Из чего состоит человеческий глаз. Строение глаза человека

Человеческий глаз является очень сложной оптической системой, чувствительной к внешним раздражителям. Глаз – это уникальный парный орган, посредством которого мы видим. Он очень уязвим к повреждениям и заболеваниям. У каждого человека глаз имеет свои индивидуальные характеристики, не похожие на других.

Свободные движения глазного яблока позволяют нам видеть мир обоими глазами. Слезные железы постоянно увлажняют глазное яблоко. Также они способствуют образованию тонкой защитной пленки. Считается, что глаз является таким же сложным органом, как и человеческий мозг. До конца органы зрения не изучены. Форма – сферическая. Диаметр составляет 24 мм, а длина в среднем – около 24 мм.

Функции органов зрения

Как мы уже говорили, глаз – это сложный оптический прибор, главной задачей которого считается переча точного изображения зрительному нерву.

Его основными функциями являются:

• оптическая система, которая выполняет проецирование изображения;
• система, которая воспринимает и кодирует информацию;
• система жизнеобеспечения.

Строение человеческого глаза

Сам по себе такой небольшой орган имеет довольно внушительное и запутанное строение. Все компоненты взаимосвязаны. Состоит орган из таких частей:

1. Роговица – это выпуклая прозрачная часть глазного яблока без кровеносных сосудов, обладающая большой преломляющей силой. Граничит со склерой и занимает приблизительно 1/6 наружной оболочки глаза.
2. Передняя камера – это пространство между роговицей и радужкой, заполненная внутриглазной жидкостью.
3. Радужка – тонкая прозрачная диафрагма, напоминающая круг с отверстием внутри. Состоит из мышц, благодаря сокращению и расслаблению которых размеры зрачка изменяются. Радужка входит в сосудистую оболочку человеческого глаза. Также от нее зависит цвет органа зрения. Ее функцией является регулирование светопотока.
4. Зрачок – отверстие, расположенное в радужной оболочке. Через него в глаз попадают световые лучи.
5. Хрусталик – часть органа зрения, похожая на линзу и расположенная внутри глазного яблока. Это так называемая биологическая линза. Хрусталик имеет прозрачный цвет и является очень эластичным. Способен к изменению формы. Удерживается ресничным пояском и входит в оптическую систему.
6. Стекловидное тело – это прозрачная субстанция, которая находится в заднем отделе глаза и входит в оптическую систему. Ее функцией является поддержание формы глазного яблока. Также стекловидное тело принимает участие во внутриглазном обмене веществ.
7. Сетчатка – это внутренняя оболочка глаза, состоит из фоторецепторов и нервных клеток. Имеет диаметральный размер и прилегает к сосудистой оболочке.
8. Склера – непрозрачная наружная оболочка, в которой расположено шесть глазодвигательных мышц. Наибольшее количество нервных окончаний находится именно в склере. Средняя часть глаза.
9. Сосудистая оболочка – покрывает задний отдел склеры и несет ответственность за кровоснабжение внутриглазных структур. Здесь нет нервных окончаний.
10. Зрительный нерв – способствует тому, что сигналы нервных окончаний передаются в головной мозг человека.
11. Цилиарное тело – часть сосудистой оболочки, а также сложный нервно-эндокринный орган, который принимает участие в продукции внутриглазной жидкости.
12. Мышечная система – участвует в движении глазного яблока и состоит из восьми мышц. Благодаря данным мышцам глазное яблоко способно двигаться в разные стороны.
13. Слезный аппарат – состоит из слезных желез, которые находятся в верхненаружной стенке глазницы, слезных канальцах, а также в слезном мешке. У человека слезотечение усиливается за счет раздражения роговицы.

Защитный аппарат человеческого глаза состоит из век и глазницы.

Веки – это подвижные складки, расположенные вокруг глаза. Они защищают его от повреждений, а также способствуют фокусировке зрения. На переднем слое верхнего и нижнего века расположены ресницы. На краю верхнего и нижнего века есть слезные точки, которые являются началом слезных канальцев. Наружную поверхность век покрывает тонкая кожа.

Глазница – это парная полость, которая содержит глазное яблоко с его придатками. Глазница представляет собой пирамидальные впадины с основанием, вершиной и четырьмя стенками.

