Функции и строение глаза человека как уникальной сложной оптической системы

Вспомогательный аппарат

Глазное яблоко

1. веки с ресницами,

   слёзные железы

наружная (белочная) оболочка,

средняя (сосудистая) оболочка,

внутренняя (сетчатка) оболочка

Таблица 12.1.

Строение и функции глаза

Проводниковый отдел зрительного анализатора начинается зрительным нервом, который направляется из глазницы в полость черепа. В полости черепа зрительные нервы образуют частичный перекрёст, причём, нервные волокна, идущие от наружных (височных) половинок сетчатки, не перекрещиваются, оставаясь на своей стороне, а волокна, идущие от внутренних (носовых) половин её, перекрещиваясь, переходят на другую сторону (рис. 12.2).

Рис . 12.2. Зрительные пути (А ) и корковые центры (Б ). А . Области перерезки зрительных путей обозначены строчными буквами, а возникающие после перерезки дефекты зрения показаны справа. ПП - перекрест зрительного нерва, ЛКТ - латеральное коленчатое тело, КШВ - коленчато–шпорные волокна. Б . Медиальная поверхность правого полушария с проекцией сетчатки в области шпорной борозды.

После перекрёста зрительные нервы называются зрительными трактами. Они направляются к среднему мозгу (к верхним буграм четверохолмия) и промежуточному мозгу (латеральные коленчатые тела). Отростки клеток этих отделов мозга в составе центрального зрительного пути направляются в затылочную область коры головного мозга, где расположен центральный отдел зрительного анализатора. В связи с неполным перекрёстом волокон к правому полушарию приходят импульсы от правых половин сетчаток обоих глаз, а к левому – от левых половин сетчаток.

Строение сетчатки. Самый наружный слой сетчатки образован пигментным эпителием. Пигмент этого слоя поглощает свет, вследствие чего зрительное восприятие становится более чётким, уменьшается отражение и рассеивание света. К пигментному слою прилежат фоторецепторные клетки . Из-за своей характерной формы они получили название палочек и колбочек.

Фоторецепторные клетки на сетчатке расположены неравномерно. Глаз человека содержит 6-7 млн. колбочек и 110-125 млн. палочек.

На сетчатке имеется участок размером 1,5 мм, который называют слепым пятном . Он совсем не содержит светочувствительных элементов и является местом выхода зрительного нерва. На 3-4 мм кнаружи от него находится желтое пятно , в центре которого расположено небольшое углубление – центральная ямка . В ней находятся только колбочки, а к периферии от неё число колбочек уменьшается и возрастает число палочек. На периферии сетчатки находятся только палочки.

За фоторецепторным слоем расположен слой биполярных клеток (рис. 12.3), а за ним – слой ганглиозных клеток , которые контактируют с биполярными. Отростки ганглиозных клеток образуют зрительный нерв, содержащий около 1 млн. волокон. Один биполярный нейрон контактирует со многими фоторецепторами, а одна ганглиозная клетка – со многими биполярными.

Рис. 12.3. Схема соединения рецепторных элементов сетчатки с сенсорными нейронами. 1 – фоторецепторные клетки; 2 –биполярные клетки;3 – ганглиозная клетка.

Отсюда, понятно, что импульсы от многих фоторецепторов сходятся к одной ганглиозной клетке, ибо число палочек и колбочек превышает 130 млн. Лишь в области центральной ямки каждая рецепторная клетка соединена с одной биполярной, а каждая биполярная – с одной ганглиозной, что создаёт наилучшее условия видения при попадании на неё световых лучей.

Различие функций палочек и колбочек и механизм фоторецепции. Целый ряд факторов свидетельствует о то, что палочки являются аппаратом сумеречного зрения, т. е. функционируют в сумерках, а колбочки – аппаратом дневного зрения. Колбочки воспринимают лучи в условиях яркой освещённости. С их деятельностью связано восприятие цвета. О различиях в функциях палочек и колбочек свидетельствует структура сетчатки разных животных. Так, сетчатка дневных животных – голубей, ящериц и др. – содержит преимущественно колбочки, а ночных (например, летучих мышей) – палочки.

Наиболее отчётливо воспринимается цвет при действии лучей на область центральной ямки, если же они попадают на периферию сетчатки, то возникает бесцветное изображение.

При действии лучей света на наружном сегменте палочек зрительный пигмент родопсин разлагается на ретиналь – производное витамина А и белок опсин . На свету после отделения опсина происходит превращение ретиналя напосредственно в витамин А, который из наружных сегментов перемещается в клетки пигментного слоя. Считают, что витамин А увеличивает проницаемость клеточных мембран.

