него спокойно, благодаря его прозрачности. Стекловидное тело помогает сохранять форму глаза.
- Изображение предмета отображается на сетчатке , но в перевернутом виде. Таким оно получается из-за строения “оптической схемы” прохождения лучей света. В сетчатке эта информация перекодируется в электромагнитные импульсы, после чего они обрабатываются мозгом, переворачивающим изображение.
Таково внутреннее строение глаза и путь светового потока внутри него.
Видео:
Оболочки глаза
В глазном яблоке имеется три оболочки:
- Фиброзная – является наружной. Защищает, придает глазу форму. На ней крепятся мышцы.
Состав :
- – передняя часть. Являясь прозрачной, пропускает внутрь глаза лучи.
- Склера белого цвета – задняя поверхность.
2. Сосудистая оболочка глаза – ее строение и функции можно увидеть на рисунке выше. Является средней “прослойкой”. Кровеносные сосуды, имеющиеся в ней, обеспечивают кровоснабжение и питание.
Состав сосудистой оболочки:
- Радужка – отдел, находящийся спереди, в центре его расположен зрачок. Цвет глаз зависит от содержания в радужной оболочке пигмента меланина. Чем больше меланина, тем темнее цвет. Содержащиеся в радужке гладкие мышцы изменяют размер зрачка;
- Ресничное тело. За счет мышц изменяет кривизну поверхностей хрусталика;
- Сама сосудистая оболочка – находится сзади. Пронизана множеством мелких кровеносных сосудов.
- Сетчатка – является внутренней оболочкой. Строение сетчатки глаза человека весьма специфично.
Она имеет несколько слоев, обеспечивающих разные функции, основная из которых – восприятие света .
Содержит палочки и колбочки – светочувствительные рецепторы. Функционируют рецепторы по-разному в зависимости от времени дня или освещения в помещении. Ночь – это время палочек, днем активизируются колбочки.
Веко
Хотя веки и не входят в состав зрительного органа, рассматривать их имеет смысл только в совокупности.
Назначение и строение века глаза:
- Внешний вид
Веко состоит из мышц, покрытых кожей, с ресницами на краю.
- Назначение
Основная цель – это защита глаза от агрессивной внешней среды, а также постоянное увлажнение.
- Функционирование
Благодаря наличию мышц веко может легко двигаться. При регулярном смыкании верхнего и нижнего века совершается увлажнение глазного яблока.
Веко состоит из нескольких элементов:
- наружная кожно-мышечная ткань;
- хрящ, служащий для поддержания века;
- конъюнктива, представляющая собой слизистую ткань и имеющая слезные железы.
Нетрадиционная медицина
Одним из методов нетрадиционной медицины, основанной на строении глаза, является иридодиагностика. Схема радужной оболочки помогает врачу поставить диагноз при различных заболеваниях в организме:
Такой анализ основан на предположении, что разные органы и участки тела человека соответствуют определенным областям на радужной оболочке. Если орган заболел, то это отражается на соответствующем участке. По этим изменениям можно узнать диагноз.
Значение зрения в нашей жизни трудно переоценить. Чтобы оно и дальше служило нам, необходимо ему помогать: носить очки для коррекции зрения, если это требуется, и солнцезащитные очки при ярком солнце. Важно понимать, что со временем происходят возрастные изменения, которые можно задержать только .
Зрение является каналом, посредством которого человек получает примерно 70% всех данных о мире, который его окружает. И возможно это только по той причине, что именно зрение человека представляет собой одну из самых сложных и поражающих воображение зрительных систем на нашей планете. Если бы не было зрения, все мы, скорее всего, просто жили бы в темноте.
Человеческий глаз обладает совершенным строением и обеспечивает зрение не только в цвете, но также в трёх измерениях и с высочайшей резкостью. Он обладает способностью моментально менять фокус на самые разные расстояния, осуществлять регуляцию объёма поступающего света, различать между собой огромное количество цветов и ещё большее количество оттенков, производить коррекцию сферических и хроматических аберраций и т.д. С мозгом глаз связывают шесть уровней сетчатки, в которых ещё перед тем, как информация будет отправлена в мозг, данные проходят через этап компрессии.
