0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает здоровый глаз

Как устроен глаз и как он работает?
Как возникают близорукость и дальнозоркость?

В повседневной жизни мы с вами часто используем устройство, которое по своему строению очень похоже на глаз и работает по такому же принципу. Это фотоаппарат. Как и во многом другом, изобретя фотографию, человек просто сымитировал то, что уже существует в природе! Сейчас вы убедитесь в этом.

Глаз человека по форме — неправильный шар диаметром примерно 2,5 см. Этот шар называют глазным яблоком. В глаз поступает свет, который отражается от окружающих нас предметов. Аппарат, который воспринимает этот свет, находится на задней стенке глазного яблока (изнутри) и называется СЕТЧАТКОЙ. Он состоит из нескольких слоев светочувствительных клеток, которые обрабатывают поступающую к ним информацию и отправляют ее в мозг по зрительному нерву.


Строение глаза

Но для того, чтобы лучи света, поступающие в глаз со всех сторон, сфокусировались на такой небольшой площади, которую занимает сетчатка, они должны претерпеть преломление и сфокусироваться именно на сетчатке. Для этого в глазном яблоке есть естественная двояковыпуклая линза — ХРУСТАЛИК. Он находится в передней части глазного яблока.

Хрусталик способен менять свою кривизну. Разумеется, он делает это не сам, а с помощью специальной цилиарной мышцы. Чтобы настроиться на видение близко расположенных объектов, хрусталик увеличивает кривизну, становится более выпуклым и сильнее преломляет свет. Для видения удалённых предметов хрусталик становится более плоским.

Свойство хрусталика менять свою преломляющую силу, а вместе с этим и фокусную точку всего глаза, называется АККОМОДАЦИЕЙ.


Принцип аккомодации

В преломлении света участвует также вещество, которым заполнена большая часть (2/3 объема) глазного яблока — стекловидное тело. Оно состоит из прозрачного желеобразного вещества, которое не только участвует в преломлении света, но также обеспечивает форму глаза и его несжимаемость.

Свет поступает на хрусталик не по всей передней поверхности глаза, а через маленькое отверстие — зрачок (мы видим его как черный кружок в центре глаза). Размер зрачка, а значит, количество поступающего света, регулируется специальными мышцами. Эти мышцы находятся в радужной оболочке, окружающей зрачок (РАДУЖКЕ). Радужка, помимо мышц, содержит пигментные клетки, которые определяют цвет наших глаз.


Радужная оболочка

Понаблюдайте за своими глазами в зеркало, и вы увидите, что если на глаз направить яркий свет, то зрачок сужается, а в темноте он, наоборот, становится большим — расширяется. Так глазной аппарат защищает сетчатку от губительного действия яркого света.

Снаружи глазное яблоко покрыто прочной белковой оболочкой толщиной 0,3-1 мм — СКЛЕРОЙ. Она состоит из волокон, образованных белком коллагеном, и выполняет защитную и опорную функцию. Склера имеет белый цвет с молочным отливом, за исключением передней стенки, которая прозрачна. Ее называют РОГОВИЦЕЙ. В роговице происходит первичное преломление лучей света

Под белковой оболочкой находится СОСУДИСТАЯ ОБОЛОЧКА, которая богата кровеносными капиллярами и обеспечивает клетки глаза питанием. Именно в ней находится радужка со зрачком. По периферии радужка переходит в ЦИЛИАРНОЕ, или РЕСНИЧНОЕ, ТЕЛО. В его толще расположена цилиарная мышца, которая, как вы помните, изменяет кривизну хрусталика и служит для аккомодации.

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком находятся пространства – камеры глаза, заполненные прозрачной, светопреломляющей жидкостью, которая питает роговицу и хрусталик.

Защиту глаза обеспечивают также веки — верхнее и нижнее — и ресницы. В толще век находятся слезные железы. Жидкость, которую они выделяют, постоянно увлажняет слизистую оболочку глаза.

Под веками находится 3 пары мышц, которые обеспечивают подвижность глазного яблока. Одна пара поворачивает глаз влево и вправо, другая — вверх и вниз, а третья вращает его относительно оптической оси.

Мышцы обеспечивают не только повороты глазного яблока, но и изменение его формы. Дело в том, что глаз в целом тоже принимает участие в фокусировке изображения. Если фокус находится за пределами сетчатки, глаз немного вытягивается, чтобы видеть вблизи. И наоборот, округляется, когда человек рассматривает далёкие предметы.