Факты о человеческом глазе

Помимо зрения, у человека есть и другие органы чувств, однако 80% информации мы получаем за счет глаз. Эти органы обладают свойством фиксировать изображение, благодаря чему зрительные образы остаются в нашей памяти. При следующей встрече с конкретным человеком или предметом орган зрения активизирует воспоминания, то есть человек запоминает зрительно то, что он видел. Человеческий глаз напоминает фотоаппарат, но он во много раз превышает даже суперсовременный прибор. Орган человеческого зрения способен зафиксировать информацию и передать ее головному мозгу.

Несмотря на то что у человека два глаза, он может видеть только то, что происходит перед ним. К примеру, у лошади глаза расположены по бокам, что позволяет ей видеть боковым зрением и вовремя реагировать на опасность.

Глаз может распознавать до 10 миллионов цветов. На Земле никто, кроме людей, не обладает такой способностью. В сутки человек моргает около 12 минут. Если бы он этого не делал, то его зрение было бы очень низким, а также глазное яблоко высохло бы. Впервые человек моргает в полгода.

Интересно, что никто не может чихнуть, не закрыв на пару секунд глаза. Данный феномен связан с реакцией нервных окончаний. Человеческий глаз схож в строении с глазом акулы. Сегодня в Китае проводятся операции по восстановлению человеческого зрения, транспортировав роговицу этого морского существа.

Заболевания и уход

Врачи-офтальмологи занимаются лечением глазных заболеваний. Увы, глаза очень уязвимы к различного рода недугам. Есть множество глазных заболеваний, которые могут быть как врожденными, так и приобретенными. Основными болезнями являются:

• конъюнктивит;
• катаракта;
• ретинопатия;
• дальтонизм;
• кератит;
• астигматизм;
• косоглазие;
• глаукома.

Кроме этого, поражение глаз может произойти вследствие таких инфекционных заболеваний, как трахома, сифилис, туберкулез и некоторые другие.

За глазами необходимо тщательно ухаживать не только для того, чтобы защитить их от болезней, но и для того, чтобы они были красивыми и свежими. Они являются чрезвычайно ранимым органом, к которому следует относиться особо трепетно. В случае если глаза в течение дня были сильно напряжены, нужно обязательно давать им отдохнуть. Также следует выполнять простые упражнения, дабы органы зрения отдохнули и расслабились.

Рекомендуется на ночь класть на веки тампоны с настоем из трав. Кроме этого, глаза нужно регулярно умывать комнатной водой, так как в них попадает пыль, из-за чего могут возникнуть покраснения. Женщинам рекомендуется очень внимательно выбирать косметику, поскольку она может навредить глазам, вызвать аллергию и другие заболевания.

Помимо всего прочего, врачи рекомендуют ежедневно протирать вокруг глаз специальным лосьоном, дабы кожа не пересушивалась. Самое главное, чтобы лосьон не содержал спирта. В сутки достаточно выделить 10-15 минут на уход за глазами, и вы увидите, насколько здоровее и привлекательнее вы выглядите.

Человеческий орган зрения почти не отличается по своему строению от глаза других млекопитающих, а это значит, что в процессе эволюции строение глаза человека не претерпело значительных изменений. И сегодня глаз по праву можно назвать одним из самых сложных и высокоточных устройств, созданных природой для человеческого организма. Подробнее с тем, как устроен человеческий зрительный аппарат, из чего состоит глаз и как он работает, вы познакомитесь в этом обзоре.

Общие сведения об устройстве и работе органа зрения

Анатомия глаза включает его внешнее (визуально видимое снаружи) и внутреннее (расположенное внутри черепа) строение. Внешняя часть глаза, доступная для наблюдения, включает в себя такие органы:

• Глазница;
• Веко;
• Слезные железы;
• Конъюнктива;
• Роговица;
• Склера;
• Радужная оболочка;
• Зрачок.

Снаружи на лице глаз выглядит как щель, но на самом деле глазное яблоко имеет форму шара, слегка вытянутого ото лба к затылку (по сагиттальному направлению) и имеющего массу около 7 г. Удлинение переднезаднего размера глаза больше нормы приводит к близорукости, а укорочение – к дальнозоркости.

Веки, слезные железы и ресницы

Эти органы не относятся к структуре глаза, но без них невозможна нормальная зрительная функция, поэтому их тоже стоит рассмотреть. Работа век заключается в увлажнении глаз, удалении из них соринок и защите их от повреждений.

Регулярное увлажнение поверхности глазного яблока происходит при моргании. В среднем человек моргает 15 раз в минуту, при чтении или работе с компьютером – реже. Слезные железы, расположенные в верхних наружных уголках век, работают непрерывно, выделяя одноименную жидкость в конъюнктивальный мешок. Излишки слез удаляются из глаз через носовую полость, попадая в нее через особые канальцы. При патологии, которая дакриоциститом называется, уголок глаза не может сообщаться с носом из-за закупорки слезного канала.