Но как же устроено наше с вами зрение? Как посредством усиления цвета, отражённого от предметов, мы трансформируем его в изображение? Если подумать об этом серьёзно, можно сделать вывод, что устройство зрительной системы человека до мельчайших подробностей «продумано» создавшей его Природой. Если же вы предпочитаете верить в то, что за создание человека ответственен Создатель или некая Высшая Сила, то эту заслугу можете приписать им. Но давайте не будем разбираться в , а продолжим разговор об устройстве зрения.
Огромное количество деталей
Строение глаза и его физиологию можно без обиняков назвать действительно идеальными. Подумайте сами: оба глаза находятся в костных впадинах черепа, которые защищают их от всевозможных повреждений, однако выступают из них они именно так, чтобы обеспечивался максимально широкий горизонтальный обзор.
Расстояние, на котором глаза находятся друг от друга, обеспечивает пространственную глубину. А сами глазные яблоки, как доподлинно известно, обладают шарообразной формой, благодаря чему способны вращаться в четырёх направлениях: влево, вправо, вверх и вниз. Но каждый из нас воспринимает всё это, как само собой разумеющееся - мало кому приходит в голову представить, что было бы, если бы наши глаза были квадратными или треугольными или их движение было бы хаотичным - это бы сделало зрение ограниченным, сумбурным и малоэффективным.
Итак, устройство глаза предельно сложно, но как раз это и делает возможным работу примерно четырёх десятков его различных составляющих. И даже если бы не было хоть одного из этих элементов, процесс зрения перестал бы осуществляться так, как ему следует осуществляться.
Чтобы убедиться в том, насколько сложно устроен глаз, предлагаем вам обратить своё внимание на рисунок ниже.
Давайте же поговорим о том, как реализуется на практике процесс зрительного восприятия, какие элементы зрительной системы в этом участвуют, и за что каждый из них отвечает.
Прохождение света
По мере приближения света к глазу световые лучи сталкиваются с роговицей (иначе её называют роговой оболочкой). Прозрачность роговицы позволяет свету проходить сквозь неё во внутреннюю поверхность глаза. Прозрачность, кстати, является важнейшей характеристикой роговицы, и прозрачной она остаётся по причине того, что особый протеин, который в ней содержится, сдерживает развитие кровеносных сосудов - процесс, происходящий практически в каждой из тканей человеческого тела. В том случае если бы роговица прозрачной не была, остальные компоненты зрительной системы не имели бы никакого значения.
Помимо прочего, роговица не даёт попадать во внутренние полости глаза сору, пыли и каким-либо химическим элементам. А кривизна роговой оболочки позволяет ей преломлять свет и помогать хрусталику фокусировать световые лучи на сетчатке.
После того как свет прошёл сквозь роговицу, он проходит через маленькое отверстие, расположенное посередине радужки глаза. Радужка же представляет собой круглую диафрагму, которая находится перед хрусталиком сразу за роговицей. Радужка также является тем элементом, который придаёт глазу цвет, а цвет зависит от преобладающего в радужке пигмента. Центральное отверстие в радужке - это и есть знакомый каждому из нас зрачок. Размер этого отверстия имеет возможность изменяться, чтобы контролировать количество поступающего в глаз света.
Размер зрачка изменятся непосредственно радужкой, а обусловлено это её уникальнейшим строением, ведь состоит она из двух различных видов мышечных тканей (даже здесь есть мышцы!). Первая мышца является круговой сжимающей - она располагается в радужке кругообразно. Когда свет яркий, происходит её сокращение, вследствие чего зрачок сокращается, как бы втягиваясь мышцей внутрь. Вторая мышца является расширяющей - она расположена радиально, т.е. по радиусу радужки, что можно сравнить со спицами в колесе. При тёмном освещении происходит сокращение этой второй мышцы, и радужка раскрывает зрачок.
Многие до сих пор испытывают некоторые затруднения, когда пытаются объяснить, каким же всё-таки образом происходит формирование вышеназванных элементов зрительной системы человека, ведь в любой другой промежуточной форме, т.е. на каком-либо эволюционном этапе работать они просто не смогли бы, но человек видит с самого начала своего существования. Загадка…
Фокусировка
Минуя названные выше этапы, свет начинает проходить через хрусталик, находящийся за радужкой. Хрусталик является оптическим элементом, имеющим форму выпуклого продолговатого шара. Хрусталик абсолютно гладок и прозрачен, в нём нет кровеносных сосудов, а сам он расположен в эластичном мешочке.