В темноте происходит восстановление родопсина, для чего необходим витамин А. При его недостатке возникает нарушение видения в темноте, что называют куриной слепотой. В колбочках имеется светочувствительное вещество, сходное с родопсином, его называют йодопсином . Оно тоже состоит из ретиналя и белка опсина, но структура последнего неодинакова с белком родопсина.

Вследствие целого ряда химических реакций, которые протекают в фоторецепторах, в отростках ганглиозных клеток сетчатки возникает распространяющееся возбуждение, направляющееся в зрительные центры головного мозга.

Оптическая система глаза. На пути к светочувствительной оболочке глаза – сетчатке – лучи света проходят через несколько прозрачных поверхностей – переднюю и заднюю поверхности роговицы, хрусталика и стекловидного тела. Разная кривизна и показатели преломления этих поверхностей определяют преломление световых лучей внутри глаза (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Механизм аккомодации (по Гельмгольцу). 1 - склера; 2 - сосудистая оболочка; 3 - сетчатка; 4 - роговица; 5 - передняя камера; 6 - радужная оболочка; 7 - хрусталик; 8 - стекловидное тело; 9 - ресничная мышца, ресничные отростки и ресничный поясок (цинновы связки); 10 - центральная ямка; 11 - зрительный нерв.

Преломляющую силу любой оптической системы выражают в диоптриях (D). Одна диоптрия равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см. Преломляющая сила глаза человека составляет 59 D при рассматривании далёких и 70,5 D при рассматривании близких предметов. На сетчатке получается изображение, резко уменьшенное, перевёрнутое вверх ногами и справа налево (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Ход лучей от объекта и построение изображения на сетчатой оболочке глаза. АВ - предмет; ав - его избражение; 0 - узловая точка; Б - б - главная оптическая ось.

Аккомодация. Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению предметов, расположенных на разном расстоянии от человека. Для ясного видения объекта необходимо, чтобы он был сфокусирован на сетчатке, т. е. чтобы лучи от всех точек его поверхности проецировалась на поверхность сетчатки (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Ход лучей от близкой и далекой точек. Объяснение в тексте

Когда мы посмотрим на далёкие предметы (А), их изображение (а) сфокусировано на сетчатке и они видны ясно. Зато изображение (б) близких предметов (Б) при этом расплывчато, так как лучи от них собираются за сетчаткой. Главную роль в аккомодации играет хрусталик, изменяющий свою кривизну и, следовательно, преломляющую способность. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым (рис 12.4), благодаря чему лучи, расходящиеся от какой-либо точки объекта, сходятся на сетчатке.

Аккомодация происходит благодаря сокращению ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика. Хрусталик заключён в тонкую прозрачную капсулу, которую всегда растягивают, т. е. уплощают, волокна ресничного пояска (циннова связка). Сокращение гладких мышечных клеток ресничного тела уменьшает тягу цинновых связок, что увеличивает выпуклость хрусталика в силу его эластичности. Ресничные мышцы иннервируются парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва. Введение в глаз атропина вызывает нарушение передачи возбуждения к этой мышце, ограничивает аккомодацию глаза при рассматривании близких предметов. Наоборот, парасимпатомиметические вещества – пилокарпин и эзерин – вызывают сокращение этой мышцы.

Наименьшее расстояние от предмета до глаза, на котором этот предмет ещё ясно видим, определяет положение ближней точки ясного видения , а наибольшее расстояние – дальней точки ясного видения . При расположении предмета в ближней точке аккомодация максимальна, в дальней – аккомодация отсутствует. Ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 10 см.

Старческая дальнозоркость. Хрусталик с возрастом теряет эластичность, и при изменении натяжения цинновых связок его кривизна меняется мало. Поэтому ближайшая точка ясного видения находится теперь не на расстоянии 10 см от глаза, а отодвигается от него. Близкие предметы при этом видны плохо. Это состояние называется старческой дальнозоркостью. Пожилые люди вынуждены пользоваться очками с двояковыпуклыми линзами.

Аномалии рефракции глаза. Преломляющие свойства нормального глаза называют рефракцией . Глаз без всяких нарушений рефракции соединяет параллельные лучи в фокусе на сетчатке. Если параллельно идущие лучи сходятся за сетчаткой, то тогда развивается дальнозоркость . В этом случае человек плохо видит близко расположенные предметы, а далеко расположенные – хорошо. Если же лучи сходятся перед сетчаткой, то тогда развивается близорукость , или миопия . При таком нарушении рефракции человек плохо видит далеко расположенные предметы, а близко расположенные – хорошо (рис. 12.7).