Внутренняя сторона века и передняя видимая поверхность глазного яблока покрыта тончайшей прозрачной оболочкой – конъюнктивой. В ней тоже имеются добавочные мелкие слезные железы.

Именно ее воспаление или повреждение вызывает у нас чувство песка в глазу.

Веко держит полукруглую форму благодаря внутренней плотной хрящевой прослойке и круговым мышцам – смыкателям глазной щели. Края век украшены 1-2 рядами ресниц – они защищают глаза от пыли и пота. Здесь же открываются выводные протоки мелких сальных желез, воспаление которых называют ячменем.

Глазодвигательные мышцы

Эти мышцы работают активнее всех других мышц человеческого тела и служат для придания направления взгляду. От несогласованности в работе мышц правого и левого глаза возникает косоглазие. Специальные мышцы приводят в движение веки – поднимают и опускают их. Глазодвигательные мышцы крепятся своими сухожилиями к поверхности склеры.

Оптическая система глаза

Попробуем представить то, что внутри глазного яблока. Оптическая структура глаза состоит из светопреломляющего, аккомодационного и рецепторного аппаратов . Ниже приведено краткое описание всего пути, проходимого световым лучом, попадающим в глаз. Устройство глазного яблока в разрезе и прохождение через него световых лучей представит вам предложенный далее рисунок с обозначениями.

Роговица

Первая глазная «линза», на которую попадает и преломляется отраженный от предмета луч – это роговица. Это то, чем покрыт с передней стороны весь оптический механизм глаза.

Именно она обеспечивает обширное поле зрения и четкость изображения на сетчатке.

Повреждения роговицы ведут к туннельному зрению – человек видит окружающий мир как будто через трубу. Сквозь роговицу глаз «дышит» – она пропускает кислород извне.

Свойства роговицы:

• Отсутствие кровеносных сосудов;
• Полная прозрачность;
• Высокая чувствительность к внешнему воздействию.

Сферическая поверхность роговицы предварительно собирает все лучи в одну точку, чтобы затем спроецировать ее на сетчатку . По подобию этого естественного оптического механизма созданы различные микроскопы и фотоаппараты.

Радужная оболочка со зрачком

Часть прошедших через роговицу лучей отсеивается радужкой. Последняя отграничена от роговицы небольшой полостью, наполненной прозрачной камерной жидкостью – передней камерой.

Радужка представляет собой подвижную светонепроницаемую диафрагму, регулирующую проходящий поток света. Круглая цветная радужка расположена сразу за роговицей.

Цвет ее варьирует от светло-голубого до темно-коричневого и зависит от расы человека и от наследственности.

Иногда встречаются люди, у которых левый и правый глаз имеют разный цвет. Красный цвет радужки бывает у альбиносов.

Р адужная оболочка снабжена кровеносными сосудами и оснащена особыми мышцами – кольцевыми и радиальными. Первые (сфинктеры), сжимаясь, автоматически сужают просвет зрачка, а вторые (дилататоры), сокращаясь, при необходимости расширяют его.

Зрачок находится в центре радужки и представляет собой круглое отверстие диаметром 2 – 8 мм. Его сужение и расширение происходит непроизвольно и никак не контролируется человеком. Сужаясь на солнце, зрачок защищает сетчатку глаза от ожога. Кроме как от яркого света, зрачок сужается от раздражения тройничного нерва и от некоторых медикаментов. Расширение зрачков может произойти от сильных негативных эмоций (ужас, боль, гнев).

Хрусталик

Дальше световой поток попадает на двояковыпуклую эластичную линзу – хрусталик. Он является аккомодационным механизмом, расположен позади зрачка и отграничивает собой передний отдел глазного яблока, включающий роговицу, радужную оболочку и переднюю камеру глаза. Сзади к нему плотно примыкает стекловидное тело.

В прозрачном белковом веществе хрусталика отсутствуют кровеносные сосуды и иннервация. Вещество органа заключено в плотную капсулу. Капсула хрусталика радиально прикреплена к цилиарному телу глаза с помощью так называемого ресничного пояска. Натяжение или ослабление этого пояска меняет кривизну хрусталика, что позволяет четко видеть как приближенные, так и отдаленные предметы. Это свойство называется аккомодацией.