Проходя сквозь хрусталик, свет преломляется, после чего происходит его фокусировка на ямке сетчатки - самом чувствительном месте, содержащем максимальное количество фоторецепторов.
Важно заметить, что уникальное строение и состав обеспечивают роговице и хрусталику большую силу преломления, гарантирующую короткое фокусное расстояние. И как же удивительно, что такая сложная система вмещается всего в одном глазном яблоке (подумайте только, как бы мог выглядеть человек, если бы для фокусировки световых лучей, идущих от предметов, требовался бы, например, метр!).
Не менее интересно и то, что совместная преломляющая сила этих двух элементов (роговицы и хрусталика) находится в прекрасном соотношении с глазным яблоком, а это можно смело назвать ещё одним доказательством того, что зрительная система создана просто непревзойдённо, т.к. процесс фокусирования слишком сложен, чтобы говорить о нём, как о чём-то, что произошло лишь благодаря пошаговым мутациям - эволюционным стадиям.
Если же речь идёт о предметах расположенных близко к глазу (как правило, близким считается расстояние менее 6 метров), то здесь всё ещё любопытнее, ведь в этой ситуации преломление световых лучей оказывается ещё более сильным. Обеспечивается же это увеличением кривизны хрусталика. Хрусталик соединён посредством цилиарных поясков с ресничной мышцей, которая, сокращаясь, даёт хрусталику возможность принимать более выпуклую форму, тем самым увеличивая свою преломляющую силу.
И здесь снова нельзя не упомянуть о сложнейшем строении хрусталика: составляют его множество ниточек, которые состоят из соединённых друг с другом клеточек, а тонкие пояски связывают его с цилиарным телом. Фокусировка осуществляется под контролем головного мозга крайне быстро и на полном «автомате» — осуществить такой процесс осознанно для человека невозможно.
Значение «фотоплёнки»
Результатом фокусировки становится сосредоточение изображения на сетчатке, представляющей собой многослойную ткань, чувствительную к свету, покрывающую заднюю часть глазного яблока. В сетчатке содержится примерно 137 000 000 фоторецепторов (для сравнения можно привести современные цифровые фотоаппараты, в которых подобных сенсорных элементов не более 10 000 000). Такое громадное количество фоторецепторов обусловлено тем, что расположены они крайне плотно - примерно 400 000 на 1 мм².
Здесь не будет лишним привести слова специалиста по микробиологии Алана Л. Гиллена, говорящего в своей книге «Тело по замыслу» о сетчатке глаза, как о шедевре инженерного проектирования. Он считает, что сетчатка является самым удивительным элементом глаза, сравнимым с фотоплёнкой. Светочувствительная сетчатка, расположенная на задней стороне глазного яблока, намного тоньше целлофана (её толщина составляет не более 0,2 мм) и гораздо чувствительнее, чем любая, созданная человеком фотоплёнка. Клетки этого уникального слоя способны обрабатывать до 10 миллиардов фотонов, в то время как самый чувствительный фотоаппарат способен обработать лишь несколько их тысяч. Но ещё удивительнее то, что человеческий глаз может улавливать единицы фотонов даже в темноте.
Всего сетчатку составляют 10 слоёв фоторецепторных клеток, 6 слоёв из которых являются слоями светочувствительных клеток. 2 вида фоторецепторов имеют особую форму, по причине чего их называют колбочками и палочками. Палочки крайне восприимчивы к свету и обеспечивают глазу чёрно-белое восприятие и ночное зрение. Колбочки, в свою очередь, не так восприимчивы к свету, но способны различать цвета - оптимальная работа колбочек отмечается в дневное время суток.
Благодаря работе фоторецепторов световые лучи трансформируются в комплексы электрических импульсов и посылаются в мозг на невероятно большой скорости, а сами эти импульсы за доли секунд преодолевают свыше миллиона нервных волокон.
Связь фоторецепторных клеток в сетчатке очень сложна. Колбочки и палочки никак напрямую с мозгом не связаны. Получив сигнал, они переадресовывают его биполярным клеткам, а те перенаправляют уже обработанные собою сигналы ганглиозным клеткам, более миллиона аксонов (нейритов, по которым передаются нервные импульсы) которых составляют единый зрительный нерв, по которому данные и поступают в мозг.