Рис. 12.7. Рефракция в нормальном (А), близоруким (Б) и дальнозорком (Г) глазу и оптическая коррекция близорукости (В) и дальнозоркости (Д) схема

Причина близорукости и дальнозоркости заключена в нестандартной величине глазного яблока (при близорукости оно вытянутое, а при дальнозоркости оно приплюснутое короткое) и в необычной преломляющей силе. При близорукости необходимы очки с вогнутыми стёклами, которые рассеивают лучи; при дальнозоркости – с двояковыпуклыми, которые собирают лучи.

К аномалиям рефракции относится также астигматизм , т. е. неодинаковое преломление лучей в разных направлениях (например, по горизонтальному и вертикальному меридиану). Этот недостаток в очень слабой степени присущ всякому глазу. Если посмотреть на рисунок 12.8, где одинаковые по толщине линии расположены горизонтально и вертикально, то одни из них кажутся более тонкими, другие – более толстыми.

Рис. 12.8. Чертеж для выявления астигматизма

Астигматизм обусловлен не строго сферической поверхностью роговой оболочки. При астигматизме сильных степеней эта поверхность может приближаться к цилиндрической, что исправляется цилиндрическими линзами, компенсирующими недостатки роговицы.

Зрачок и зрачковый рефлекс. Зрачком называют отверстие в центре радужной оболочки, через которое лучи света проходят внутрь глаза. Зрачок способствует чёткости изображения на сетчатке, пропуская только центральные лучи и устраняя так называемую сферическую аберрацию. Сферическая аберрация состоит в том, что лучи, попавшие на периферические части хрусталика, преломляются сильнее центральных лучей. Поэтому, если не устранить периферических лучей, на сетчатке должны получиться круги светорассеяния.

Мускулатура радужной оболочки способна изменять величину зрачка и тем самым регулировать поток света, поступающего в глаз. Изменение диаметра зрачка изменяет световой поток в 17 раз. Реакция зрачка на изменение освещённости носит адаптивный характер, так как несколько стабилизирует уровень освещённости сетчатки. Если прикрыть глаз от света, а затем открыть его, то расширившийся при затмении зрачок быстро суживается. Это сужение происходит рефлекторно («зрачковый рефлекс»).

В радужной оболочке имеется два вида мышечных волокон, окружающих зрачок: кольцевые, иннервируемые парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, другие – радиальные, иннервируемые симпатическими нервами. Сокращение первых вызывает сужение, сокращение вторых – расширение зрачка. Соответственно этому, ацетилхолин и эзерин вызывают сужение, а адреналин – расширение зрачка. Зрачки расширяются во время боли, при гипоксии, а также при эмоциях, усиливающих возбуждение симпатической системы (страх, ярость). Расширение зрачков – важный симптом ряда патологических состояний, например болевого шока, гипоксии. Поэтому расширение зрачков при глубоком наркозе указывает на наступающую гипоксию и является признаком опасного для жизни состояния.

У здоровых людей размеры зрачков обоих глаз одинаковые. При освещении одного глаза зрачок другого тоже суживается; такая реакция называется содружественной. В некоторых патологических случаях размеры зрачков обоих глаз различны (анизокория). Это может происходить вследствие поражения симпатического нерва с одной стороны.

Зрительная адаптация. При переходе от темноты к свету наступает временное ослепление, а затем чувствительность глаза постепенно снижается. Это приспособление зрительной сенсорной системы к условиям яркой освещённости называется световой адаптацией . Обратное явление (темновая адаптация ) наблюдается при переходе из светлого помещения в почти неосвещённое. В первое время человек почти ничего не видит из-за пониженной возбудимости фоторецепторов и зрительных нейронов. Постепенно начинают выявляться контуры предметов, а затем различаются и их детали, так как чувствительность фоторецепторов и зрительных нейронов в темноте постепенно повышается.

Повышение световой чувствительности во время пребывания в темноте происходит неравномерно: в первые 10 минут она увеличивается в десятки раз, а затем в течение часа – в десятки тысяч раз. Важную роль в этом процессе играет восстановление зрительных пигментов. Пигменты колбочек в темноте восстанавливаются быстрее родопсина палочек, поэтому в первые минуты пребывания в темноте адаптация обусловлена процессами в колбочках. Этот первый период адаптации не приводит к большим изменениям чувствительности глаза, так как абсолютная чувствительность колбочкового аппарата невелика.

Следующий период адаптации обусловлен восстановлением родопсина палочек. Этот период завершается только к концу первого часа пребывания в темноте. Восстановление родопсина сопровождается резким (в 100000 – 200000 раз) повышением чувствительности палочек к свету. В связи с максимальной чувствительностью в темноте только палочек, слабо освещённый предмет виден лишь периферическим зрением.

Теории цветоощущения. Существует ряд теорий цветоощущения; наибольшим признанием пользуется трёхкомпонентная теория. Она утверждает существование в сетчатке трёх разных типов цветовоспринимающих фоторецепторов – колбочек.

О существовании трёхкомпонентного механизма восприятия цветов говорил ещё В.М. Ломоносов. В дальнейшем эта теория была сформулирована в 1801 г. Т. Юнгом, а затем развита Г. Гельмгольцем. Согласно этой теории, в колбочках находятся различные светочувствительные вещества. Одни колбочки содержат вещество, чувствительное к красному цвету, другие – к зелёному, третьи – к фиолетовому. Всякий цвет оказывает действие на все три цветоощущающих элемента, но в разной степени. Эта теория прямо подтверждена в опытах, где микроспектрофотометром измеряли поглощение излучений с разной длиной волны у одиночных колбочек сетчатки человека.

Согласно другой теории, предложенной Э. Герингом, в колбочках есть вещества, чувствительные к бело-черному, красно-зелёному и желто-синему излучениям. В опытах, где микроэлектродом отводили импульсы ганглиозных клеток сетчатки животных при освещении монохроматическим светом, обнаружили, что разряды большинства нейронов (доминаторов) возникают при действии любого цвета. В других ганглиозных клетках (модуляторах) импульсы возникают при освещении только одним цветом. Выявлено 7 типов модуляторов, оптимально реагирующих на свет с разной длиной волны (от 400 до 600 нм).

В сетчатке и зрительных центрах найдено много так называемых цветооппонентных нейронов. Действие на глаз излучений в какой-то части спектра их возбуждает, а в других частях спектра – тормозит. Считают, что такие нейроны наиболее эффективно кодируют информацию о цвете.

Цветовая слепота. Частичная цветовая слепота была описана в конце XVIII в. Д. Дальтоном, который сам ею страдал (поэтому аномалию цветовосприятия назвали дальтонизмом). Дальтонизм встречается у 8% мужчин и намного реже у женщин: возникновение его связывают с отсутствием определённых генов в половой непарной у мужчин Х-хромосоме. Для диагностики дальтонизма, важной при профессиональном отборе, используют полихроматические таблицы. Люди, страдающие этим заболеванием, не могут быть полноценными водителями транспорта, так как они не могут различать цвет огней светофоров и дорожных знаков. Существует три разновидности частичной цветовой слепоты: протанопия, дейтеранопия и тританопия. Каждая из них характеризуется отсутствием восприятия одного из трех основных цветов.

Люди, страдающие протанопией («краснослепые») не воспринимают красного цвета, сине-голубые лучи кажутся им бесцветными. Люди, страдающие дейтеранопией («зеленослепые») не отличают зелёные цвета от темно-красных и голубых. При тританопии – редко встречающейся аномалии цветового зрения, не воспринимаются лучи синего и фиолетового цвета.

Все перечисленные виды частичной световой слепоты хорошо объясняются трехкомпонентной теорией цветоощущения. Каждый вид этой слепоты – результат отсутствия одного из трёх колбочковых цветовоспринимающих веществ. Встречается и полная цветовая слепота – ахромазия , при которой в результате поражения колбочкового аппарата сетчатки человек видит все предметы лишь в разных оттенках серого.

Роль движения глаз для зрения. При рассматривании любых предметов глаза двигаются. Глазные движения осуществляют 6 мышц, прикреплённых к глазному яблоку. Движения двух глаз совершаются одновременно и содружественно. Рассматривая близкие предметы, необходимо сводить, а рассматривая далёкие предметы – разводить зрительные оси двух глаз. Важная роль движений глаз для зрения определяется также тем, что для непрерывного получения мозгом зрительной информации необходимо движение изображения на сетчатке. Импульсы в зрительном нерве возникают в момент включения и выключения светового изображения. При длящемся действии света на одни и те же фоторецепторы импульсация в волокнах зрительного нерва быстро прекращается и зрительное ощущение при неподвижных глазах и объектах исчезает через 1-2 с. Чтобы этого не случилось, глаз при рассматривании любого предмета производит не ощущаемые человеком непрерывные скачки. Вследствие каждого скачка изображение на сетчатке смещается с одних фоторецепторов на новые, вновь вызывая импульсацию ганглиозных клеток. Продолжительность каждого скачка равна сотым долям секунды, а амплитуда его не превышает 20º. Чем сложнее рассматриваемый объект, тем сложнее траектория движения глаз. Они как бы прослеживают контуры изображения, задерживаясь на наиболее информативных его участках (например, в лице – это глаза). Кроме того, глаз непрерывно мелко дрожит и дрейфует (медленно смещается с точки фиксации взора) – саккады. Эти движения также играют роль в дезадаптации зрительных нейронов.