Толщина хрусталика меняется от 3 до 6 мм, диаметр зависит от возраста, у взрослого человека достигая 1 см. Для детей новорожденного и грудного возраста характерна практически шарообразная форма хрусталика за счет его малого диаметра, но по мере взросления ребенка диаметр линзы постепенно увеличивается. У пожилых людей аккомодационные функции глаз ухудшаются.

Патологическое помутнение хрусталика называется катарактой.

Стекловидное тело

Стекловидным телом заполнена полость между хрусталиком и сетчаткой. Его состав представлен прозрачным студенистым веществом, свободно пропускающим свет. С возрастом, а также при высокой и средней близорукости, в стекловидном теле появляются мелкие помутнения, воспринимаемые человеком как «летающие мушки». В стекловидном теле отсутствуют кровеносные сосуды и нервы.

Сетчатая оболочка и зрительный нерв

Пройдя через роговицу, зрачок и хрусталик, лучи света фокусируются на сетчатке. Сетчатка – это внутренняя оболочка глаза, отличающаяся сложностью своего строения и состоящая в основном из нервных клеток. Она представляет собой разросшуюся вперед часть головного мозга.

Светочувствительные элементы сетчатки имеют вид колбочек и палочек. Первые являются органом дневного зрения, а вторые – сумеречного.

Палочки способны воспринимать очень слабые световые сигналы.

Дефицит в организме витамина А, который входит в состав зрительного вещества палочек, приводит к куриной слепоте – человек плохо видит в сумерках.

От клеток сетчатки берет свое начало зрительный нерв, представляющий собой соединенные вместе нервные волокна, исходящие из сетчатой оболочки. Место вхождения зрительного нерва в сетчатую оболочку называется слепым пятном, так как оно не содержит фоторецепторов. Зона с наибольшим количеством светочувствительных клеток расположена над слепым пятном, примерно напротив зрачка, и получила название «Желтое пятно».

Человеческие органы зрения устроены так, что на своем пути к полушариям головного мозга часть волокон зрительных нервов левого и правого глаза перекрещиваются. Поэтому в каждом из двух полушарий мозга есть нервные волокна как правого, так и левого глаза. Точка перекрещивания зрительных нервов называется хиазмой. Изображенная далее картинка указывает на место расположения хиазмы – основание головного мозга.

Построение пути светового потока таково, что рассматриваемый человеком предмет отображается на сетчатке в перевернутом виде.

После этого изображение с помощью зрительного нерва передается в мозг, «переворачивающий» его в нормальное положение. Сетчатая оболочка и зрительный нерв – это рецепторный аппарат глаза.

Глаз – одно из совершенных и сложных созданий природы. Малейшее нарушение хотя бы в одной из его систем ведет к расстройствам зрения.

Видео, которые будут Вам интересны:

13-08-2010, 14:01

Описание

Большую часть (до 80%) информации об окружающем мире
мы получаем через глаза.

Наши глаза специально предназначены для того, чтобы снабжать нас информацией о глубине, расстоянии, величине, движении и цвете. К тому же они способны двигаться вверх, вниз и в обе стороны, давая нам максимально широкий обзор.

Человеческий глаз можно сравнить с фотоаппаратом. Передняя стенка глаза действует как линза объектива. Линза -это изогнутый фрагмент прозрачного материала, который преломляет проходящие через него лучи света.

Зрачок похож на расположенную позади объектива диафрагму. Расширяясь или сужаясь, он регулирует количество проникающего в глаз света. Внутренняя оболочка глаза, или сетчатка - это "фотопленка" и "экран", на котором фокусируется «фотоснимок ».

Как действуют глаза

На самом деле глаз устроен гораздо сложнее. Если фотоаппараты просто запечатлевают изображение на пленке, то люди и животные способны распознать попавшую на сетчатку информацию и действовать на основании увиденного.

Дело в том, что глаз соединен с головным мозгом с помощью зрительного нерва . Этот нерв находится внутри особого отростка, прикрепленного к задней стенке глаза. Он и передает поступающие на сетчатку сигналы в форме импульсов, которые расшифровываются в мозгу.

Каждый глаз видит предметы под несколько иным углом, направляя в мозг свой сигнал. Наш мозг еще в самом раннем детстве "учится" сводить вместе оба изображения так, чтобы мы не видели двойных контуров. Наложенные друг на друга изображения позволяют увидеть объем предметов, и то, что один предмет находится впереди или позади другого. Это явление известно как трехмерность изображения, или "3-D".

Кроме того, мозг позволяет нам правильно различать верх и низ. Преломляясь при прохождении через хрусталик, свет оставляет на сетчатке перевернутое изображение. Наш мозг - считывает его и тотчас переворачивает «с головы на ноги». Однако новорожденный поначалу видит все предметы перевернутыми.

Перевернутое изображение

Почему изменяется величина зрачка

Зрачок - это отверстие в центре пигментированной радужной оболочки. Радужка контролирует количество света, попадающего в глаз через зрачок. При очень ярком свете она сужается, и зрачок уменьшается до размеров крохотной точки, пропуская в глаз лишь малую толику света. При тусклом освещении она расслабляется, и зрачок расширяется, открывая доступ свету. Зрачки могут расширяться и в тех случаях, когда вы охвачены каким-то сильным чувством, например, любовью или страхом.

Как устроен глаз

Человеческий глаз имеет форму шара. В центре его переднего отдела находится чуть выпуклый прозрачный слой, или роговица. Она соединена с белком, или склерой, охватывающей почти всю внешнюю поверхность глаза. Склера покрыта тонкими оболочками, пронизанными мельчайшими кровеносными сосудами.

Роговица - первая линза, через которую проходит световой луч. У нее неподвижный фокус, и она никогда не меняет ни позиции, ни формы. Под роговицей находится радужная оболочка, или "ирис". На греческом языке это слово означает "радуга". Чаще всего радужки бывают голубыми, зелеными или карими. По сути, радужная оболочка представляет собой мышечный диск с отверстием и центре. Это отверстие и есть зрачок, через который свет попадает внутрь глаза.

Пространство между роговицей и радужкой заполнено прозрачным веществом, которое называется внутриглазной жидкостью. Она защищает роговицу от болезнетворных микробов.

Настройка объектива

За радужной оболочкой находится второй объектив, или хрусталик. Он гораздо более подвижен и гибок, нежели роговица. На месте его удерживают целая сеть волокон, которые называются подвешивающими связками.

Со всех сторон хрусталик окружен цилиарными мышцами, которые придают ему различные формы. Скажем, когда вы смотрите на какой-нибудь отдаленный предмет, это мышцы расслабляются, хрусталик увеличивается в диаметре и становится более плоским. При взгляде на более близкий предмет кривизна хрусталика увеличивается.

Позади хрусталика находится внутренняя камера глаза, заполненная студенистым веществом, которое называют стекловидным телом. Свет должен сначала пройти через это вещество и только после этого попадает на сетчатку - слой, покрывающий заднюю и боковые стенки внутренней камеры глаза.

Близорукость

Внутреннее строение глаза

Шарообразную форму, твердость и упругость глазному яблоку придает заполняющая его студенистая жидкость, называемая стекловидным телом. На своем месте в глазнице глаз удерживается особым отростком. Внутри него находится зрительный нерв, передающий в мозг зрительные сигналы.

Палочки и колбочки

Сетчатка состоит из 130 млн. светочувствительных клеток, которые называют палочками и колбочками. Палочки чувствительны к свету, но не различают цветов, за исключением синего и зеленого.

Колбочки улавливают все цвета и помогают нам четче видеть, но перестают работать при недостатке освещения. Вот почему с наступлением сумерек наше зрение ослабевает, мы хуже различаем цвета и все видим в синих или серо-зеленых тонах. Французы называют это время сучок "часом синевы".

Слепящий свет

При очень ярком свете палочки закрываются, уступая всю работу колбочкам. По мере ослабления света палочки оживают, но это происходит не сразу: когда заходишь в темную комнату с залитой солнцем улицы, глаза лишь постепенно привыкают к темноте, а при выходе на солнечный свет вы на мгновение как бы слепнете.

Некоторые формы слепоты вызваны болезнями сетчатки, которые повреждают палочки и колбочки. Ученые разрабатывают методы их стимуляции путем вживления электродов. Еще один способ восстановления сетчатки - это пересадка настоящих палочек и колбочек, полученных из тканей человеческого плода.

Колбочки сосредоточены в ямке на задней стенке сетчатки, а большинство палочек расположено вокруг нее.

Ямка находится рядом с местом выхода зрительного нерва, где в сетчатке имеется небольшой разрыв. Световые лучи не воздействуют на этот участок а это значит, что в задней стенке каждого глаза есть крохотное "слепое пятно".

Двое хирургов удаляют катаракту
с помощью операционного микроскопа,
который дает многократно увеличенное изображение
операционного поля.

Движение глазных яблок

Обычно лучше всего мы видим центральным участком сетчатки, поэтому, чтобы хорошенько разглядеть предмет, поворачиваем глазные яблоки, а то и всю голову. Глазное яблоко удерживался в глазнице шестью мышцами, обеспечивающими ему значительную свободу движения.

От повреждений наши глаза ограждены целым набором защитных средств. Они надежно упрятаны в костяные глазницы, выложенные мягкой жировой тканью. При падении или ударе будет скорее повреждена глазница, нежели сам глаз.

Спереди, в том числе под веками, глаз покрыт сплошной прозрачной оболочкой или конъюнктивой, которая защищает и омывает слезной жидкостью его поверхность. Слезы вырабатываются особыми железами, расположенными в наружных уголках глаз, а их избыток отводится через внутренние уголки.

Внутренняя оболочка век помогает очищать глаз при моргании. Мы смыкаем веки, когда хотим защитить глаза от яркого света или пылинок, царапающих роговицу. Ресницы тоже в какой-то мере помогают защитить глаза от витающей в воздухе пыли. Даже у бровей есть свое назначение. Они отводят от глаз стекающие со лба капли пота.

Дальнозоркость

Стереоскопическое зрение

В кинематографе можно получить трехмерный спецэффект , отпечатав два изображения, снятых под несколько иным ракурсом - одно в красном, а другое в зеленом цвете - и наложив их друг на друга. Зрители надевают специальные очки с разноцветными стеклами, так что один глаз видит только красное изображение, а другой - только зеленое, что и дает в сумме трехмерный эффект.

Близорукость и дальнозоркость

К наиболее частым нарушениям зрения относятся близорукость и дальнозоркость. Близорукие люди плохо видят отдаленные предметы, а дальнозоркие то, что находится поблизости. Эти недостатки зрения почти всегда обусловлены формой глазного яблока. Чтобы зрение было безупречным, глазное яблоко тоже должно иметь идеальную форму шара. Однако у близоруких людей передне - задний диаметр глазных яблок удлинен, а у дальнозорких укорочен. Близорукость и дальнозоркость легко исправить, надев очки либо контактные линзы. Недавно ученые открыли новый способ коррекции близорукости путем хирургического уплощения роговицы.

При радикальной кератотомии на роговице делаются надрезы, и после их заживления роговица становится более плоской. Если операция выполняется с помощью лазера, показатель близорукости вводится в компьютер, и тот сам вычисляет, что нужно сделать с роговицей, чтобы вернуть нормальное зрение.

Знаете ли вы?

Человек моргает один - два раза каждые 10 секунд. Каждое моргание длится треть секунды. Это значит, что за 12-часовой день вы тратите на моргание 25 минут. Новорожденные младенцы вообще не моргают и начинают это делать примерно с 6 месяцев.

Мы плачем от огорчения, но никто толком не знает почему. Во время плача приходится часто сморкаться, потому что избыток слез стекает и полость носа через крошечные отверстия внутри век.

Морковь в рационе действительно поможет лучше видеть в темноте. Дело в том, что витамин А которым богата морковь, помогает эффективное работать палочкам сетчатки. При глазных болезнях полезно также есть капусту и другие зеленые листовые овощи.

Человеческий глаз различает до 10 миллионов цветовых оттенков. Однако люди, в отличие от насекомых, не видят ультрафиолетового излучения.

Астигматизм

Мы говорим, что глаз косит, когда он направлен в сторону от другого глаза часто к носу или виску, а иногда вверх или вниз. Причиной этого часто бывает "лень" одной из мышц управляющих движением глазного яблока. Чтобы "подстегнуть" косящий глаз к нормальной работе, здоровый глаз закрывают повязкой. Если это не помогает, приходится носить очки или делать операцию.

Глаукома и катаракта

Глаукома - это болезнь глаз, при которой увеличивается объем водянистой жидкости в камере между радужной оболочкой и роговицей, вызывая боль и повышение внутриглазного давления. Зрение ухудшается, и, если глаукому не лечить может наступить полная слепота. Иногда с помощью лазера в радужной оболочке прорезается крошечное дренажное отверстие для оттока жидкости, которое позволяет снизить давление внутри.

Катаракта - это помутнение хрусталика, при котором больной смотрит на мир как бы через замерзающее окно. Катаракта развивается медленно и не причиняет боли. Ее удаляют разрушая хрусталик специальным ультразвуковым зондом. Удаленный хрусталик заменяют миниатюрной пластиковой линзой.

Оптические иллюзии

1. Какую цифру вы видите?

Люди с нормальным цветовым зрением, различающие все три основных цвета - красный, зеленый и синий, увидят здесь число 74.

Люди с красно-зеленой - наиболее распространенной - цветовой слепотой не отличают красный от зеленого и видят число 21.

Полной цветовой слепотой страдают единицы. Цветовая слепота, как и цвет волос, наследуется от родителей. Мальчики подвержены ей больше, чем девочки. Избавиться от нее невозможно, но она крайне редко перерастает в серьезную проблему.

2. Чтобы найти у себя "слепое пятно", отведите голову от монитора на расстояние вытянутой руки. Закройте левый глаз, а правый направьте на левый (зеленый) кружок. Медленно подводите голову к монитору, пока правый (красный) кружок не исчезнет. Значит, его изображение попало как раз на ту точку, где к задней стенке глаза прикреплен зрительный нерв. Это и есть "слепое пятно" сетчатки.

3. Белый свет можно получить сочетанием трех цветов - красного, синего и зеленого, которые называются основными. В сущности, белый свет является смесью различных цветов. Сочетаясь попарно, основные цвета дают желтый, зеленый и фиолетовый - производные цвета.

Человеческий глаз часто приводят в качестве примера удивительной природной инженерии - но судя по тому, что это один из 40 вариантов устройств, которые появлялись в процессе эволюции у разных организмов, нам стоит поумерить свой антропоцентризм и признать, что по строению человеческий глаз не является чем-то совершенным.

Рассказ про глаз учше всего начать с фотона. Квант электромагнитного излучения неспешно влетает строго в глаз ничего не подозревающего прохожего, который жмурится от неожиданного блика с чьих-то часов.

Первая деталь оптической системы глаза - это роговица. Она меняет направление движения света. Это возможно благодаря такому свойству света, как преломление, ответственного в том числе за радугу. Скорость света постоянна в вакууме - 300 000 000 м/с. Но при переходе из одной среды в другую (в данном случае из воздуха в глаз) свет меняет свою скорость и направление движения. У воздуха коэффициент преломления равен 1,000293, у роговицы - 1,376. Это значит, что луч света в роговице замедляет свое движение в 1,376 раз и отклоняется ближе к центру глаза.

Любимый способ раскалывать партизан - светить им яркой лампой в лицо. Это больно по двум причинам. Яркий свет - это мощное электромагнитное излучение: триллионы фотонов атакуют сетчатку, и ее нервные окончания вынуждены передавать бешеное количество сигналов в мозг. От перенапряжения нервы, как провода, перегорают. При этом мышцы радужки вынуждены сжиматься так сильно, как только могут, отчаянно пытаясь закрыть зрачок и защитить сетчатку.

И подлетает к зрачку. С ним все просто - это отверстие в радужной оболочке. За счет круговых и радиальных мышц радужная оболочка может соответственно сужать и расширять зрачок, регулируя количество света, проникающего в глаз, как диафрагма в фотоаппарате. Диаметр зрачка человека может меняться от 1 до 8 мм в зависимости от освещенности.

Пролетев сквозь зрачок, фотон попадает на хрусталик - вторую линзу, ответственную за его траекторию. Хрусталик преломляет свет слабее, чем роговица, зато он подвижен. Хрусталик висит на цилинарных мышцах, которые меняют его кривизну, тем самым позволяя нам фокусироваться на предметах на разном расстоянии от нас.

Именно с фокусом связаны нарушения зрения. Самые распространенные - близорукость и дальнозоркость. Изображение в обоих случаях фокусируется не на сетчатке, как должно, а перед ней (близорукость), или за ней (дальнозоркость). Виноват в этом глаз, который меняет форму с круглой на овальную, и тогда сетчатка удаляется от хрусталика или приближется к нему.

После хрусталика фотон пролетает сквозь стекловидное тело (прозрачный студень - 2/3 объема всего глаза, на 99% - вода) прямиком на сетчатку. Здесь регистрируются фотоны, и сообщения о прибытии отправляются по нервам в мозг.

Сетчатка устлана клетками-фоторецепторами: когда света нет, они вырабатывают специальные вещества - нейротрансмиттеры, но как только в них попадает фотон, клетки-фоторецепторы перестают их вырабатывать - и это сигнал для мозга. Есть два типа этих клеток: палочки, которые более чувствительны к свету, и колбочки, которые лучше различают движение. Палочек у нас около ста миллионов и еще 6-7 миллионов колбочек, итого больше ста миллионов светочувствительных элементов - это больше 100 мегапикселей, что никакому «хасселю» не снилось.