Два слоя промежуточных нейронов, до того как зрительные данные будут отправлены в мозг, способствуют параллельной обработке этой информации шестью уровнями восприятия, находящимися в сетчатке глаза. Необходимо это для того чтобы изображения распознавались как можно быстрее.
Восприятие мозга
После того как обработанная зрительная информация поступает в мозг, он начинает её сортировку, обработку и анализ, а также формирует цельное изображение из отдельных данных. Конечно же, о работе человеческого мозга ещё много чего неизвестно, однако даже того, что научный мир может предоставить сегодня, вполне достаточно, чтобы поразиться.
При помощи двух глаз формируются две «картинки» мира, который окружает человека - по одной на каждую сетчатку. Обе «картинки» передаются в мозг, и в действительности человек видит два изображения в одно и то же время. Но как?
А дело вот в чём: точка сетчатки одного глаза точно соответствует точке сетчатки другого, а это говорит о том, чтоб оба изображения, попадая в мозг, могут накладываться друг на друга и сочетаться вместе для получения единого изображения. Информация, полученная фоторецепторами каждого из глаз, сходится в зрительной коре головного мозга, где и появляется единое изображение.
По причине того, что у двух глаз может быть разная проекция, могут наблюдаться и некоторые несоответствия, однако мозг сопоставляет и соединяет изображения таким образом, что человек никаких несоответствий не ощущает. Мало того - эти несоответствия могут быть использованы с целью получения чувства пространственной глубины.
Как известно, из-за преломления света зрительные образы, поступающие в мозг, изначально являются очень маленькими и перевёрнутыми, однако «на выходе» мы получаем то изображение, которое привыкли видеть.
Помимо этого в сетчатке изображение делится мозгом надвое по вертикали - через линию, которая проходит через ямку сетчатки. Левые части изображений, полученных обоими глазами, перенаправляются в , а правые части - в левое. Так, каждое из полушарий смотрящего человека получает данные только от одной части того, что он видит. И снова - «на выходе» мы получаем цельное изображение без каких бы то ни было следов соединения.
Разделение изображений и крайне сложные оптические пути делают так, что мозг видит отдельно каждым из своих полушарий с использованием каждого из глаз. Это позволяет ускорить обработку потока входящей информации, а также обеспечивает зрение одним глазом, если вдруг человек по какой-либо причине перестаёт видеть другим.
Можно заключить, что мозг в процессе обработки зрительной информации убирает «слепые» пятна, искажения из-за микродвижений глаз, морганий, угла зрения и т.п., предлагая своему хозяину адекватное целостное изображение наблюдаемого.
Ещё одним из важных элементов зрительной системы является . Умалять значение этого вопроса никак нельзя, т.к. чтобы вообще иметь возможность использовать зрение должным образом мы должны уметь поворачивать глаза, поднимать их, опускать, короче говоря - двигать глазами.
Всего можно выделить 6 внешних мышц, которые соединяются с внешней поверхностью глазного яблока. К этим мышцам относятся 4 прямые (нижняя, верхняя, боковая и средняя) и 2 косые (нижняя и верхняя).
В тот момент, когда какая-либо из мышц сокращается, мышца, являющаяся для неё противоположной, расслабляется - это обеспечивает ровное движение глаз (в противном случае все движения глазами осуществлялись бы рывками).
При повороте двух глаз автоматически изменяется движение всех 12 мышц (по 6 мышц на каждый глаз). И примечательно то, что процесс этот является непрерывным и очень хорошо скоординированным.
По словам знаменитого офтальмолога Питера Джени, контроль и координация связи органов и тканей с центральной нервной системой посредством нервов (это называется иннервацией) всех 12 глазных мышц представляет собой один из очень сложных процессов, происходящих в мозге. Если же добавить к этому точность перенаправления взора, плавность и ровность движений, скорость, с которой может вращаться глаз (а она составляет в сумме до 700° в секунду), и соединить всё это, мы получим на самом деле феноменальную по части исполнения подвижную глазную систему. А то, что человек имеет два глаза, делает её ещё более сложной - при синхронном движении глаз необходима одинаковая мускульная иннервация.