Типы движений глаз. Имеется 4 типа движений глаз.

Саккады – неощущаемые быстрые скачки (в сотые доли секунды) глаза, прослеживающие контуры изображения. Саккадические движения способствуют удержанию изображения на сетчатке, что достигается периодическим смещением изображения по сетчатке, приводящим к активации новых фоторецепторов и новых ганглиозных клеток.

Плавные следящие движения глаза за движущимся объектом.

Конвергирующие движения – сведение зрительных осей навстречу друг другу при рассматривании объекта вблизи от наблюдателя. Каждый тип движений контролируется нервным аппаратом раздельно, но в конечном итоге все слияния заканчиваются на мотонейронах, иннервирующих наружные мышцы глаза.

Вестибулярные движения глаза – регулирующий механизм, появляющийся при возбуждении рецепторов полукружных каналов и поддерживающий фиксацию взора во время движений головы.

Бинокулярное зрение. При взгляде на какой-либо предмет у человека с нормальным зрением не возникает ощущения двух предметов, хотя и имеется два изображения на двух сетчатках. Изображения всех предметов попадают на так называемые корреспондирующие, или соответственные, участки двух сетчаток и в восприятии человека эти два изображения сливаются в одно. Надавите слегка на один глаз сбоку: немедленно начнёт двоиться в глазах, потому что нарушилось соответствие сетчаток. Если же смотреть на близкий предмет, конвергируя глаза, то изображение какой-либо более отдалённой точки попадает на неидентичные (диспаратные) точки двух сетчаток (рис. 12.9). Диспарация играет большую роль в оценке расстояния, и, следовательно, в видении глубины рельефа. Человек способен заметить изменение глубины, создающее сдвиг изображения на сетчатках на несколько угловых секунд. Бинокулярное слитие или объединение сигналов от двух сетчаток в единый зрительный образ происходит в первичной зрительной коре. Зрение двумя глазами значительно облегчает восприятие пространства и глубины расположения предмета, способствует определению его формы и объёма.

Рис. 12.9. Ход лучей при бинокулярном зрении. А – фиксирование взором ближайшего предмета; Б – фиксирование взором дальнего предмета; 1 , 4 – идентичные точки сетчатки; 2 , 3 – неидентичные (диспаратные) точки.

Глаза человека выполняют роль своеобразных камер, с которых информация посредством зрительного нерва, хиазмы, зрительных трактов поступает в отдельные зоны затылочных долей коры мозга, где и происходит формирование той картинки, которую мы видим. Из совокупности вышеперечисленных органов и состоит зрительная система человека.

Благодаря наличию двух глаз наше зрение имеет стереоскопическую природу, что позволяет формировать трехмерное изображение. Правая сторона глазной сетчатки обеспечивает передачу правой части изображения посредством зрительного нерва в правую сторону головного мозга, левая сторона, соответственно, в левую. Уже непосредственно в мозге происходит объединение в единое целое этих двух частей картинки.

Поскольку каждый глаз отвечает за восприятие своего изображения, в случае, если произойдет нарушение совместного движение глаз, может расстроиться бинокулярное зрение. Иными словами, в глазах начнет двоиться или же одновременно человек будет наблюдать две различные картинки.

Основные функции глаз

Глаза выступают в качестве:

• оптической системы, обеспечивающей проецирование изображения;
• системы, которая воспринимает информацию и кодирует ее в удобный для головного мозга формат;
• обслуживающей системы жизнеобеспечения.

Строение глаза

Глаз является сложным оптическим прибором, ключевая задача которого заключается в передаче правильного изображения зрительному нерву.

Составным элементами глаза являются:

Роговица – прозрачная оболочка, обеспечивающая покрытие передней части глаза. Она является одним из компонентов оптической глазной системы, характеризуется значительной преломляющей силой. Граничит со склерой – непрозрачной внешней глазной оболочкой.

Передняя камера глаза – пространство, разделяющее роговицу с радужкой, заполненное внутриглазной жидкостью.