Если в оптической системе есть изменения, то в таких глазах появляются близорукость или дальнозоркость. У людей, страдающих этими заболеваниями, фокус попадает не на сетчатку, а перед ней или за ней, и поэтому они видят все предметы размытыми.


Близорукость и дальнозоркость

При близорукости в глазу происходит растяжение плотной оболочки глазного яблока (склеры) в передне-заднем направлении. Глаз вместо шаровидной приобретает форму эллипсоида. Из-за такого удлинения продольной оси глаза изображения предметов фокусируются не на самой сетчатке, а перед ней, и человек стремится все приблизить к глазам или пользуется очками с рассеивающими («минусовыми») линзами для уменьшения преломляющей силы хрусталика.

Дальнозоркость развивается, если глазное яблоко укорочено в продольном направлении. Световые лучи при этом состоянии собираются за сетчаткой. Для того чтобы такой глаз хорошо видел, перед ним нужно поместить собирающие — «плюсовые» очки.


Коррекция близорукости (А) и дальнозоркости (Б)

Суммируем всё, что было сказано выше. Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней камеры, хрусталик и стекловидное тело, и в конечном итоге попадает на сетчатку, состоящую из светочувствительных клеток

А теперь вернемся к устройству фотоаппарата. Роль светопреломляющей системы (хрусталика) в фотоаппарате играет система линз. Диафрагма, регулирующая размер светового пучка, который поступает в объектив, играет роль зрачка. А «сетчатка» фотоаппарата — это фотопленка (в аналоговых фотоаппаратах) или светочувствительная матрица (в цифровых фотоаппаратах). Однако важное отличие сетчатки от светочувствительной матрицы фотоаппарата состоит в том, что в ее клетках происходит не только восприятие света, но и начальный анализ зрительной информации и выделение наиболее важных элементов зрительных образов, например направления и скорости движения объекта, его размеров.

Принцип работы фотоаппарата

Кстати.

На сетчатке глаза и светочувствительной матрице фотоаппарата формируется уменьшенное перевернутое изображение внешнего мира — результат действия законов оптики. Но вы видим мир не перевернутым, потому что в зрительном центре мозга происходит анализ полученной информации с учетом этой «поправки».

А вот новорожденные видят мир перевёрнутым примерно до трех недель. К трём неделям мозг обучается переворачивать увиденное.

Известен такой интересный эксперимент, автор которого — Джордж М. Стрэттон из Калифорийского университета. Если человеку надеть очки, которые переворачивают зрительный мир вверх ногами, то в первые дни у него происходит совершенная дезориентация в пространстве. Но уже через неделю человек привыкает к «перевернутому» миру вокруг него, и даже все меньше осознает, что окружающий мир перевернут; у него формируются новые зрительно-двигательные координации. Если после этого снять очки-перевертыши, то у человека снова происходит нарушение ориентации в пространстве, которое вскоре проходит. Этот эксперимент демонстрирует гибкость работы зрительного аппарата и мозга в целом.

Обучающий видеофильм:
Как мы видим

Человеческое зрение — из чего состоит глаз и как он работает

Человеческое зрение — важная чувствительная функция визуализации окружающих человека объектов путем восприятия видимого спектра электромагнитных волн глазом и дальнейшей их обработки в области головного мозга.

Зрение, в сочетании с таким не менее важным органом чувств как слух, закладывает основной фундамент развития человека. Человеческий глаз это самый первый орган, воспринимающий видимый человеком световой диапазон, который впоследствии обрабатывается зрительной корой головного мозга.

Из чего состоит глаз человека?

Итак, вся поступившая внешняя информации в виде видимого спектра электромагнитных волн попадает на выстелающую глазное дно сетчату, которая состоит из множества чувствительных фоторецепторов. О важности данных фоторецепторов в человеческом зрении можно судить исходя от их 70-ти процентного присутствия в человеке на фоне всех остальных рецепторов в других органах человека.

Так называемые глазные яблока располагаются в глазницах, утопленных вглубь человеческого черепа и составляют диаметр около двух с половиной сантиметров. Основная часть глазных яблок скрыта в углублениях черепа — тем самым защищена от внешних механических воздействий, и только незначительная их часть находится снаружи.