Мышцы, которые вращают глаза, отличны от мышц скелета, т.к. их составляет множество всевозможных волокон, а контролируются они ещё большим числом нейронов, иначе точность движений стала бы невозможной. Данные мышцы можно назвать уникальными ещё и потому, что они способны быстро сокращаться и практически не устают.
Учитывая то, что глаз - это один из наиболее важных органов человеческого организма, он нуждается в непрерывном уходе. Именно для этого как раз и предусмотрена, если так можно назвать, «интегрированная система очистки», которая состоит из бровей, век, ресниц и слёзных желёз.
При помощи слёзных желёз регулярно производится липкая жидкость, с медленной скоростью движущаяся вниз по внешней поверхности глазного яблока. Эта жидкость смывает различный сор (пыль и т.п.) с роговицы, после чего входит во внутренний слёзный канал и затем стекает по носовому каналу, выводясь из организма.
В слезах содержится очень сильное антибактериальное вещество, уничтожающее вирусы и бактерии. Веки выполняют функцию стеклоочистителей - они очищают и увлажняют глаза благодаря непроизвольному морганию с интервалом в 10-15 секунд. Вместе с веками работают ещё и ресницы, предотвращая попадание в глаз любого сора, грязи, микробов и т.п.
Если бы веки не выполняли свою функцию, глаза человека постепенно бы засохли и покрылись рубцами. Если бы не было слёзного протока, глаза бы постоянно заливались слёзной жидкостью. Если бы человек не моргал, в его глаза попадал бы мусор, и он мог бы даже ослепнуть. Вся «очистительная система» должна включать в себя работу всех элементов без исключения, в противном случае она просто перестала бы функционировать.
Глаза как показатель состояния
Глаза человека способны передавать немало информации в процессе его взаимодействия с другими людьми и окружающим миром. Глаза могут излучать любовь, гореть от гнева, отражать радость, страх или беспокойство, или усталости. Глаза показывают, куда смотрит человек, заинтересован он в чём-либо или же нет.
Например, когда люди закатывают глаза, беседуя с кем-то, это можно расценивать совершенно иначе, нежели обычный взгляд, направленный вверх. Большие глаза у детей вызывают у окружающих восторг и умиление. А состояние зрачков отражает то состояние сознания, в котором в данный момент времени находится человек. Глаза - это показатель жизни и смерти, если уж говорить в глобальном смысле. Наверное, именно по этой причине их называют «зеркалом» души.
Вместо заключения
В этом уроке мы с вами рассмотрели устройство зрительной системы человека. Естественно, мы упустили немало деталей (сама по себе эта тема очень объёмна и вместить её в рамки одного урока проблематично), но всё же постарались донести материал так, чтобы вы имели чёткое представление о том, КАК видит человек.
Вы не могли не заметить, что как сложность, так и возможности глаза позволяют этому органу многократно превосходить даже самые современные технологии и научные разработки. Глаз является наглядной демонстрацией сложности инженерии в огромном количестве нюансов.
Но знать об устройстве зрения - это, конечно же, хорошо и полезно, однако наиболее важно знать о том, как зрение можно восстанавливать. Дело в том, что и образ жизни человека, и условия, в которых он живёт, и некоторые другие факторы (стрессы, генетика, вредные привычки, заболевания и многое другое) - всё это нередко способствует тому, что с годами зрение может ухудшаться, т.е. зрительная система начинает давать сбои.
Но ухудшение зрения в большинстве случаев не является необратимым процессом - зная определённые методики, данный процесс можно повернуть вспять, и сделать зрение, если уж и не таким, как у младенца (хотя иногда возможно и это), то хорошим настолько, насколько вообще это возможно для каждого отдельно взятого человека. Поэтому следующий урок нашего курса по развитию зрения будет посвящён методам восстановления зрения.
Зрите в корень!
Проверьте свои знания
Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.
Зрение - одно из главных чувств человека. Мы доверяем нашим сравнительно небольшим глазам всю зрительную информацию. Мы можем настраивать их и на далекую звезду, и на частичку пыли, видеть при ярком солнечном свете и в темноте.
Глаз человека работает, как фотоаппарат. Световые лучи от объекта проходят через апертуру (зрачок) и фокусируются хрусталиком на сетчатке, светочувствительном слое на задней стенке глаза. Оптические качества и универсальность глаза намного выше, чем у фотоаппарата. Сетчатка, глазной эквивалент фотопленки, состоит из слоя нервных волокон и светочувствительной пигментной мембраны. Она содержит два вида фоторецепторных клеток: колбочки и палочки.
Колбочки и палочки
Колбочки чувствительны к красному, зеленому или синему свету, и сигналы от них дают способность мозгу воспринимать цветовое изображение. Они также обеспечивают дневное зрение. Палочки очень чувствительны при низкой освещенности, но не способны различать цвета. Вот почему предметы теряют цвет ночью. Палочки и колбочки связаны с мозгом нервными клетками, которые идут от задней стенки глаза, формируя зрительный нерв.Чтобы объект был четко виден, мышцы глаза растягивают хрусталик и фокусируют свет на сетчатке. Если этот процесс нарушается, изображение делается неясным. В этом случае требуются очки или даже помощь хирурга.
Мышцы глаза
Радужка - мышечная, кольцеобразная структура с отверстием в середине, которое называется зрачком. Радужка содержит характерно окрашенный пигмент. Мышцы радужки используются для расширения или сужения зрачка, что позволяет пропускать в глаз больше или меньше света и тем самым создавать оптимальные условия для рассматривания чего-либо. Мышцы радужки переходят в ресничное тело, которое соединяет сосудистую оболочку с радужкой. Ресничное тело состоит из трех частей:- ресничный кружок - задняя часть ресничного тела, переходящая в сосудистую оболочку;
- ресничные отростки - около 70 радиальных складок вокруг ресничного тела;
- ресничная мышца, контролирующая кривизну хрусталика.
Фокусирование на сетчатке
Роговица и водянистая влага вызывают рефракцию (преломление) световых лучей, проходящих внутрь глаза.Роговица преломляет большую часть поступающего света. Цель хрусталика - тонкое фокусирование лучей таким образом, чтобы изображение точно попадало на сетчатку. Хрусталик - кристаллическая структура, состоящая из нескольких слоев. Он соединен с мышцами ресничного тела поддерживающими связками. Движения ресничной мышцы изменяют кривизну хрусталика в зависимости от того, насколько далеко или близко находится объект, на котором надо сфокусироваться. Диаграмма внизу (вид глаза изнутри и сбоку) показывает, как хрусталик принимает нужную форму.
Свет попадает в глаз в виде почти параллельных лучей. При прохождении через роговицу лучи частично фокусируются перед зрачком. Затем хрусталик преломляет свет сильнее, направляя его на сетчатку, где получается перевернутое изображение. Мозг обрабатывает информацию таким образом, что мы воспринимаем изображение в правильном положении.
Смотрим на близкий объект
Световые лучи от близкого предмета могут расходиться, требуя большей рефракции. Ресничная мышца сокращается, уменьшая напряжение поддерживающих связок. Хрусталик становится более округлым. При прохождении через округлый хрусталик световые лучи резко сходятся на задней стенке глаза.Смотрим на отдаленный объект
Световые лучи от отдаленного предмета идут почти параллельно. Это требует меньшей рефракции хрусталика. Ресничная мышца расслабляется, и напряжение поддерживающих связок тянет углы хрусталика в стороны. Хрусталик становится более тонким и плоским. Лучи фокусируются на задней стенке глаза.Распространенные дефекты глаз
Два наиболее распространенных дефекта глаз - это близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия).Близорукость - неспособность фокусировать отдаленные объекты. Обычно это результат того, что зрительная ось глазного яблока слегка удлинена. Из-за этого изображение отдаленного объекта формируется перед сетчаткой.
Дальнозоркость , напротив, появляется тогда, когда зрительная ось глазного яблока укорочена.
В результате точка фокуса света от близкого предмета лежит за сетчаткой.
Близорукость корректируется ношением очков с расходящимися (вогнутыми) линзами. Дальнозоркость корректируется очками со сходящимися (выпуклыми) линзами.
Другой частый дефект зрения - старческая дальнозоркость (пресбиопия), которая проявляется в неспособности фокусировать близкие объекты из-за того, что хрусталик теряет эластичность. Обычно дефект появляется в среднем возрасте и корректируется использованием сходящихся линз. Чаще всего именно в этот период времени человеку становятся необходимы очки для коррекции проблем со зрением.
Астигматизм - результат небольшой деформации глазного яблока, по причине которого изображение объекта искажается. Астигматизм корректируется ношением очков с цилиндрическими линзами, которые нейтрализуют это искажение.
Запутанная схема, напоминающая устройство фотоаппарата, отображает строение глаза человека. Он представлен шарообразным парным органом зрения, с помощью которого мозг получает множество информации об окружающей среде. Человеческий глаз составляют три слоя: наружная оболочка глаза - склера и роговица, средний - сосудистая оболочка и хрусталик и внутренний - сетчатка. Анатомия черепа, где расположен зрительный орган человека, надежно защищает его от внешних повреждений, однако его структура очень уязвима к механическим, физическим и химическим воздействиям.
Строение глазного яблока
Структурная схема имеет наиболее сложное строение после головного мозга. Белочная оболочка представлена склерой, которая образует шарообразную форму. В ее состав входит белая фиброзная ткань. Это наружный слой. Склера соединяется с мышцами, которые обеспечивают движение глазных яблок. Спереди склеры расположена роговица, а сзади расположено прохождение зрительного нерва.
Анатомия среднего слоя представлена сосудистой оболочкой, которая включает в себя сосуды, расположенные в задней части глаз, радужную оболочку и циллиарное тело, состоящее из множества мельчайших волокон, образующих ресничный поясок. Его основная функция - поддержание хрусталика. В центре радужки находится зрачок. Его размер изменяется благодаря работе мышц, окружающих хрусталик. В зависимости от освещения зрачок может расширяться либо сужаться. Внутреннюю оболочку образует сетчатка, состоящая из фоторецепторов - палочек и колбочек.
Анатомия глазного яблока
Таблица характеризует строение и функции глаза с описанием важнейших структурных функций, которые приводят в действие все аппараты зрения, без которых человек не мог бы нормально видеть:
| Компоненты глаза | Функции | Оболочка |
| Роговица | Преломляет лучи света, компонент оптической системы | Наружная |
| Склера | Белочная оболочка глаза | |
| Защита от прохождения слишком яркого света, травм и повреждений | ||
| Поддержание внутриглазного давления | ||
| Радужка | Определяет цвет глаз человека | Сосудистая |
| Регуляция светового потока | ||
| Защита светочувствительных клеток | ||
| Циллиарное тело | Выработка внутриглазной жидкости | |
| Содержит мышечные волокна, изменяющие форму хрусталика | ||
| Хориоидея | Питание сетчатки | |
| Зрачок | Изменение размера в зависимости от уровня освещенности | Центр радужки |
| Обеспечивает возможность видеть вдалеке и вблизи. | ||
| Сетчатка | Отображение видимых предметов | Внутренняя |
| Состоит из фоторецепторов-палочек и колбочек | ||
| Хрусталик | Преломление лучей света | |
| Фокусировка на объекте | ||
| Стекловидное тело | Прозрачная гелеобразная масса | |
| Отделение хрусталика от глазного дна | ||
| Веки | Защитная от повреждений перегородка | Вокруг глазного яблока |
| Делятся на верхние и нижние | ||
| Во время смыкания происходит омывание глаза слезной жидкостью и механическое очищение поверхности от попавших частиц пыли и грязи |
Строение человеческого глаза отличается от всех биологических представителей Земли имеющимися белками глаз.
Оптическая система и зрение
Система глаза. Схема устройства зрения у человека рассчитана на преломление и фокусировку света. При этом в задней глазной области появляется мельчайший световой образ видимого объекта, который далее передается в мозг в качестве нервных импульсов. Зрительный процесс имеет строгую последовательность. После попадания света в глаза, он проходит через роговицу. Преломляясь, лучи света сближаются друг с другом. Следующий регулирующий элемент зрительного описания - хрусталик. С его помощью происходит фиксация лучей света позади сетчатки, где расположены светочувствительные палочки и колбочки, они передают электрический поток в мозг по зрительному нерву.
Распознавание и построение информации происходит в зрительной коре, расположенной в затылочной части мозга. Полученная информация от правого и левого глаза смешивается, образуя единую картинку. Все изображения, получаемые сетчаткой, имеют перевернутый вид и далее корректируются мозгом.