Радужка – часть глаза, имеющая форму круга, внутри которого располагается зрачок. За счет сокращения и расслабления мышц, из которых состоит радужка, происходит изменение размеров зрачка. Радужка является частью сосудистой оболочки глаз, и именно от нее (а точнее от содержания в ней пигмента) зависит цвет глаз. Является аналогом диафрагмы в фотоаппарате, обеспечивая регулировку светопотока.

Зрачок – отверстие внутри радужки, размеры которого могут изменяться в зависимости от уровня освещенности: чем он выше, тем зрачок меньше.

Хрусталик – прозрачная и эластичная глазная линза, способная менять свою форму и быстро наводить фокус. Благодаря хрусталику человеку удается хорошо видеть как вблизи, так и вдали. Находится он в капсуле и удерживается за счет ресничного пояска.

Стекловидное тело – прозрачная гелеподобная субстанция, находящаяся в задней части глаза. Обеспечивает поддержку глазного яблока, принимает участие в обмене веществ внутри глаза.

Сетчатка – элемент глаза, включающий в себя чувствительные к свету фоторецепторы и нервные клетки. Находящиеся здесь рецепторы, в которых энергия света преобразуется в энергию нервной ткани, происходит выработка фермента родопсина, подразделяются на колбочки и палочки. Для палочек характерна повышенная светочувствительность, а их обязанности – обеспечение периферического зрения, а также возможности видеть при недостаточном освещении.

Для нормального функционирования колбочек, наоборот, необходимо качественное освещение, а в их ведении находится центральное зрение, позволяющее распознавать мелкие детали. Также благодаря им человек способен различать цвета. Сетчатка находится в контакте с сосудистой оболочкой, но во многих местах этот контакт неплотный, и именно они являются слабым местом, где происходит расслоение сетчатки в случае ее заболеваний.

Склера – покрывающая глазное яблоко непрозрачная оболочка, в передней части переходящая в прозрачную роговицу. Со склерой соединено шесть мышц, отвечающих за движение глаза.

Сосудистая оболочка – компонент, которым выстелена задняя часть склеры, отвечает за обеспечение кровью структур внутри глаза. Нередко подвергается влиянию всевозможных патологических процессов, протекающих в сетчатке. Однако в связи с отсутствие нервных окончаний боль, свидетельствующая о нарушениях в оболочке, не возникает.

Зрительный нерв – своеобразный канал передачи сигналов от нервных окончаний в головной мозг.

Глаз человека — парный сенсорный орган (орган зрительной системы) человека, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. Через глаза поступает около 90 % информации из окружающего мира.

ФУНКЦИИ ОРГАНА ЗРЕНИЯ ВКЛЮЧАЮТ В СЕБЯ:

Светоощущение

Цветоощущение

Центральное или предметное зрение

Периферическое зрение

Стереоскопическое зрение.

СВЕТООЩУЩЕНИЕ - это способность воспринимать свет в диапазоне солнечного излучения и приспосабливаться к восприятию зрительных образов при различных уровнях освещения. Процесс светоощущения начинается в палочках и колбочках. Под влиянием энергии светового излучения в палочках и колбочках распадаются специальные вещества, называемые зрительным пурпуром. В палочках это вещество - родопсин, которое образовано из белка и витамина А, а в колбочках - йодопсин, в составе которого имеется йод. Под воздействием света йдопсин и родопсин распадаются, образуя положительные и отрицательные ионы и индуцируя возникновение нервного импульса.

ЦВЕТООЩУЩЕНИЕ позволяет воспринимать более двух тысяч оттенков цвета в зависимости от длины волны светового излучения. Считается, что сетчатка имеет три компонента, настроенные на восприятие трех основных цветов спектра: красный, синий и зеленый. Нормальное цветовое восприятие называется трихромазия. При недостаточном восприятии одного, двух или трех компонентов возникают цветоаномалии (протанопия, дейтеранопия, тританопия).

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ИЛИ ПРЕДМЕТНОЕ ЗРЕНИЕ - это способность различать величину и форму предметов окружающей среды. Осуществляется эта функция центральной ямкой сетчатки, где имеются наилучшие условия для осуществления функции предметного зрения. В центральной ямке находятся только плотно уложенные колбочки и их отростки формируют в зрительном нерве отдельный пучок, называемый папило-макулярным. Предметное зрение определяется способностью раздельно воспринимать точки. Каждая точка воспринимается раздельно, если ее изображение каждой проецируется на две колбочки, между которыми находится еще хотя бы одна колбочка. Т.е. размер колбочки и определяет остроту зрения. Считается, что минимальный угол зрения, определяемый размером колбочки, составляет 1 минуту. Исследуют остроту зрения при помощи всем известных таблиц Головина-Сивцева.

ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ - это восприятие части пространства вокруг фиксированной точки. При фиксации взора на какой-либо точке, эта точка воспринимается центральной ямкой сетчатки, а пространство, окружающее ее воспринимается оставшейся частью сетчатки. Пространство, которое воспринимается одним глазом, называется поле зрения. Периферическое зрение имеет большое значение для ориентации в окружающей среде. При различных заболеваниях глаз поля зрения могут сужаться, или выпадают их определенные участки (скотомы).

СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ - это способность воспринимать расстояния между предметами окружающей среды, объем этих предметов, возможность наблюдать предметы в движении. Стереоскопическое зрение становится возможным, если человек воспринимает предметы двумя глазами - бинокулярное зрение. При нарушениях стереоскопического зрения затрудняется ориентировка в окружающей среде.

Нормальная острота зрения обеспечивается работой оптического аппарата глаза. При помощи оптических сред глаза на сетчатку проецируется обратное уменьшенное изображение предмета.

К оптическому или преломляющему аппарату глаза относятся:

роговица

передняя камера глаза

хрусталик

стекловидное тело.

Они работают, как собирательные линзы.

Преломляющая сила оптического аппарата глаза называется рефракцией. Она равна 60 диоптрий (1 диоптрия - равна оптической силе линзы с фокусным расстоянием 1 метр, т.е. собирающая линза в 1дптр фокусирует лучи в точке на расстоянии 1 метр после себя).

В норме рефракция позволяет получить проекцию изображения предмета на сетчатке. Четкость изображения на сетчатке кроме преломляющего аппарата глаза зависит от размера глазного яблока.

Примерно 30% современных людей страдают от тех или иных аномалий рефракции.

При патологии рефракции происходит нарушение преломления света в глазу и как результат, изображение НЕ фокусирует точно на сетчатке глаза. Это означает, что человек с нарушениями рефракции не может четко и ясно видеть окружающие предметы и нуждается в тех или иных методах коррекции зрения.

Возникают различные виды клинической рефракции.

Эмметропия или соразмерная рефракция - это состояние зрения, когда фокус оптической системы глаза совпадает с сетчаткой. Несоразмерная рефракция называется аметропией.

К аметропии относятся:

гиперметропия

астигматизм.

Если фокус оптической системы глаза находится позади сетчатки, т.е. четкое изображение формируется не на сетчатке, а за сетчаткой, такое состояние рефракции глаза называется дальнозоркость или гиперметропия.

Если же фокус оптической системы глаза находится перед сетчаткой, и четкое изображение формируется раньше, чем лучи достигают сетчатки, такая рефракция глаза называется миопия или близорукость.

При нормальной рефракции глаза в 60 диоптрий, параллельные лучи сойдутся в центральной ямке сетчатки. Параллельные лучи попадают в глаз из бесконечности. Но при более близких расстояниях они изменяют свой ход. Считается, что параллельные лучи попадают в глаз с расстояния не более 5 метров. Если же рассматриваемый предмет находится на расстоянии менее 5 метров, то его изображение на сетчатке будет нечетким. Тогда возникает необходимость в процессе аккомодации. Аккомодация происходит за счет усиления преломляющей способности хрусталика.

Преломляющая способность хрусталика увеличивается при увеличении поперечного размера хрусталика. Хрусталик прикрепляется к ресничной мышце при помощи специальной круговой цинновой связки. При сокращении ресничной мышцы, которая имеет форму кольца, диаметр этого кольца уменьшается, циннова связка ослабляется, ослабляется натяжение капсулы хрусталика и хрусталик приобретает более выпуклую форму, усиливая свою преломляющую способность. При этом глаз лучше видит на близких расстояниях. Чем ближе расстояние, тем сильнее должна напрягаться ресничная мышца.

Одновременно с аккомодацией происходит конвергенция - сведение зрительных осей обоих глаз на один предмет. Ближайшая точка ясного видения определяется объемом аккомодации. Объем аккомодации зависит от того, на какую величину хрусталик может увеличить свою преломляющую способность и определяется эластичностью хрусталика и силой ресничной мышцы.

С возрастом эластичность хрусталика уменьшается - возникает возрастное изменение зрения - пресбиопия. При этом глаз становится неспособным приспосабливаться к видению близких предметов.

Считается, что к 10 годам хрусталик может увеличить свою преломляющую силу на 14 диоптрий, а к пятидесяти годам уже только на 2 диоптрии.

Для коррекции зрения при пресбиопии назначается ношение очков с собирательными линзами. Очки подбираются в кабинете офтальмолога.

• Роговица – Врожденные и дистрофические изменения роговицы

Умение воспринимать информацию об окружающем мире с помощью зрения - самая удивительная и полезная способность человека. Мы запечатлеваем картинку происходящего, словно фото. Глаз является тем «оптическим прибором», который позволяет нам видеть окружающий мир и посылать информацию об этом.

Глаз - орган зрения человека

По данным психологов, от 70 до 80% информации мы воспринимаем зрительно. Оптическая система глаза, словно фотоаппарат, обладает специальными механизмами улавливания света, отраженного от объекта, и обрабатывания полученной информации. Так что такое глаз и как устроен наш орган зрения?

В черепе человека орган зрения располагается в глазницах. Эти полости образованы сразу несколькими костями, среди которых верхняя челюсть, клиновидная, решетчатая, скуловая, лобная. Глазница представляет собой пирамиду, верхушка которой обращена в полость черепа, и здесь же находятся зрительный канал и зрительная щель, через которые сообщаются нервы и сосуды с органом зрения.

Что такое глаз? Это шаровидный орган диаметром около 24-25 мм, который заполнен внутри жидкостью и состоит из трех оболочек. Движения глазного яблока обусловлены работой шести мышц: верхней, нижней, внутренней, наружной, верхней косой и нижней косой. К вспомогательному аппарату также относятся веки, ресницы, брови. Не стоит забывать о слезной железе, секрет которой омывает и тем самым увлажняет поверхность глаза.

Строение глазного яблока

Что такое глаз с точки зрения биологии? Это который заполнен прозрачной жидкостью. Глаз покрывают три оболочки: склера, сосудистая оболочка и сетчатка. Функции во многом определяют строение глаза, фото которого показано ниже.

Склера - самая толстая Она выполняет защитную функцию, а также в передней части образует роговицу, которая входит в оптический аппарат органа зрения. На границе роговицы и собственно склеры находится зона лимба.

Сосудистая оболочка пронизана многочисленными сосудами, задача которых заключается в питании всего органа. Эта оболочка образует цилиарное, или ресничное, тело (мышцу), которое отвечает за изменение кривизны хрусталика, т.е. за аккомодацию. Также производной сосудистой оболочки является радужка, которая имеет посередине отверстие - зрачок. Цвет радужки во многом и определяет цвет самих глаз: будут они карие, зеленые, серые или голубые.

Сетчатка - это самая внутренняя Здесь располагаются зрительные пигменты в составе которые и отвечают за восприятие картинки. Собственно, на сетчатке формируется изначально перевернутое изображение, информация о котором затем передается в затылочную зону коры больших полушарий.

Радужка делит область между роговицей и хрусталиком на две камеры: переднюю и заднюю, которые заполнены водянистой влагой. Функции этой жидкости заключаются в питании хрусталика и роговицы, а также в преломлении пучка света.

Основные зрительные пигменты

Оптическая система глаза позволяет воспринимать цветное изображение днем и черно-белое ночью. За первое отвечают такие структуры, как колбочки. Больше всего их концентрация составляет в области желтого тела, где фокусируется подавляющее большинство получаемого света.

В колбочках находятся следующие пигменты:

1. Эритлаб - отвечает за восприятие оттенков красного и желтого цвета.

2. Хлоролаб - отвечает за восприятие зеленого спектра света.

3. Йодопсин - отвечает за восприятие холодных синих и фиолетовых оттенков.

В темное время суток колбочки перестают функционировать, а вместо них в работу включаются палочки. Эти структуры формируют черно-белое изображение, а пигмент, который за это отвечает, называется родопсин. Доказано, что люди с ухудшенным зрением лучше видят в темноте.

Что такое глаз как оптическая система?

Чтобы появилось изображение, на сетчатку глаза должен попасть пучок света, отраженный от предмета. Этот пучок преломляется и фокусируется с помощью сложного оптического аппарата глаза. Какие же структуры его образуют?

Наибольшей степенью преломления обладает роговица. Она же является первой структурой на пути прохождения пучка света. Далее он проходит через зрачок и немного преломляется из-за перехода в жидкую среду, т.к. в камерах глаза находится водянистая влага. Далее свет еще раз преломляется, когда доходит до хрусталика глаза.

В норме пучок света должен достичь желтого тела на Если же он фокусируется, не доходя до сетчатки, возникает заболевание - близорукость. Если же свет попадает на область за сетчаткой, то возникает дальнозоркость. Вот что такое глаз, и какие функции выполняет этот орган зрения.