Естественная оптическая система. Идеальное зрение.

Желая убедить собеседника в достоверности изложенной информации, мы нередко используем выражение типа: «Я видел это своими глазами». Но, оказывается, человек только смотрит глазом, но видит мозгом. Чтобы это понять, необходимо вспомнить устройство органа зрения.

Из всех чувств человека зрение считается самым важным. Именно благодаря ему мы получаем до 80% сведений об окружающем мире. А помогают в этом глаза – очень сложный оптический прибор, сконструированный природой для восприятия визуальной информации и ее передачи в соответствующие участки коры головного мозга. При этом удачливость выполнения данной задачки находится в зависимости от согласованной работы всех составных частей глаза, в противном случае пострадает острота и четкость зрения.

Эх, яблочко…

Глаз имеет форму шара, слегка сплюснутого в переднезадней части, поэтому к нему применяют термин «глазное яблоко». Весит это чудо природы около 7-8 г, а диаметр его у взрослого человека составляет около 23-24 мм. При этом глазное яблоко имеет очень нежную структуру, которую можно легко повредить, поэтому оно расположено в специальной черепной ячейке – глазнице. Впереди оно тоже имеет защиту – верхние и нижние веки, предохраняющие глаза от отрицательного внешнего воздействия, попадания пылинок и других посторонних частиц, при этом веки помогают равномерно распределять слезную жидкость.

Скорость смыкания век в спокойном состоянии составляет 15-20 раз в минуту. Однако при сильном волнении количество морганий увеличивается в 2-3 раза и, наоборот, когда человек погружается в чтение (из книги или монитора), глубокие размышления или напрягает слух, он может совершать лишь 5-8 движений веками.

Между тем систематическое и длительное снижение скорости моргания ведет к пересыханию глазного яблока, вызывая покраснение, зуд, жжение, хорошо знакомое активным пользователям компьютеров. Кстати, над выработкой жидкости, необходимой для увлажнения глазного яблока и их дезинфекции, трудятся слезные железы. Они расположены на верхней наружной стенке глазницы. Влага производится непрерывно в течение суток и содержит не только воду, но и соли, белки, а также антибактериальное вещество – лизоцин.

Склера

Наружную часть глаза, которую в народе называют «белком» из-за белого цвета, офтальмологи обозначают термином «склера». На это очень крепкое покрытие приходится почти 85% всей поверхности глазного яблока. Основная функция склеры – каркасная: служить опорой и крепежным элементом для многих мышц, связок и проч. Она также защищает глазное яблоко от различных повреждений и негативного воздействия окружающей среды.

В «тыльной» стороне склеры есть решетчатая пластинка – место выхода глазного нерва, через который по специальному каналу в головной мозг передается зрительная информация. А по бокам к склере крепятся 6 групп глазодвигательных мышц – наиболее быстродействующих в человеческом организме. Они непрерывно совершают небольшие, но очень быстрые колебательные движения (до 123 в секунду!).

В норме глазодвигательные мышцы обоих глаз работают согласованно. Это позволяет человеку получать достоверное изображение. Если же какая-то мышца слабеет, развивается косоглазие или невозможность сфокусировать оба глаза на одной точке.

Изнутри склера покрывает слой кровеносных сосудов, составляющих сосудистую оболочку глаза. Благодаря ее существованию глазные структуры получают питание и лишаются продуктов обмена.

Роговица

Выпуклая часть глазного яблока, возвышающаяся над склерой, называется роговицей. Ее диаметр около 12 мм, толщина – 1 мм. По форме роговица напоминает стекло в часах – такая же прозрачная, сферическая, гладкая и блестящая. Неудивительно, что ей отводится роль природного «фотообъектива», который собирает и фокусирует расходящиеся в разные стороны световые лучи, направляя их вглубь глаза. Интересно, что у человека и акулы роговица имеет схожее строение, поэтому последняя используется как заменитель при офтальмологической операции.

Радужка

«Диск», находящийся под роговицей, окрашен в определенный цвет (от светло-голубого до черного) – это радужная оболочка. Ее цвет зависит от количества клеток меланофоров, содержащих пигмент меланин: чем больше меланина, тем темнее глаза. Цвет радужки определяется наследственностью. Больше всего в мире кареглазых людей. А вот зеленые глаза встречаются только у 2% населения Земли. Считается, что здесь сказалась «охота» инквизиторов на ведьм и колдунов в далекие и «темные» времена.

В центре радужки есть круглое отверстие диаметром 3 мм – зрачок. Он может изменяться в большую и меньшую сторону. При интенсивном потоке света зрачок сужается, чтобы не пострадало зрение. В темноте, а также под влиянием некоторых лекарств и наркотических препаратов, в состоянии боли или страха, зрачок расширяется.

Цилиарное тело

Механической опорой для радужки служит цилиарное тело. Он состоит из кровеносных сосудов и мышечной ткани, имеет форму циркулярного валика, в передней части которого по кругу выступает 70 небольших отростков. В этих выростах продуцируется водянистая влага, которая необходима для поддержания оптимального уровня внутриглазного давления и тонуса глазного яблока. Также цилиарное тело поставляет питание радужке и принимает участие в удалении продуктов обмена.

А вдобавок оно выступает конструкцией для крепления хрусталика. В толще цилиарного тела находится мышца, отвечающая за аккомодацию. Когда он сокращается, человек лучше видит вблизи, а когда расслабляется «включается» далекое зрение.

Хрусталик

Название «хрусталик» было дано прозрачному телу, находящемуся в глубине глаза, напротив зрачка. Оно подвешено на тонких связях к отросткам цилиарного тела. У хрусталика нет нервных окончаний, кровеносных сосудов или лимфоидной ткани. Это абсолютно прозрачный элемент, имеющий форму двовыпуклой линзы диаметром 9-10 мм и толщиной от 3,6 до 5 мм. Более того, хрусталик и работает как линза, которая, к тому же, может изменять свою кривизну и мгновенно «наводить резкость» на интересующий нас предмет, причем, независимо от расстояния.

Вторая задача хрусталика – обеспечивать беспрепятственный проход светового потока к сетчатке. Вот почему помутнение хрусталика неизбежно ведет к ухудшению зрения.

Стекловидное тело

Полость глазного яблока за хрусталиком заполняет прозрачное вещество желеобразной консистенции. Его называют стекловидное тело. Этот гель (объемом 4 мл) на 98% состоит из воды, а также в него входит гиалуроновая кислота. Функции этой субстанции – светопроведение, а попутно – поддержка формы глазного яблока и участие во внутриглазном обмене веществ.

Сетчатка

Всю внутреннюю поверхность глазного яблока покрывает сетчатка. Основная ее роль – как фотопленка, делать изображения и отправлять его для анализа в головной мозг.

Состоит сетчатка из 10 слоев. Нижние образованы нервными волокнами и клетками, производящими нервные импульсы, а верхний состоит из светочувствительных клеток, фоторецепторов. Их насчитывается более 100 миллионов! Причем почти все они сосредоточены только на небольшом участке сетчатки, напротив зрачка – макули.

Фоторецепторы имеют форму «палочек» и «колбочек». «Палочки» дислоцируются главным образом на периферии сетчатки и позволяют видеть при плохом освещении, так как для работы не требуют много света. Также они отвечают за боковое зрение. «Колбочки», напротив, нуждаются в хорошем освещении и сосредоточены в центральной части сетчатки. Более того, они бывают трех видов, в зависимости от содержащегося пигмента: красными, зелеными и синими. Именно эти клетки позволяют нам различать цвета и видеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение). Если некоторые виды колбочек отсутствуют или имеют низкую чувствительность, человек не различает определенные оттенки. Эта аномалия называется “дальтонизм”.

Как мы видим?

Механизм работы зрительного аппарата кратко можно описать так: после того, как лучи света проходят через роговицу, переднюю и заднюю камеры с внутриглазной жидкостью, радужку и хрусталик, они попадают на сетчатку. Мгновенно в работу включаются фоторецепторы. Они обрабатывают информационный поток и формируют «отпечаток» изображения, как на фотопленке (правда, картинка возникает перевернутая «вверх ногами»).

В завершение процесса клетки сетчатки превращают энергию света в ряд электромагнитных импульсов и отправляют в отдел мозга, расположенный в затылке черепа – зрительный центр. Причем правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв только «правую часть» изображения, а левая – левую. После этого в коре головного мозга визуальная информация подвергается анализу и осмыслению. Естественно, что мозг переворачивает картинку и объединяет воедино левую и правую части изображения. Происходит настоящее чудо! Мы видим!