Глазные яблоки, выполняющие роль органической оптики, приводятся в движение с помощью шести мышц, которые обеспечивают движение яблока, что позволяет расматривать человеку объекты с максимально доступным углом обозрения. Ведь если бы глазное яблоко не имело бы подобных мышц, то оно было бы неподвижно статичным и угол обзора был бы не таким широким. Глаза в период бодрствования человека с помощью этих мышц сканируют внешнюю картинку под воздействием так называемого глазмного треморра — постоянного дрожания.

Глаз, по сути, это оптическая линза, через которую проходит свет. Он имеет форму сферы и его полость заполнена прозрачным упругим веществом подобным стеклу. Его прозрачность обеспечивает пропускание светового потока к сетчатке, которую можно сравнить с матрицей цифрового фотоаппарата.

Пропускная способность светового потока человеческого зрения регулируется зрачком глаза. Именно через него попадает свет в необходимом количестве в зависимости от его интенсивности. Пропускная способность регулируется путем расширения и сжатия зрачка. Как и в любой оптической системе при слабом свете зрачок максимально расширяется для того, чтобы можно было принять света максимум из возможного и сужается в случае, если если мощность светового потока высокая и достаточно лишь его часть для последующего его попадания на сетчатку, тем самым обезопасив ее от повреждения излишне ярким светом.

Это изображение сетчатки (светочувствительной оболочки глаза, выстилающей глазное дно) в разрезе. Палочки и колбочки реагируют на свет и по нервным волокнам посылают импульсы в головной мозг.

Схема человеческого глаза в разрезе

Лучи света попадают в зрачок через роговицу — переднюю прозрачную часть наружной оболочки глаза. Роговица является сильной преломляющей линзой. Радужная оболочка регулирует количество проникающего в глаз света, что позволяет видеть как при тусклом, так и при ярком свете. Хрусталик фокусирует на сетчатке свет от ближних и дальних предметов. Центральная ямка сетчатки — область наибольшей остроты зрения.

На рисунке глаз представлен в разрезе. Прежде чем попасть в зрачок, световой поток проходит через роговицу глаза. Она представляет собой ничто иное как прозрачную сферическую линзу, проходя через которую, лучи света преломляются.

Первым фильтром, который регулирует световой потом прежде чем попасть в зрачок, является радужная оболочка глаза. С ее помощью человек способен видеть как в светлое, так и в темное время суток. Основной органической сферической линзой глаза является хрусталик, с помощью которого попадающий свет от близрасположенных и удаленных предметов фокусируется на сетчатке. Выделяют на сетчатке зону наибольшей остроты зрения — центральную ямку сетчатки.

Существует участок сетчатки, в котором отсутствуют вообще фоторецепторы. В этой области, не воспринимающей световой поток, выходит зрительный нерв. Также эту область называют слепым пятном сетчатки. Данная неактивное в восприятии света слепое пятно сетчатки никаким образом не мешает корректности формирования картинки в зрительной коре головного мозга.

Как работает глаз человека?

Роговица с хрусталиком представляв собой оптические линзы в органическом исполнении, свойства которых знакомы нам из курса школьной физики. Они играют роль фокусирующей оптики светового потока на хрусталике.

А вот за количество попадаемого света на сетчатку, подобно диафрагме фотоаппарата, отвечает радужная оболочка с ее мышцами постоянно изменяющими диаметр зрачка для необходимого дозирования света на сетчатке глаза; уменьшая диаметр — снижает световой поток и пропускает только необходимую порцию света, увеличивая диаметр — увеличивает поток попадаемого света на сетчатку в случае если его мощность слаба и сетчатке необходимо получить как можно больше света для последующего восприятия объекта головным мозгом.

Фоторецепторов палочек насчитывается порядка 125 млн. и они отличаются от кобочек своей сверхчувствительностью к слабому свету, но при этом не воспринимают цветов. Фоторецепторов колбочек насчитывают около 7 млн, и они отвечают за восприятие цветового спектра света, а именно зеленого, красного и синего цвета при условиии обеспечения высокой яркости света. За каждый отдельный цвет отвечает отдельный тип колбочек.

Каждый вид фоторецепторов человеческого зрения — коробочек и колбочек после восприятия свойственного им спектра света формирует импульсы для дальнейшей передачи по зрительному нерву в зрительную кору головного мозга, где после обработки человек получает визуальные изображения. Восприятие окружающих объектов двумя человеческими глазами незначительно отличаются друг от друга. Совмещая полученные изображения от двух глаз алгоритмы зрительной коры головного мозга совмещают картинки в единое трехмерное изображение, которое и позволяет человеку оценить относительную величину объекта и удаленность от него.