Слепое пятно - точка прорыва, где совсем нет светочувствительных клеток. Оно довольно большое - 1-2 мм в диаметре. К счастью, у нас бинокулярное зрение и есть мозг, который совмещает две картинки c пятнами в одну нормальную.

На моменте передачи сигнала в человеческом глазу возникает проблема с логикой. Подводный, не особо нуждающийся в зрении житель осьминог в этом смысле гораздо последовательней. У осьминогов фотон сначала врезается в слой колбочек и палочек на сетчатке, сразу за которым ждет слой нейронов и передает сигнал в мозг. У человека свет сперва продирается сквозь слои нейронов - и только потом ударяется в фоторецепторы. Из-за этого в глазу есть первое пятно - слепое.

Второе пятно - желтое, это центральная область сетчатки прямо напротив зрачка, чуть выше зрительного нерва. Этим местом глаз видит лучше всего: концентрация светочувствительных клеток здесь сильно увеличена, поэтому наше зрение по центру визуального поля значительно острее периферийного.

Изображение на сетчатке перевернуто. Мозг умеет правильно интерпретировать картинку, и восстанавливает из перевернутого оригинальное изображение. Дети первые пару дней видят все вверх ногами, пока их мозг устанавливает свой фотошоп. Если надеть очки, переворачивающие изображение (это впервые проделали еще в 1896 году), то через пару дней наш мозг научится интерпретировать и такую перевернутую картинку правильно.

Через глаза человек получает более 80% информации об окружающем мире. Через глаз мозг распознает знакомые предметы и исследует новые.

Устройство глаза:
• 1- мышца, опускающая верхнее веко
• 2 - слезная жидкость смывает при моргании пыль и микробов
• 3 - роговица
• 4 - радужная оболочка
• 5 - зрачок
• 6 - хрусталик
• 7 - склера
• 8 - сосудистая оболочка
• 9 - сетчатка
• 10 - изображение на сетчатке
• 11 - нижняя прямая мышца глаза.

Работа глаза напоминает работу фотоаппарата (хотя, наверное, правильнее будет сказать, что это конструкция фотоаппарата повторяет сотворенное природой устройство глаза) - свет, отраженный от предмета проходит через хрусталик, выполняющий роль двояковыпуклой линзы, и фокусируется на поверхности сетчатой оболочки (сетчатки). Сетчатка содержит светочувствительные клетки, так называемые палочки и колбочки. В сетчатке человеческого глаза таких клеток 130 миллионов. В них информация об интенсивности светового потока и длине волны (цвете) преобразуется в нервные импульсы, которые по зрительному импульсу поступают в мозг. За восприятия цвета предмета отвечают колбочки. Они различают все цвета, но только если интенсивность света достаточна. Поэтому, в сумерках человек видит лишь очертания предметов. Если некоторые виды чувствительных клеток в глазу отсутствуют, либо чувствительность их снижена, то человек не различает некоторые оттенки цветов.

Чтобы изображение было четким, фокусное расстояние линзы - хрусталика - должно подстраиваться под расстояние до объекта. Это обеспечивается специальными мышцами - мышцами аккомодации или ресничными мышцами, растягивающими хрусталик, тем самым меняя его кривизну. По напряжению мышцы, человек ощущает расстояние до предмета.

Склера - плотное наружное покрытие глаза. Сосудистая оболочка насыщена кровеносными сосудами, обеспечивающими насыщение клеток глаза кислородом и питательными веществами. Роговица - передняя, прозрачная часть глаза - защищает чувствительный глаз от пыли, микробов. Кроме того, она выполняет роль дополнительной линзы постоянной кривизны, фокусируя входящий поток света на хрусталик. Роговицу обслуживают веки, очищающие глаза и слезные железы, увлажняющие роговицу (прослеживается аналогия с автомобильными дворниками). В случае опасности веки смыкаются и защищают глаза.

Чтобы яркий свет не повредил сетчатку, зрачок - отверстие в центре глаза - имеет свойство сужаться, тем самым уменьшая световой поток. Любопытно, что зрачек может расширяться так же под воздействием некоторых лекарств и наркотических препаратов, под психологическим воздействием, а так же в случае, если человек испытывает боль.

Подвижность глазного яблока обеспечивают шесть длинных тонких мышц. Они тянут глаз, заставляя его поворачиваться в нужную сторону.

Интересно, что зрительные нервы от двух глаз в мозгу частично расходятся и перекрещиваются так, что каждое полушарие видит лишь половинкой каждого глаза.