Как проходит изображение через глаз. Основные функции глаза

Человеческий глаз – это очень комплексная оптическая система, состоящая из многообразия элементов, каждый из которых отвечает за свои собственные задачи. В целом же глазной аппарат помогает воспринимать внешнюю картинку, обрабатывать её и передавать информацию в уже подготовленном виде в головной мозг. Без его функций органы тела человека не могли бы столь же полноценно взаимодействовать. Хотя орган зрения и устроен сложно, хотя бы в базовом виде понимать описание принципа его функционирования стоит каждому человеку.

Общий принцип функционирования

Разобравшись, что такое глаз, поняв его описание, рассмотрим принцип его работы. Глаз работает за счёт восприятия света, отражённого от окружающих предметов. Этот свет попадает на роговицу, особую линзу, позволяющую сфокусировать поступающие лучи. После роговицы лучи проходят через камеру глаза (которая заполнена бесцветной жидкостью), а потом попадают на радужку, которая в своём центре имеет зрачок. У зрачка имеется отверстие (глазная щель), через которое проходят только центральные лучи, то есть часть лучей, находящихся по краям светового потока, отсеивается.

Зрачок помогает приспосабливаться к различным уровням освещения. Он (точнее говоря, его глазная щель) отсеивает только те лучи, которые не влияет на качество изображения, но регулирует их поток. В итоге то, что осталось, идёт на хрусталик, который, как и роговица, является линзой, но только предназначенной для другого – для более точной, «чистовой» фокусировки света. Хрусталик и роговица – это оптические среды глаза.

Далее свет через особое стекловидное тело, входящее в оптический аппарат глаза, проходит на сетчатку, куда изображение проецируется как на киноэкран, но только в перевёрнутом виде. В центре сетчатки находится макула, та зона, которая отвечает на , в которую попадает объект, на который мы смотрим напрямую.

На финальных этапах получения изображения клетки сетчатки обрабатывают то, что на них находится, переводя всё в электромагнитные импульсы, которые далее отправляются в мозг. Схожим образом функционирует цифровой фотоаппарат.

Из всех элементов глаза в обработке сигнала не участвует только склера, особая непрозрачная оболочка, которая покрывает снаружи. Окружает она его почти что целиком, приблизительно на 80%, на в передней части она плавно переходит в роговицу. В народе её наружную часть принято называть белком, хотя это и не совсем корректно.

Количество различаемых цветов

Человеческий орган зрения воспринимает изображение в цвете, причём количество оттенков цветов, которые он может различать, является очень большим. То, сколько разных цветов различается глазом (точнее, сколько оттенков), может варьироваться от индивидуальных особенностей человека, а также уровня его натренированности и типа его профессиональной деятельности. «Работает» глаз с так называемым видимым излучением, которое представляет собой электромагнитные волны, имеющие длину волны от 380 до 740 нм, то есть со светом.

Если брать средние показатели, то человек суммарно может отличать около 150 тысяч цветовых тонов и оттенков.

Впрочем, тут имеется неоднозначность, которая заключается в относительной субъективности цветового восприятия. Потому некоторые учёные сходятся на другой цифре, сколько оттенков цветов обычно видит/различает человек – от семи до десяти миллионов. В любом случае, цифра внушительная. Все эти оттенки получаются за счёт варьирования семи основных цветов, находящихся в разных частях радужного спектра. Считается, что у профессиональных художников и дизайнеров количество воспринимаемых оттенков выше, а также иногда человек рождается с мутацией, позволяющей ему видеть в разы больше цветов и оттенков. Сколько разных цветов видят такие люди – открытый вопрос.

Глазные заболевания

Как и любая другая система человеческого организма, орган зрения подвержен различным заболеваниям и патологиям. Условно их можно разделить на инфекционные и неинфекционные. Частые виды заболеваний, что вызываются бактериями, вирусами или микроорганизмами – это конъюнктивиты, ячмени и блефариты.

Если заболевание неинфекционное, то обычно оно возникает из-за серьёзного переутомления глаз, из-за наследственной предрасположенности или просто из-за изменений, которые возникают в организме человека с возрастом. Реже проблема может заключаться в том, что возникла общая патология организма, например, развилась гипертония или сахарный диабет. В итоге может возникнуть глаукома, катаракта или синдром сухого глаза, человек в итоге хуже видит или различает объекты.

В медицинской практике все заболевания делятся на следующие категории:

• болезни отдельных элементов глаза, например, хрусталика, конъюнктивы и так далее;
• патологии зрительных нервов/путей;
• патологии мышц, по причине которых нарушается содружественное движение яблок;
• заболевания, связанные со слепотой и различными зрительными расстройствами, нарушением силы зрения;
• глаукома.

Чтобы не возникало проблем и патологий, глаза необходимо оберегать, не держать подолгу направленными в одну точку, поддерживать оптимальное освещение при чтении или работе. Тогда сила зрения не будет падать.

Внешнее строение глаза

Глаз человека имеет не только лишь внутреннее строение, но также и внешнее, которое представлено веками. Это особые перегородки, которые защищают глаза от травматизма и негативных факторов окружающей среды. Они преимущественно состоят из мышечной ткани, которая снаружи покрывается тонкой и нежной кожей. В офтальмологии принято считать, что веки – это один из важнейших элементов, при возникновении проблем с которым могут возникнуть проблемы.

Хотя веко и является мягким, его прочность и постоянство формы обеспечивает хрящ, который по своей сути является коллагеновым образованием. Движение век осуществляется благодаря мышечному слою. Когда веки смыкаются, это несёт функциональную роль – глазное яблоко увлажняется, а небольшие инородные частицы, сколько бы их ни было на поверхности глаза, удаляются. Кроме того, благодаря смачиванию глазного яблока, веко получает возможность свободно скользить относительно его поверхности.

Важным компонентом век также является разветвлённая система кровоснабжения и множество нервных окончаний, которые помогают векам осуществлять свои функции.

Движение глаз

Глаза человека двигаются при помощи специальных мышц, обеспечивающих глазам нормальное постоянное функционирование. Зрительный аппарат двигается при помощи слаженной работы десятков мышц, основными из которых являются четыре прямых и два косых мышечных отростка. окружают с разных сторон и помогают поворачивать глазное яблоко вокруг различных осей. Каждая группа позволяет повернуть глаз человека в своём направлении.

Также мышцы помогают осуществлять поднятие и опускание век. Когда всё мышцы работают слаженно, это не только лишь позволяет управлять глазами по отдельности, но также и осуществить их слаженную работу и координацию их направления.

Глазной аппарат является стереоскопическим и в организме отвечает за правильное восприятие информации, точность ее обработки и дальнейшую передачу в мозг.

Правая часть сетчатки, посредством передачи через зрительный нерв, отправляет в мозг информацию правой доли изображения, левая часть передает левую долю, в итоге, мозг соединяет обе, и получается общая зрительная картинка.

Хрусталик фиксируется тонкими нитями, один конец которых плотно вплетен в хрусталик, его капсулу, а другой конец соединен с ресничным телом.

При изменении натяжения нитей, происходит процесс аккомодации . Хрусталик лишен лимфатических сосудов и кровеносных, а также нервов.

Он обеспечивает глаз проведением света и светопреломлением, наделяет его функцией аккомодации, и является разделителем глаза на задний отдел и передний отдел.

Стекловидное тело

Стекловидное тело глаза является самым большим образованием. Это вещество без цвета гелеобразной субстанции, которое образовано в виде шарообразной формы, в сагиттальном направлении оно сплющено.

Стекловидное тело состоит из вещества гелеобразной субстанции органического происхождения, мембраны и стекловидного канала.

Перед ним находится хрусталик, зонулярная связка и цилиарные отростки, задняя его часть вплотную подходит к сетчатке. Соединение стекловидного тела и сетчатки происходит у зрительного нерва и в части зубчатой линии, где находится плоская часть цилиарного тела. Данная область является основание стекловидного тела, а ширина этого пояса 2-2,5 мм.

Химический состав стекловидного тела: 98,8 гидрофильный гель, 1,12% сухой остаток. При возникновении кровоизлияния, тромбопластическая активность стекловидного тела резко возрастает.

Такая особенность направлена на остановку кровотечения. В нормальном состоянии стекловидного тела фибринолитическая активность отсутствует.

Питание и поддерживание среды стекловидного тела обеспечивается диффузией питательных веществ, которые через стекловидную мембрану, поступают в тело из внутриглазной жидкости и осмосом.

В стекловидном теле нет сосудов и нервов, а биомикроскопическая его структура представляет различных форм лент серого цвета с белыми крапинками. Между лентами находятся участки без цвета, совершенно прозрачные.

Вакуоли и помутнения в стекловидном теле проявляются с возрастом. В случае, когда происходит частичная потеря стекловидного тела, место заполняется внутриглазной жидкостью.

Камеры с водянистой влагой

У глаза две камеры, которые заполнены водянистой влагой. Влага образуется из крови отростками цилиарного тела. Ее выделение происходит сначала в переднюю камеру, затем она попадает в переднюю камеру.

В переднюю камеру водянистая влага поступает через зрачок. В сутки глаз человека производит от 3 до 9 мл влаги. В водянистой влаге присутствуют вещества, которые питают хрусталик, эндотелий роговицы, переднюю часть стекловидного тела, а также трабекулярную сеть.

В ней находится иммуноглобулины, которые помогают удалять опасные факторы из глаза, его внутренней части. Если отток водянистой влаги нарушен, то это может развить такое глазное заболевание, как глаукома , а также к повышению давления внутри глаза.

В случаях нарушения целостности глазного яблока, потеря водянистой влаги приводит к гипотонии глаза.

Радужная оболочка

Радужная оболочка – авангардный отдел сосудистого тракта . Располагается она сразу за роговицей, между камерами и перед хрусталиком. Радужная оболочка имеет круглую форму и расположена вокруг зрачка.

Состоит она из пограничного слоя, стромального слоя и пигментно-мышечного слоя. У нее неровная поверхность с рисунком. В радужной оболочке присутствуют клетки пигментного характера, которые и отвечают за цвет глаз.

Главные задачи радужки: регулирование светового потока, который проходит на сетчатку глаза через зрачок и защита светочувствительных клеток. От правильного функционирования радужки зависит острота зрения.

У радужной оболочки две группы мышц. Одна группа мышц дислоцируется вокруг зрачка и регулирует его уменьшение, другая группа дислоцируется радиально по толщине радужной оболочки, регулируя расширение зрачка. Радужная оболочка имеет множество кровеносных сосудов.

Сетчатка

Является оптимально тонкой оболочкой нервной ткани и представляет тобой периферический отдел зрительного анализатора. В сетчатке присутствуют фоторецепторные клетки, которые отвечают за восприятие, а также, за преобразование в нервные импульсы электромагнитного излучения. Она прилегает с внутренней стороны к стекловидному телу, а к сосудистому слою глазного яблока – снаружи.

У сетчатки две части. Одна часть – зрительная, другая – слепая часть, которая не содержит фоточувствительных клеток. Внутренняя структура сетчатки разделяется на 10 слоев.

Главная задача сетчатки – принимать световой поток, обрабатывать его, переводя в сигнал, который образует в себе полную и закодированную информацию о зрительной картинке.

Зрительный нерв

Зрительный нерв – переплетение нервных волокон. Среди этих тонких волокон находится центральный канал сетчатки. Исходная точка зрительного нерва находится в ганглиозных клетках, далее его формирование происходит путем прохождения через оболочку склеры и обрастания нервных волокон менингеальными структурами.

Глазной нерв имеет три слоя – твердый, паутинный, мягкий. Между слоями находится жидкость. Диаметр зрительного диска составляет около 2 мм.

Топографическое строение зрительного нерва:

• внутриглазной;
• внутриорбитальный;
• внутричерепной;
• внутриканальцевый;

Принцип работы глаза человека

Световой поток проходит через зрачок и сквозь хрусталик приводится в фокус на сетчатке. Сетчатка богата светочувствительными палочками и колбочками, которых в человеческом глазу более 100 миллионов.

Видео: "Процесс зрения"

Палочки обеспечивают чувствительность к свету, а колбочки дают глазам свойство различать цвета и небольшие детали. После преломления светового потока, сетчатка трансформирует картинку в нервные импульсы. Далее эти импульсы переходят в мозг, который обрабатывает поступившую информацию.

Болезни

Болезни, связанные с нарушением строения глаз, могут вызываться как неправильным расположением его частей по отношению друг к другу, так и внутренними дефектами этих частей.

К первой группе относятся заболевания, приводящие к снижению остроты зрения:

• Близорукость . Характеризуется увеличенной по сравнению с нормой длиной глазного яблока. Это приводит к фокусировке света, проходящего через хрусталик, не на сетчатке, а перед ней. Нарушается способность видеть предметы, находящиеся на удалении от глаз. Близорукости соответствует отрицательное число диоптрий при измерении остроты зрения.
• Дальнозоркость . Является следствием уменьшения длины глазного яблока или утери хрусталиком эластичности. В обоих случаях снижаются аккомодационные возможности, нарушается правильная фокусировка изображения, световые лучи сходятся за сетчаткой. Нарушается способность видеть предметы, расположенные вблизи. Дальнозоркости соответствует положительное число диоптрий.
• Астигматизм . Для этого заболевания характерно нарушение сферичности глазной оболочки из-за дефектов хрусталика или роговицы. Это приводит к неравномерному схождению поступающих в глаз лучей света, четкость получаемого мозгом изображения нарушается. Астигматизму нередко сопутствует близорукость или дальнозоркость.

Патологии, связанные с функциональными нарушениями тех или иных частей органа зрения:

• Катаракта . При этом заболевании хрусталик глаза мутнеет, нарушаются его прозрачность и способность к проведению света. В зависимости от степени помутнения, нарушения зрения могут быть разными вплоть до полной слепоты. У большинства людей катаракта возникает в старости, но не прогрессирует до тяжелых стадий.
• Глаукома – патологическое изменение внутриглазного давления. Может провоцироваться множеством факторов, например, уменьшением передней камеры глаза или развитием катаракты.
• Миодезопсия или «летающие мушки» перед глазами . Характеризуется появлением черных точек в поле зрения, которые могут быть представленными в разных количествах и размерах. Точки возникают из-за нарушений в строении стекловидного тела. Но у этого недуга причины не всегда являются физиологическими – «мушки» могут появляться из-за переутомления или после перенесения инфекционных заболеваний.
• Косоглазие . Провоцируется изменением правильного положения глазного яблока по отношению к глазной мышце или нарушением работы глазных мышц.
• Отслоение сетчатки. Сетчатая оболочка и задняя сосудистая стенка отделяются друг от друга. Это происходит из-за нарушения герметичности сетчатки, случающегося при разрывах ее тканей. Отслоение проявляется помутнением очертания предметов перед глазами, появлением вспышек в виде искр. Если из поля зрения выпадают отдельные углы, это значит, что отслоение приняло тяжелые формы. При отсутствии лечения наступает полная слепота.
• Анофтальм – недостаточная развитость глазного яблока. Редкая врожденная патология, причина которой заключается в нарушении формирования лобных долей мозга. Анофтальм может быть и приобретенным, тогда он развивается после хирургических операций (например, по удалению опухолей) или тяжелых травм глаз.

Профилактика

• Следует заботиться о здоровье кровеносной системы, в особенности той ее части, которая отвечает за приток крови к голове. Многие дефекты зрения возникают из-за атрофии и повреждения глазных и головных нервов.
• Нельзя допускать перенапряжения глаз. При работе, связанной с постоянным рассмотрением мелких объектов, нужно делать регулярные перерывы с проведением глазной гимнастики. Рабочее место должно обустраиваться так, чтобы яркость освещения и расстояния между предметами были оптимальными.
• Поступление в организм достаточного количества минералов и витаминов – это еще одно условие сохранения зрения здоровым. Особенно для глаз важны витамины C, E, A и такие минералы, как цинк.
• Правильная глазная гигиена позволяет предотвратить развитие воспалительных процессов, осложнения которых могут значительно ухудшить зрение.

Доцент кафедры глазных болезней. | Главный редактор сайта

Занимается экстренной, амбулаторной и плановой офтальмологией. Проводит диагностику и консервативное лечение дальнозоркости, аллергических заболеваний век, близорукости. Выполняет зондирование, удаление инородных тел, осмотр глазного дна с трехзеркальной линзой, промывание носослёзных каналов.

Зрение является каналом, посредством которого человек получает примерно 70% всех данных о мире, который его окружает. И возможно это только по той причине, что именно зрение человека представляет собой одну из самых сложных и поражающих воображение зрительных систем на нашей планете. Если бы не было зрения, все мы, скорее всего, просто жили бы в темноте.

Человеческий глаз обладает совершенным строением и обеспечивает зрение не только в цвете, но также в трёх измерениях и с высочайшей резкостью. Он обладает способностью моментально менять фокус на самые разные расстояния, осуществлять регуляцию объёма поступающего света, различать между собой огромное количество цветов и ещё большее количество оттенков, производить коррекцию сферических и хроматических аберраций и т.д. С мозгом глаз связывают шесть уровней сетчатки, в которых ещё перед тем, как информация будет отправлена в мозг, данные проходят через этап компрессии.

Но как же устроено наше с вами зрение? Как посредством усиления цвета, отражённого от предметов, мы трансформируем его в изображение? Если подумать об этом серьёзно, можно сделать вывод, что устройство зрительной системы человека до мельчайших подробностей «продумано» создавшей его Природой. Если же вы предпочитаете верить в то, что за создание человека ответственен Создатель или некая Высшая Сила, то эту заслугу можете приписать им. Но давайте не будем разбираться в , а продолжим разговор об устройстве зрения.

Огромное количество деталей

Строение глаза и его физиологию можно без обиняков назвать действительно идеальными. Подумайте сами: оба глаза находятся в костных впадинах черепа, которые защищают их от всевозможных повреждений, однако выступают из них они именно так, чтобы обеспечивался максимально широкий горизонтальный обзор.

Расстояние, на котором глаза находятся друг от друга, обеспечивает пространственную глубину. А сами глазные яблоки, как доподлинно известно, обладают шарообразной формой, благодаря чему способны вращаться в четырёх направлениях: влево, вправо, вверх и вниз. Но каждый из нас воспринимает всё это, как само собой разумеющееся - мало кому приходит в голову представить, что было бы, если бы наши глаза были квадратными или треугольными или их движение было бы хаотичным - это бы сделало зрение ограниченным, сумбурным и малоэффективным.

Итак, устройство глаза предельно сложно, но как раз это и делает возможным работу примерно четырёх десятков его различных составляющих. И даже если бы не было хоть одного из этих элементов, процесс зрения перестал бы осуществляться так, как ему следует осуществляться.

Чтобы убедиться в том, насколько сложно устроен глаз, предлагаем вам обратить своё внимание на рисунок ниже.

Давайте же поговорим о том, как реализуется на практике процесс зрительного восприятия, какие элементы зрительной системы в этом участвуют, и за что каждый из них отвечает.

Прохождение света

По мере приближения света к глазу световые лучи сталкиваются с роговицей (иначе её называют роговой оболочкой). Прозрачность роговицы позволяет свету проходить сквозь неё во внутреннюю поверхность глаза. Прозрачность, кстати, является важнейшей характеристикой роговицы, и прозрачной она остаётся по причине того, что особый протеин, который в ней содержится, сдерживает развитие кровеносных сосудов - процесс, происходящий практически в каждой из тканей человеческого тела. В том случае если бы роговица прозрачной не была, остальные компоненты зрительной системы не имели бы никакого значения.

Помимо прочего, роговица не даёт попадать во внутренние полости глаза сору, пыли и каким-либо химическим элементам. А кривизна роговой оболочки позволяет ей преломлять свет и помогать хрусталику фокусировать световые лучи на сетчатке.

После того как свет прошёл сквозь роговицу, он проходит через маленькое отверстие, расположенное посередине радужки глаза. Радужка же представляет собой круглую диафрагму, которая находится перед хрусталиком сразу за роговицей. Радужка также является тем элементом, который придаёт глазу цвет, а цвет зависит от преобладающего в радужке пигмента. Центральное отверстие в радужке - это и есть знакомый каждому из нас зрачок. Размер этого отверстия имеет возможность изменяться, чтобы контролировать количество поступающего в глаз света.

Размер зрачка изменятся непосредственно радужкой, а обусловлено это её уникальнейшим строением, ведь состоит она из двух различных видов мышечных тканей (даже здесь есть мышцы!). Первая мышца является круговой сжимающей - она располагается в радужке кругообразно. Когда свет яркий, происходит её сокращение, вследствие чего зрачок сокращается, как бы втягиваясь мышцей внутрь. Вторая мышца является расширяющей - она расположена радиально, т.е. по радиусу радужки, что можно сравнить со спицами в колесе. При тёмном освещении происходит сокращение этой второй мышцы, и радужка раскрывает зрачок.

Многие до сих пор испытывают некоторые затруднения, когда пытаются объяснить, каким же всё-таки образом происходит формирование вышеназванных элементов зрительной системы человека, ведь в любой другой промежуточной форме, т.е. на каком-либо эволюционном этапе работать они просто не смогли бы, но человек видит с самого начала своего существования. Загадка…

Фокусировка

Минуя названные выше этапы, свет начинает проходить через хрусталик, находящийся за радужкой. Хрусталик является оптическим элементом, имеющим форму выпуклого продолговатого шара. Хрусталик абсолютно гладок и прозрачен, в нём нет кровеносных сосудов, а сам он расположен в эластичном мешочке.

Проходя сквозь хрусталик, свет преломляется, после чего происходит его фокусировка на ямке сетчатки - самом чувствительном месте, содержащем максимальное количество фоторецепторов.

Важно заметить, что уникальное строение и состав обеспечивают роговице и хрусталику большую силу преломления, гарантирующую короткое фокусное расстояние. И как же удивительно, что такая сложная система вмещается всего в одном глазном яблоке (подумайте только, как бы мог выглядеть человек, если бы для фокусировки световых лучей, идущих от предметов, требовался бы, например, метр!).

Не менее интересно и то, что совместная преломляющая сила этих двух элементов (роговицы и хрусталика) находится в прекрасном соотношении с глазным яблоком, а это можно смело назвать ещё одним доказательством того, что зрительная система создана просто непревзойдённо, т.к. процесс фокусирования слишком сложен, чтобы говорить о нём, как о чём-то, что произошло лишь благодаря пошаговым мутациям - эволюционным стадиям.

Если же речь идёт о предметах расположенных близко к глазу (как правило, близким считается расстояние менее 6 метров), то здесь всё ещё любопытнее, ведь в этой ситуации преломление световых лучей оказывается ещё более сильным. Обеспечивается же это увеличением кривизны хрусталика. Хрусталик соединён посредством цилиарных поясков с ресничной мышцей, которая, сокращаясь, даёт хрусталику возможность принимать более выпуклую форму, тем самым увеличивая свою преломляющую силу.

И здесь снова нельзя не упомянуть о сложнейшем строении хрусталика: составляют его множество ниточек, которые состоят из соединённых друг с другом клеточек, а тонкие пояски связывают его с цилиарным телом. Фокусировка осуществляется под контролем головного мозга крайне быстро и на полном «автомате» — осуществить такой процесс осознанно для человека невозможно.

Значение «фотоплёнки»

Результатом фокусировки становится сосредоточение изображения на сетчатке, представляющей собой многослойную ткань, чувствительную к свету, покрывающую заднюю часть глазного яблока. В сетчатке содержится примерно 137 000 000 фоторецепторов (для сравнения можно привести современные цифровые фотоаппараты, в которых подобных сенсорных элементов не более 10 000 000). Такое громадное количество фоторецепторов обусловлено тем, что расположены они крайне плотно - примерно 400 000 на 1 мм².

Здесь не будет лишним привести слова специалиста по микробиологии Алана Л. Гиллена, говорящего в своей книге «Тело по замыслу» о сетчатке глаза, как о шедевре инженерного проектирования. Он считает, что сетчатка является самым удивительным элементом глаза, сравнимым с фотоплёнкой. Светочувствительная сетчатка, расположенная на задней стороне глазного яблока, намного тоньше целлофана (её толщина составляет не более 0,2 мм) и гораздо чувствительнее, чем любая, созданная человеком фотоплёнка. Клетки этого уникального слоя способны обрабатывать до 10 миллиардов фотонов, в то время как самый чувствительный фотоаппарат способен обработать лишь несколько их тысяч. Но ещё удивительнее то, что человеческий глаз может улавливать единицы фотонов даже в темноте.

Всего сетчатку составляют 10 слоёв фоторецепторных клеток, 6 слоёв из которых являются слоями светочувствительных клеток. 2 вида фоторецепторов имеют особую форму, по причине чего их называют колбочками и палочками. Палочки крайне восприимчивы к свету и обеспечивают глазу чёрно-белое восприятие и ночное зрение. Колбочки, в свою очередь, не так восприимчивы к свету, но способны различать цвета - оптимальная работа колбочек отмечается в дневное время суток.

Благодаря работе фоторецепторов световые лучи трансформируются в комплексы электрических импульсов и посылаются в мозг на невероятно большой скорости, а сами эти импульсы за доли секунд преодолевают свыше миллиона нервных волокон.

Связь фоторецепторных клеток в сетчатке очень сложна. Колбочки и палочки никак напрямую с мозгом не связаны. Получив сигнал, они переадресовывают его биполярным клеткам, а те перенаправляют уже обработанные собою сигналы ганглиозным клеткам, более миллиона аксонов (нейритов, по которым передаются нервные импульсы) которых составляют единый зрительный нерв, по которому данные и поступают в мозг.

Два слоя промежуточных нейронов, до того как зрительные данные будут отправлены в мозг, способствуют параллельной обработке этой информации шестью уровнями восприятия, находящимися в сетчатке глаза. Необходимо это для того чтобы изображения распознавались как можно быстрее.

Восприятие мозга

После того как обработанная зрительная информация поступает в мозг, он начинает её сортировку, обработку и анализ, а также формирует цельное изображение из отдельных данных. Конечно же, о работе человеческого мозга ещё много чего неизвестно, однако даже того, что научный мир может предоставить сегодня, вполне достаточно, чтобы поразиться.

При помощи двух глаз формируются две «картинки» мира, который окружает человека - по одной на каждую сетчатку. Обе «картинки» передаются в мозг, и в действительности человек видит два изображения в одно и то же время. Но как?

А дело вот в чём: точка сетчатки одного глаза точно соответствует точке сетчатки другого, а это говорит о том, чтоб оба изображения, попадая в мозг, могут накладываться друг на друга и сочетаться вместе для получения единого изображения. Информация, полученная фоторецепторами каждого из глаз, сходится в зрительной коре головного мозга, где и появляется единое изображение.

По причине того, что у двух глаз может быть разная проекция, могут наблюдаться и некоторые несоответствия, однако мозг сопоставляет и соединяет изображения таким образом, что человек никаких несоответствий не ощущает. Мало того - эти несоответствия могут быть использованы с целью получения чувства пространственной глубины.

Как известно, из-за преломления света зрительные образы, поступающие в мозг, изначально являются очень маленькими и перевёрнутыми, однако «на выходе» мы получаем то изображение, которое привыкли видеть.

Помимо этого в сетчатке изображение делится мозгом надвое по вертикали - через линию, которая проходит через ямку сетчатки. Левые части изображений, полученных обоими глазами, перенаправляются в , а правые части - в левое. Так, каждое из полушарий смотрящего человека получает данные только от одной части того, что он видит. И снова - «на выходе» мы получаем цельное изображение без каких бы то ни было следов соединения.

Разделение изображений и крайне сложные оптические пути делают так, что мозг видит отдельно каждым из своих полушарий с использованием каждого из глаз. Это позволяет ускорить обработку потока входящей информации, а также обеспечивает зрение одним глазом, если вдруг человек по какой-либо причине перестаёт видеть другим.

Можно заключить, что мозг в процессе обработки зрительной информации убирает «слепые» пятна, искажения из-за микродвижений глаз, морганий, угла зрения и т.п., предлагая своему хозяину адекватное целостное изображение наблюдаемого.

Ещё одним из важных элементов зрительной системы является . Умалять значение этого вопроса никак нельзя, т.к. чтобы вообще иметь возможность использовать зрение должным образом мы должны уметь поворачивать глаза, поднимать их, опускать, короче говоря - двигать глазами.

Всего можно выделить 6 внешних мышц, которые соединяются с внешней поверхностью глазного яблока. К этим мышцам относятся 4 прямые (нижняя, верхняя, боковая и средняя) и 2 косые (нижняя и верхняя).

В тот момент, когда какая-либо из мышц сокращается, мышца, являющаяся для неё противоположной, расслабляется - это обеспечивает ровное движение глаз (в противном случае все движения глазами осуществлялись бы рывками).

При повороте двух глаз автоматически изменяется движение всех 12 мышц (по 6 мышц на каждый глаз). И примечательно то, что процесс этот является непрерывным и очень хорошо скоординированным.

По словам знаменитого офтальмолога Питера Джени, контроль и координация связи органов и тканей с центральной нервной системой посредством нервов (это называется иннервацией) всех 12 глазных мышц представляет собой один из очень сложных процессов, происходящих в мозге. Если же добавить к этому точность перенаправления взора, плавность и ровность движений, скорость, с которой может вращаться глаз (а она составляет в сумме до 700° в секунду), и соединить всё это, мы получим на самом деле феноменальную по части исполнения подвижную глазную систему. А то, что человек имеет два глаза, делает её ещё более сложной - при синхронном движении глаз необходима одинаковая мускульная иннервация.

Мышцы, которые вращают глаза, отличны от мышц скелета, т.к. их составляет множество всевозможных волокон, а контролируются они ещё большим числом нейронов, иначе точность движений стала бы невозможной. Данные мышцы можно назвать уникальными ещё и потому, что они способны быстро сокращаться и практически не устают.

Учитывая то, что глаз - это один из наиболее важных органов человеческого организма, он нуждается в непрерывном уходе. Именно для этого как раз и предусмотрена, если так можно назвать, «интегрированная система очистки», которая состоит из бровей, век, ресниц и слёзных желёз.

При помощи слёзных желёз регулярно производится липкая жидкость, с медленной скоростью движущаяся вниз по внешней поверхности глазного яблока. Эта жидкость смывает различный сор (пыль и т.п.) с роговицы, после чего входит во внутренний слёзный канал и затем стекает по носовому каналу, выводясь из организма.

В слезах содержится очень сильное антибактериальное вещество, уничтожающее вирусы и бактерии. Веки выполняют функцию стеклоочистителей - они очищают и увлажняют глаза благодаря непроизвольному морганию с интервалом в 10-15 секунд. Вместе с веками работают ещё и ресницы, предотвращая попадание в глаз любого сора, грязи, микробов и т.п.

Если бы веки не выполняли свою функцию, глаза человека постепенно бы засохли и покрылись рубцами. Если бы не было слёзного протока, глаза бы постоянно заливались слёзной жидкостью. Если бы человек не моргал, в его глаза попадал бы мусор, и он мог бы даже ослепнуть. Вся «очистительная система» должна включать в себя работу всех элементов без исключения, в противном случае она просто перестала бы функционировать.

Глаза как показатель состояния

Глаза человека способны передавать немало информации в процессе его взаимодействия с другими людьми и окружающим миром. Глаза могут излучать любовь, гореть от гнева, отражать радость, страх или беспокойство, или усталости. Глаза показывают, куда смотрит человек, заинтересован он в чём-либо или же нет.

Например, когда люди закатывают глаза, беседуя с кем-то, это можно расценивать совершенно иначе, нежели обычный взгляд, направленный вверх. Большие глаза у детей вызывают у окружающих восторг и умиление. А состояние зрачков отражает то состояние сознания, в котором в данный момент времени находится человек. Глаза - это показатель жизни и смерти, если уж говорить в глобальном смысле. Наверное, именно по этой причине их называют «зеркалом» души.

Вместо заключения

В этом уроке мы с вами рассмотрели устройство зрительной системы человека. Естественно, мы упустили немало деталей (сама по себе эта тема очень объёмна и вместить её в рамки одного урока проблематично), но всё же постарались донести материал так, чтобы вы имели чёткое представление о том, КАК видит человек.

Вы не могли не заметить, что как сложность, так и возможности глаза позволяют этому органу многократно превосходить даже самые современные технологии и научные разработки. Глаз является наглядной демонстрацией сложности инженерии в огромном количестве нюансов.

Но знать об устройстве зрения - это, конечно же, хорошо и полезно, однако наиболее важно знать о том, как зрение можно восстанавливать. Дело в том, что и образ жизни человека, и условия, в которых он живёт, и некоторые другие факторы (стрессы, генетика, вредные привычки, заболевания и многое другое) - всё это нередко способствует тому, что с годами зрение может ухудшаться, т.е. зрительная система начинает давать сбои.

Но ухудшение зрения в большинстве случаев не является необратимым процессом - зная определённые методики, данный процесс можно повернуть вспять, и сделать зрение, если уж и не таким, как у младенца (хотя иногда возможно и это), то хорошим настолько, насколько вообще это возможно для каждого отдельно взятого человека. Поэтому следующий урок нашего курса по развитию зрения будет посвящён методам восстановления зрения.

Зрите в корень!

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Глаз человека – это парный орган, обеспечивающий функцию зрения. Свойства глаза разделяются на физиологические и оптические , потому изучаются физиологической оптикой – наукой, находящейся на стыке биологии и физики.

Глаз по форме напоминает шар, поэтому его называют глазным яблоком .

В черепе имеется глазница – место расположения глазного яблока. Значительная его поверхность защищена там от повреждений.

Глазодвигательные мышцы обеспечивают двигательную способность глазного яблока. Постоянное увлажнение глаза, создающее тонкую защитную пленку, обеспечивается слезными железами.

Строение глаза человека – схема

Структурные части глаза

Информация, которую получает глаз, – это свет , отраженный от предметов. Конечный этап – это информация, поступающая в мозг, который, собственно и “видит” предмет. Между ними находится глаз – непостижимое чудо, сотворенное природой.

Фото с описанием

Первая поверхность, на которую попадает свет, – . Это “линза”, преломляющая падающий свет. Наподобие этого природного шедевра сконструированы части различных оптических приборов, например, фотоаппаратов. Роговица, имеющая сферическую поверхность, фокусирует все лучи в одной точке.

Но до окончательного этапа световым лучам приходится пройти длинный путь:

1. Свет проходит сначала переднюю камеру с бесцветной жидкостью.
2. Лучи падают на , определяющую цвет глаз.
3. Лучи проходят затем через – отверстие, находящееся в центре радужной оболочки. Боковые мышцы способны расширять или сужать зрачок в зависимости от внешних обстоятельств. Слишком яркий свет может глазу навредить, поэтому зрачок сужается. В темноте – расширяется. Диаметр зрачка реагирует не только на степень освещенности, но и на различные эмоции. Например, у человека, испытывающего страх или боль, зрачки становятся больше. Эта функция называется адаптацией .
4. В задней камере расположено следующее чудо – хрусталик . Это биологическая двояковыпуклая линза, задача которой – сфокусировать лучи на сетчатке, выполняющей роль экрана. Но, если стеклянная линза имеет постоянные размеры, то радиусы хрусталика имеют возможность изменяться при сжатии и расслаблении окружающих мышц. Эта функция называется аккомодацией . Заключается она в способности видеть резко, как удаленные, так и близкие предметы, меняя радиусы хрусталика.
5. Между хрусталиком и сетчаткой пространство занято стекловидным телом . Лучи проходят сквозь него спокойно, благодаря его прозрачности. Стекловидное тело помогает сохранять форму глаза.
6. Изображение предмета отображается на сетчатке , но в перевернутом виде. Таким оно получается из-за строения “оптической схемы” прохождения лучей света. В сетчатке эта информация перекодируется в электромагнитные импульсы, после чего они обрабатываются мозгом, переворачивающим изображение.

Таково внутреннее строение глаза и путь светового потока внутри него.

Видео:

Оболочки глаза

В глазном яблоке имеется три оболочки:

1. Фиброзная – является наружной. Защищает, придает глазу форму. На ней крепятся мышцы.

Состав :

• – передняя часть. Являясь прозрачной, пропускает внутрь глаза лучи.
• Склера белого цвета – задняя поверхность.

2. Сосудистая оболочка глаза – ее строение и функции можно увидеть на рисунке выше. Является средней “прослойкой”. Кровеносные сосуды, имеющиеся в ней, обеспечивают кровоснабжение и питание.

Состав сосудистой оболочки:

• Радужка – отдел, находящийся спереди, в центре его расположен зрачок. Цвет глаз зависит от содержания в радужной оболочке пигмента меланина. Чем больше меланина, тем темнее цвет. Содержащиеся в радужке гладкие мышцы изменяют размер зрачка;
• Ресничное тело. За счет мышц изменяет кривизну поверхностей хрусталика;
• Сама сосудистая оболочка – находится сзади. Пронизана множеством мелких кровеносных сосудов.

1. Сетчатка – является внутренней оболочкой. Строение сетчатки глаза человека весьма специфично.

Она имеет несколько слоев, обеспечивающих разные функции, основная из которых – восприятие света .

Содержит палочки и колбочки – светочувствительные рецепторы. Функционируют рецепторы по-разному в зависимости от времени дня или освещения в помещении. Ночь – это время палочек, днем активизируются колбочки.

Веко

Хотя веки и не входят в состав зрительного органа, рассматривать их имеет смысл только в совокупности.

Назначение и строение века глаза:

1. Внешний вид

Веко состоит из мышц, покрытых кожей, с ресницами на краю.

1. Назначение

Основная цель – это защита глаза от агрессивной внешней среды, а также постоянное увлажнение.

1. Функционирование

Благодаря наличию мышц веко может легко двигаться. При регулярном смыкании верхнего и нижнего века совершается увлажнение глазного яблока.

Веко состоит из нескольких элементов:

• наружная кожно-мышечная ткань;
• хрящ, служащий для поддержания века;
• конъюнктива, представляющая собой слизистую ткань и имеющая слезные железы.

Нетрадиционная медицина

Одним из методов нетрадиционной медицины, основанной на строении глаза, является иридодиагностика. Схема радужной оболочки помогает врачу поставить диагноз при различных заболеваниях в организме:

Такой анализ основан на предположении, что разные органы и участки тела человека соответствуют определенным областям на радужной оболочке. Если орган заболел, то это отражается на соответствующем участке. По этим изменениям можно узнать диагноз.

Значение зрения в нашей жизни трудно переоценить. Чтобы оно и дальше служило нам, необходимо ему помогать: носить очки для коррекции зрения, если это требуется, и солнцезащитные очки при ярком солнце. Важно понимать, что со временем происходят возрастные изменения, которые можно задержать только .

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.