Фоторецепторы посылают нервные импульсы в мозг.

Обрабатывая сигналы, мозг снова переворачивает изображение, так что мы все видим правильно.

Слезная жидкость вырабатывается слезными железами. Она омывает поверхность глаза, когда мы моргаем. В слезах содержится убивающий бактерии фермент лизоцим. Через 2 отверстия в углу глаза слезы стекают в слезный проток и по нему — в полость носа.

Дефекты зрения — нарушения физики оптических свойств

Зрительные органы могут обладать врожденной оптической патологией либо приобреать ее в процессе жизни. Наиболее распространенные из них это близорукость или дальнозоркость. Здесь, судя логике названий, все очевидно.

Близорукость

В случае, если человек неспособен различать удаленные объекты, но при этом совершенно четко видит близрасположенные объекты, — называют близорукостью. Неспособность чеко видеть удаленные предметы обусловнена дефектом цилиарной мышцы хрусталика, которая утратила способность достаточного расслабления, вследствие чего световой поток лучей фокусируется не на сетчатке, а перед ней. В итоге близорукий человек видит получаемое изображение удаленного объекта расплывчатым. Современная медицина научилась решать данную проблему путем индивидуального подбора контантных линз или очков с вогнутыми линзами.

Дальнозоркость

С дальнозоркостью все ровным счетом наоборот. Такой дефект сопровождается неспособностью четко видеть близрасположенные предметы. Мышца хрусталика утрачивает физическую способность достаточным образом сжимать хрусталик. Световой фокус в данном случае укладывается позади за границами хрусталика. Эффек тот же, что и в случае с дальнозоркостью, только в отношении близких предметов — расплывчатость. Одним из решением победить близорукость — подобрать очки с выпуклыми линзами.

Дальтонизм и зрительные иллюзии

Также существует дефект отсутствия воприятия цветного спектра света даже при условии нормальной яркости света. Этот дефект называют дальтонизмом или цветовой слепотой.

Существует простой тест-картинка, глядя на которую можно определить сущесвует ли у человека дефект дальтонизма.

Картинка теста на дальтонизм

Эта картинка из цветных точек позволяет провести тест на дальтонизм. У дальтоников отсутствует 1 из 3 видов колбочек, различающих красный, зеленый и синий цвета. Чаще всего дальтонизм не различают красные и зеленые цвета.

Если вы способны разглядеть в этом кружочке цифру 7, значит вы не страдаете цветовой слепотой. У мужчин цветовая слепота встречается чаще, чем у женщин.

Зрительные иллюзии «сбивают с толку» мозг. Обе пары красных линий прямые, но слева они кажутся вогнутыми, а справа выгнутыми наружу. Хотя, повторимся, на самом деле они прямые идущие параллельно друг другу.

Строение глаза человека фото с описанием. Анатомия и структура

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.

В лицевой части черепа имеются два отверстия – глазницы, которые служат для компактного размещения и для защиты глазных яблок от внешних травм. Снаружи видно не более пятой части глазного яблока, основная же его часть надежно спрятана в глазнице.

Зрительная информация, получаемая человеком при взгляде на предмет – это не что иное, как световые лучи, отраженные от этого предмета, прошедшие сквозь сложную оптическую структуру глаза и сформировавшие уменьшенное перевернутое изображение этого предмета на сетчатке. С сетчатки по зрительному нерву обработанная информация передается в головной мозг, благодаря чему мы и видим данный предмет в натуральную величину. В этом и заключается функция глаза – донести до сознания человека визуальную информацию.

Глазные оболочки

Глаз человека покрывают три оболочки:

  1. Самая наружная из них – белковая оболочка (склера) – выполнена из крепкой белой ткани. Частично ее можно видеть в щели глаза (белки глаз). Центральная часть склеры выполняет роговицу глаза.
  2. Сосудистая оболочка располагается прямо под белковой. В ней размещены кровеносные сосуды, через которые получают питание ткани глаза. Из передней ее части образована цветная радужная оболочка.
  3. Сетчатая оболочка выстилает глаз изнутри. Это самый сложный и, пожалуй, самый важный орган в глазу.

Схема оболочек глазного яблока изображена ниже.

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:


Как работает человеческий глаз и зачем мозгу фотошоп

Леша Ивановский

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.

Читать еще:  Как помочь малышу
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector