Устройството и функциите на зрителните органи на човека. Очна ябълка и спомагателен апарат. Преминаване на светлина през окото. Средства за защита на очите. Структура и функции на слоевете на ретината Структура на очната ябълка

Леща и стъкловидно тяло. Тяхната комбинация се нарича диоптричен апарат. При нормални условия светлинните лъчи се пречупват от зрителната цел от роговицата и лещата, така че лъчите се фокусират върху ретината. Силата на пречупване на роговицата (основният пречупващ елемент на окото) е 43 диоптъра. Изпъкналостта на лещата може да варира, а нейната пречупваща сила варира между 13 и 26 диоптъра. Благодарение на това лещата осигурява настаняване на очната ябълка към обекти, разположени на близко или далечно разстояние. Когато например светлинни лъчи от отдалечен обект навлязат в нормално око (с отпуснат цилиарен мускул), целта се появява на фокус върху ретината. Ако окото е насочено към близък обект, те се фокусират зад ретината (т.е. изображението върху него се размазва), докато не настъпи акомодация. Цилиарният мускул се свива, отслабвайки напрежението на влакната на пояса; Кривината на лещата се увеличава и в резултат на това изображението се фокусира върху ретината.

Роговицата и лещата заедно образуват изпъкнала леща. Светлинните лъчи от обект преминават през възловата точка на лещата и образуват обърнат образ върху ретината, както при фотоапарат. Ретината може да се сравни с фотографския филм, тъй като и двете записват визуални изображения. Ретината обаче е много по-сложна. Той обработва непрекъсната последователност от изображения и също така изпраща съобщения до мозъка за движенията на визуални обекти, заплашителни знаци, периодични промени в светлината и тъмнината и други визуални данни за външната среда.

Въпреки че оптичната ос на човешкото око минава през възловата точка на лещата и точката на ретината между фовеята и оптичния диск (фиг. 35.2), окуломоторната система ориентира очната ябълка към област на обекта, наречена фиксация точка. От тази точка лъч светлина преминава през възловата точка и се фокусира в централната фовеа; така тя се движи по зрителната ос. Лъчите от други части на обекта се фокусират в областта на ретината около централната фовея (фиг. 35.5).

Фокусирането на лъчите върху ретината зависи не само от лещата, но и от ириса. Ирисът действа като диафрагма на камерата и регулира не само количеството светлина, навлизащо в окото, но, което е по-важно, дълбочината на зрителното поле и сферичната аберация на лещата. С намаляване на диаметъра на зеницата дълбочината на зрителното поле се увеличава и светлинните лъчи се насочват през централната част на зеницата, където сферичната аберация е минимална. Промените в диаметъра на зеницата възникват автоматично (т.е. рефлекторно), когато окото се приспособи (акомодира), за да изследва близки обекти. Следователно, по време на четене или други очни дейности, включващи разпознаване на малки обекти, качеството на изображението се подобрява от оптичната система на окото.

Друг фактор, който влияе върху качеството на изображението, е разсейването на светлината. Минимизира се чрез ограничаване на светлинния лъч, както и абсорбцията му от пигмента на хороидеята и пигментния слой на ретината. В това отношение окото отново прилича на фотоапарат. Там също се предотвратява разсейването на светлината чрез ограничаване на снопа лъчи и поглъщането му от черна боя, покриваща вътрешната повърхност на камерата.

Фокусирането на изображението се нарушава, ако размерът на зеницата не съответства на пречупващата сила на диоптъра. При късогледство (миопия) изображенията на отдалечени обекти се фокусират пред ретината, без да я достигат (фиг. 35.6). Дефектът се коригира с помощта на вдлъбнати лещи. Обратно, при хиперметропия (далечегледство) изображенията на отдалечени обекти се фокусират зад ретината. За отстраняване на проблема са необходими изпъкнали лещи (фиг. 35.6). Наистина изображението може временно да се фокусира поради акомодация, но това води до умора на цилиарните мускули и умора на очите. При астигматизъм възниква асиметрия между радиусите на кривина на повърхностите на роговицата или лещата (а понякога и на ретината) в различни равнини. За корекция се използват лещи със специално подбрани радиуси на кривина.

Еластичността на лещата постепенно намалява с възрастта. Ефективността на акомодацията му намалява при гледане на близки предмети (пресбиопия). В млада възраст силата на пречупване на лещата може да варира в широк диапазон, до 14 диоптъра. До 40-годишна възраст този диапазон намалява наполовина, а след 50 години - до 2 диоптъра и по-малко. Пресбиопията се коригира с изпъкнали лещи.

Човешкото око е забележително постижение на еволюцията и отличен оптичен инструмент. Прагът на чувствителност на окото е близо до теоретичната граница поради квантовите свойства на светлината, по-специално дифракцията на светлината. Обхватът на интензитетите, възприемани от окото, е, че фокусът може да се движи бързо от много късо разстояние до безкрайност.
Окото е система от лещи, която формира обърнат реален образ върху светлочувствителна повърхност. Очната ябълка има приблизително сферична форма с диаметър около 2,3 см. Външната му обвивка представлява почти влакнест непрозрачен слой, т.нар склера. Светлината навлиза в окото през роговицата, която е прозрачната мембрана на външната повърхност на очната ябълка. В центъра на роговицата има цветен пръстен - ирис (ирис)с ученикпо средата. Те действат като диафрагма, регулирайки количеството светлина, навлизащо в окото.
Лещие леща, състояща се от влакнест прозрачен материал. Неговата форма и следователно фокусното разстояние могат да се променят с помощта на цилиарни мускулиочна ябълка. Пространството между роговицата и лещата е изпълнено с водниста течност и се нарича предна камера. Зад лещата има прозрачно желеобразно вещество, наречено стъкловидно тяло.
Вътрешната повърхност на очната ябълка е покрита ретината, който съдържа множество нервни клетки - зрителни рецептори: пръчици и конуси,които реагират на визуална стимулация чрез генериране на биопотенциали. Най-чувствителната област на ретината е жълто петно, който съдържа най-голям брой зрителни рецептори. Централната част на ретината съдържа само гъсто опаковани конуси. Окото се върти, за да изследва обекта, който се изучава.

Ориз. 1.Човешко око

Рефракция в окото

Окото е оптическият еквивалент на конвенционалната фотографска камера. Има система от лещи, апертурна система (зеница) и ретина, върху която се улавя изображението.

Системата от лещи на окото се състои от четири пречупващи среди: роговица, водна камера, леща и стъклено тяло. Показателите им на пречупване не се различават съществено. Те са 1,38 за роговицата, 1,33 за водната камера, 1,40 за лещата и 1,34 за стъкловидното тяло (фиг. 2).

Ориз. 2.Окото като система от пречупващи среди (числата са индекси на пречупване)

Светлината се пречупва в тези четири пречупващи повърхности: 1) между въздуха и предната повърхност на роговицата; 2) между задната повърхност на роговицата и водната камера; 3) между водната камера и предната повърхност на лещата; 4) между задната повърхност на лещата и стъкловидното тяло.
Най-силно пречупване се получава на предната повърхност на роговицата. Роговицата има малък радиус на кривина, а индексът на пречупване на роговицата се различава най-много от индекса на пречупване на въздуха.
Силата на пречупване на лещата е по-малка от тази на роговицата. Той представлява около една трета от общата пречупваща сила на системите от лещи на окото. Причината за тази разлика е, че течностите около лещата имат индекси на пречупване, които не се различават значително от индекса на пречупване на лещата. Ако лещата се извади от окото, заобиколена от въздух, тя има индекс на пречупване почти шест пъти по-голям, отколкото в окото.

Обективът изпълнява много важна функция. Кривината му може да се променя, което осигурява фино фокусиране върху обекти, разположени на различни разстояния от окото.

Намалено око

Умалено око е опростен модел на истинско око. Тя схематично представя оптичната система на нормалното човешко око. Редуцираното око е представено от една леща (една пречупваща среда). В намаленото око всички пречупващи повърхности на истинското око се сумират алгебрично, за да образуват една пречупваща повърхност.
Намаленото око позволява прости изчисления. Общата сила на пречупване на средата е почти 59 диоптъра, когато лещата е адаптирана за виждане на отдалечени обекти. Централната точка на намаленото око се намира на 17 милиметра пред ретината. Лъч от всяка точка на обекта влиза в намаленото око и преминава през централната точка без пречупване. Точно както стъклената леща формира изображение върху лист хартия, системата от лещи на окото формира изображение върху ретината. Това е умалено, реално, обърнато изображение на обект. Мозъкът формира възприятието на обект в изправено положение и в реален размер.

Настаняване

За да се види ясно даден обект, е необходимо след пречупването на лъчите да се образува изображение върху ретината. Промяната на силата на пречупване на окото за фокусиране на близки и далечни обекти се нарича настаняване.
Най-отдалечената точка, към която се фокусира окото, се нарича най-отдалечената точкавидения - безкрайност. В този случай паралелните лъчи, влизащи в окото, се фокусират върху ретината.
Един обект се вижда в детайли, когато е поставен възможно най-близо до окото. Минимално разстояние за ясно виждане – около 7 смс нормално зрение. В този случай апаратът за настаняване е в най-напрегнато състояние.
Точка, разположена на разстояние 25 см, Наречен точка най-добра визия, тъй като в този случай всички детайли на въпросния обект се виждат без максимално натоварване на акомодационния апарат, в резултат на което окото може да не се уморява дълго време.
Ако окото е фокусирано върху обект в близка точка, то трябва да коригира фокусното си разстояние и да увеличи пречупващата си сила. Този процес се осъществява чрез промени във формата на лещата. Когато даден обект се доближи до окото, формата на лещата се променя от умерено изпъкнала форма на леща до изпъкнала форма на леща.
Лещата е образувана от влакнесто желеобразно вещество. Той е заобиколен от здрава гъвкава капсула и има специални връзки, преминаващи от ръба на лещата до външната повърхност на очната ябълка. Тези връзки са постоянно напрегнати. Формата на лещата се променя цилиарен мускул. Съкращаването на този мускул намалява напрежението на капсулата на лещата, тя става по-изпъкнала и поради естествената еластичност на капсулата придобива сферична форма. Обратно, когато цилиарният мускул е напълно отпуснат, пречупващата сила на лещата е най-слаба. От друга страна, когато цилиарният мускул е в максимално свито състояние, силата на пречупване на лещата става най-голяма. Този процес се контролира от централната нервна система.

Ориз. 3.Акомодация в нормално око

Пресбиопия

Силата на пречупване на лещата може да се увеличи от 20 диоптъра до 34 диоптъра при деца. Средната акомодация е 14 диоптъра. В резултат на това общата сила на пречупване на окото е почти 59 диоптъра, когато окото е акомодирано за виждане на разстояние, и 73 диоптъра при максимална акомодация.
С напредване на възрастта лещата става по-дебела и по-малко еластична. Следователно способността на лещата да променя формата си намалява с възрастта. Силата на акомодация намалява от 14 диоптъра при дете до по-малко от 2 диоптъра на възраст между 45 и 50 години и става 0 на възраст 70 години. Следователно обективът почти не се приспособява. Това нарушение на акомодацията се нарича сенилно далекогледство. Очите винаги са фокусирани на постоянно разстояние. Те не могат да поемат както близко, така и далечно виждане. Следователно, за да вижда ясно на различни разстояния, старият човек трябва да носи бифокални очила с горен сегмент, фокусиран за зрение на разстояние, а долният сегмент, фокусиран за близко зрение.

Рефракционни грешки

Еметропия . Смята се, че окото ще бъде нормално (еметропно), ако паралелни светлинни лъчи от отдалечени обекти се фокусират в ретината, когато цилиарният мускул е напълно отпуснат. Такова око ясно вижда отдалечени обекти, когато цилиарният мускул е отпуснат, тоест без настаняване. Когато фокусирате обекти на близки разстояния, цилиарният мускул се свива в окото, осигурявайки подходяща степен на акомодация.

Ориз. 4.Пречупване на успоредни светлинни лъчи в човешкото око.

Хиперметропия (хиперметропия). Хиперметропията е известна още като далекогледство. Причинява се или от малкия размер на очната ябълка, или от слабата пречупваща сила на системата от очни лещи. При такива условия паралелните светлинни лъчи не се пречупват достатъчно от системата от лещи на окото, за да може фокусът (и следователно изображението) да бъде върху ретината. За да се преодолее тази аномалия, цилиарният мускул трябва да се свие, увеличавайки оптичната сила на окото. Следователно, далекогледият човек е в състояние да фокусира отдалечени обекти върху ретината, използвайки механизма на акомодация. Няма достатъчно сила на акомодация, за да видите по-близки обекти.
С малък резерв от акомодация, далекогледият човек често не е в състояние да приспособи окото достатъчно, за да фокусира не само близки, но дори и далечни обекти.
За да се коригира далекогледството, е необходимо да се увеличи пречупващата сила на окото. За целта се използват изпъкнали лещи, които добавят пречупваща сила към силата на оптичната система на окото.

късогледство . При миопия (или късогледство) паралелните светлинни лъчи от отдалечени обекти се фокусират пред ретината, въпреки факта, че цилиарният мускул е напълно отпуснат. Това се случва поради твърде дългата очна ябълка, както и поради високата пречупваща сила на оптичната система на окото.
Няма механизъм, чрез който окото може да намали силата на пречупване на своята леща по-малко, отколкото е възможно при пълна релаксация на цилиарния мускул. Процесът на настаняване води до влошаване на зрението. Следователно, човек с миопия не може да фокусира отдалечени обекти върху ретината. Изображението може да се фокусира само ако обектът е достатъчно близо до окото. Следователно, човек с миопия има ограничен обхват на ясно зрение.
Известно е, че лъчите, преминаващи през вдлъбната леща, се пречупват. Ако силата на пречупване на окото е твърде голяма, както при късогледство, понякога може да се неутрализира от вдлъбната леща. Използвайки лазерна технология, също е възможно да се коригира прекомерната изпъкналост на роговицата.

Астигматизъм . При астигматично око пречупващата повърхност на роговицата не е сферична, а елипсоидална. Това се случва поради твърде голяма кривина на роговицата в една от нейните равнини. В резултат на това светлинните лъчи, преминаващи през роговицата в една равнина, не се пречупват толкова, колкото лъчите, преминаващи през нея в друга равнина. Те не се събират в общ фокус. Астигматизмът не може да бъде компенсиран от окото чрез акомодация, но може да бъде коригиран с помощта на цилиндрична леща, която ще коригира грешката в една от равнините.

Корекция на оптични аномалии с контактни лещи

Напоследък пластмасовите контактни лещи се използват за коригиране на различни зрителни аномалии. Те са поставени срещу предната повърхност на роговицата и са закрепени от тънък слой сълзи, който запълва пространството между контактната леща и роговицата. Твърдите контактни лещи са изработени от твърда пластмаса. Размерите им са 1 ммна дебелина и 1 смв диаметър. Има и меки контактни лещи.
Контактните лещи заместват роговицата като външна повърхност на окото и почти напълно премахват частта от пречупващата сила на окото, която обикновено се появява на предната повърхност на роговицата. При използване на контактни лещи предната повърхност на роговицата не играе съществена роля в пречупването на окото. Предната повърхност на контактната леща започва да играе основна роля. Това е особено важно при хора с необичайно оформена роговица.
Друга особеност на контактните лещи е, че като се въртят с окото, те осигуряват по-широка област на ясно зрение от обикновените очила. Освен това са по-удобни за използване от хора на изкуството, спортисти и др.

Зрителна острота

Способността на човешкото око да вижда ясно фините детайли е ограничена. Нормалното око може да различи различни точкови източници на светлина, разположени на разстояние от 25 дъгови секунди. Тоест, когато светлинните лъчи от две отделни точки влизат в окото под ъгъл от повече от 25 секунди между тях, те се виждат като две точки. Гредите с по-малко ъглово разстояние не могат да бъдат разграничени. Това означава, че човек с нормална зрителна острота може да различи две светлинни точки на разстояние 10 метра, ако са на 2 милиметра една от друга.

Ориз. 7.Максимална зрителна острота за двуточкови светлинни източници.

Наличието на тази граница се осигурява от структурата на ретината. Средният диаметър на рецепторите в ретината е почти 1,5 микрометра. Човек обикновено може да различи две отделни точки, ако разстоянието между тях в ретината е 2 микрометра. По този начин, за да се направи разлика между два малки обекта, те трябва да възбудят два различни конуса. Между тях ще има поне 1 невъзбуден конус.

Окото е единственият човешки орган, който има оптически прозрачни тъкани, които иначе се наричат ​​оптична среда на окото. Благодарение на тях светлинните лъчи преминават в окото и човек получава възможност да вижда. Нека се опитаме да разберем в най-примитивната форма структурата на оптичния апарат на органа на зрението.

Окото има сферична форма. Заобиколен е от туника албугинеа и роговицата. Tunica albuginea се състои от плътни снопчета преплетени влакна, тя е бяла и непрозрачна. В предната част на очната ябълка роговицата се „вмъква“ в tunica albuginea почти по същия начин като часовниково стъкло в рамка. Той има сферична форма и най-важното е напълно прозрачен. Светлинните лъчи, попадащи в окото, първо преминават през роговицата, която силно ги пречупва.

След роговицата светлинният лъч преминава през предната камера на окото - пространство, изпълнено с безцветна прозрачна течност. Дълбочината му е средно 3 милиметра. Задната стена на предната камера е ирисът, който придава цвят на окото, в центъра му има кръгъл отвор - зеница. При преглед на окото ни изглежда черно. Благодарение на мускулите, вградени в ириса, зеницата може да променя ширината си: да се стеснява на светлина и да се разширява на тъмно. Това е като диафрагма на фотоапарат, която автоматично предпазва окото от навлизането на голямо количество светлина при ярка светлина и, обратно, при слаба светлина, разширявайки се, помагайки на окото да улови дори слабите светлинни лъчи. След като премине през зеницата, светлинният лъч попада в своеобразно образувание, наречено леща. Лесно е да си представите - това е лещовидно тяло, напомнящо обикновена лупа. Светлината може да преминава свободно през лещата, но същевременно се пречупва по същия начин, както според законите на физиката се пречупва светлинен лъч, преминаващ през призма, т.е. отклонява се към основата.

Можем да си представим лещата като две призми, съединени в основата. Лещата има още една изключително интересна характеристика: тя може да променя своята кривина. Тънки нишки, наречени зонули от канела, са прикрепени по ръба на лещата, които в другия си край са слети с цилиарния мускул, разположен зад корена на ириса. Лещата има тенденция да придобие сферична форма, но това се предотвратява от разтегнати връзки. Когато цилиарният мускул се свие, връзките се отпускат и лещата става по-изпъкнала. Промяната в кривината на лещата не остава без ефект върху зрението, тъй като светлинните лъчи във връзка с това променят степента на пречупване. Това свойство на лещата да променя своята кривина, както ще видим по-долу, е много важно за зрителния акт.

След лещата светлината преминава през стъкловидното тяло, което изпълва цялата кухина на очната ябълка. Стъкловидното тяло се състои от тънки влакна, между които има безцветна прозрачна течност с висок вискозитет; тази течност прилича на разтопено стъкло. От тук идва и името му – стъкловидно тяло.

Светлинните лъчи, преминавайки през роговицата, предната камера, лещата и стъкловидното тяло, попадат върху светлочувствителната ретина (ретина), която е най-сложната от всички мембрани на окото. Външната част на ретината има слой от клетки, които под микроскоп изглеждат като пръчици и колбички. Централната част на ретината съдържа предимно конуси, които играят основна роля в процеса на най-ясното, отчетливо зрение и цветово усещане. По-нататък от центъра на ретината започват да се появяват пръчки, чийто брой нараства към периферните области на ретината. Конусите, напротив, колкото по-далеч от центъра, толкова по-малко стават. Учените изчисляват, че човешката ретина съдържа 7 милиона колбички и 130 милиона пръчици. За разлика от конусите, които работят на светлина, пръчките започват да „работят“ при слаба светлина и на тъмно. Пръчките са много чувствителни дори към малки количества светлина и следователно позволяват на човек да се ориентира в тъмното.

Как протича процесът на зрението? Светлинните лъчи, попадащи върху ретината, предизвикват сложен фотохимичен процес, който води до дразнене на пръчиците и колбичките. Това дразнене се предава през ретината до слоя нервни влакна, които изграждат зрителния нерв. Оптичният нерв преминава през специален отвор в черепната кухина. Тук зрителните влакна изминават дълъг и сложен път и в крайна сметка завършват в тилната кора. Тази зона е най-висшият визуален център, в който се пресъздава зрителен образ, който точно съответства на съответния обект.

Зрението е каналът, чрез който човек получава приблизително 70% от всички данни за света, който го заобикаля. И това е възможно само поради причината, че човешкото зрение е една от най-сложните и удивителни визуални системи на нашата планета. Ако нямаше визия, най-вероятно всички просто щяхме да живеем в тъмнината.

Човешкото око има перфектна структура и осигурява зрение не само цветно, но и триизмерно и с най-висока острота. Той има способността незабавно да променя фокуса на различни разстояния, да регулира обема на входящата светлина, да прави разлика между огромен брой цветове и още по-голям брой нюанси, да коригира сферични и хроматични аберации и т.н. Очният мозък е свързан с шест нива на ретината, в които данните преминават през етап на компресия дори преди информацията да бъде изпратена до мозъка.

Но как работи нашето зрение? Как да трансформираме цвета, отразен от обектите, в изображение чрез подобряване на цвета? Ако се замислите сериозно върху това, можете да заключите, че структурата на човешката зрителна система е „обмислена“ до най-малкия детайл от Природата, която я е създала. Ако предпочитате да вярвате, че Създателят или някоя Висша сила е отговорна за създаването на човека, тогава можете да припишете тази заслуга на тях. Но нека не разбираме, а да продължим да говорим за структурата на зрението.

Огромно количество детайли

Структурата на окото и неговата физиология могат откровено да се нарекат наистина идеални. Помислете сами: двете очи са разположени в костните кухини на черепа, които ги предпазват от всякакви повреди, но те излизат от тях по такъв начин, че да осигурят възможно най-широк хоризонтален поглед.

Разстоянието на очите едно от друго осигурява пространствена дълбочина. А самите очни ябълки, както е известно със сигурност, имат сферична форма, поради което могат да се въртят в четири посоки: наляво, надясно, нагоре и надолу. Но всеки от нас приема всичко това за даденост - малко хора си представят какво би се случило, ако очите ни бяха квадратни или триъгълни или движението им беше хаотично - това би направило зрението ограничено, хаотично и неефективно.

И така, структурата на окото е изключително сложна, но точно това прави възможна работата на около четири дузини от различните му компоненти. И дори ако поне един от тези елементи липсваше, процесът на виждане би престанал да се извършва, както трябва да се извършва.

За да видите колко сложно е окото, ви каним да обърнете внимание на фигурата по-долу.

Нека да поговорим за това как процесът на визуално възприятие се прилага на практика, какви елементи на зрителната система участват в това и за какво е отговорен всеки от тях.

Преминаване на светлина

Когато светлината се доближава до окото, светлинните лъчи се сблъскват с роговицата (известна още като роговица). Прозрачността на роговицата позволява светлината да преминава през нея във вътрешната повърхност на окото. Прозрачността, между другото, е най-важната характеристика на роговицата и тя остава прозрачна поради факта, че специален протеин, който съдържа, инхибира развитието на кръвоносните съдове - процес, който се случва в почти всяка тъкан на човешкото тяло. Ако роговицата не беше прозрачна, останалите компоненти на зрителната система не биха имали никакво значение.

Освен всичко друго, роговицата предотвратява навлизането на отломки, прах и всякакви химически елементи във вътрешните кухини на окото. А кривината на роговицата й позволява да пречупва светлината и да помага на лещата да фокусира светлинните лъчи върху ретината.

След като светлината премине през роговицата, тя преминава през малък отвор, разположен в средата на ириса. Ирисът е кръгла диафрагма, която се намира пред лещата точно зад роговицата. Ирисът също е елементът, който придава цвета на очите, а цветът зависи от преобладаващия пигмент в ириса. Централната дупка в ириса е зеницата, позната на всеки от нас. Размерът на този отвор може да се променя, за да се контролира количеството светлина, навлизащо в окото.

Размерът на зеницата ще се променя директно от ириса и това се дължи на уникалната му структура, тъй като се състои от два различни вида мускулна тъкан (дори тук има мускули!). Първият мускул е циркулярен компресор - той е разположен в ириса по кръгов начин. Когато светлината е ярка, тя се свива, в резултат на което зеницата се свива, сякаш се придърпва навътре от мускул. Вторият мускул е разтегателен - разположен е радиално, т.е. по радиуса на ириса, който може да се сравни със спиците на колело. При тъмно осветление този втори мускул се свива и ирисът отваря зеницата.

Мнозина все още изпитват известни трудности, когато се опитват да обяснят как се образуват горепосочените елементи на човешката зрителна система, защото във всяка друга междинна форма, т.е. на нито един еволюционен етап те просто не биха могли да работят, но човекът вижда от самото начало на своето съществуване. мистерия...

Фокусиране

Заобикаляйки горните етапи, светлината започва да преминава през лещата, разположена зад ириса. Лещата е оптичен елемент с форма на изпъкнала продълговата топка. Лещата е абсолютно гладка и прозрачна, в нея няма кръвоносни съдове, а самата тя е разположена в еластична торбичка.

Преминавайки през лещата, светлината се пречупва, след което се фокусира върху фовеята на ретината - най-чувствителното място, съдържащо максимален брой фоторецептори.

Важно е да се отбележи, че уникалната структура и състав осигуряват на роговицата и лещата висока пречупваща сила, гарантираща късо фокусно разстояние. И колко удивително е, че такава сложна система се побира само в една очна ябълка (само си помислете как би изглеждал човек, ако например беше необходим измервателен уред, за да фокусира светлинните лъчи, идващи от обекти!).

Не по-малко интересен е фактът, че комбинираната пречупваща сила на тези два елемента (роговица и леща) е в отлична корелация с очната ябълка и това може спокойно да се нарече още едно доказателство, че зрителната система е създадена просто ненадмината, т.к. процесът на фокусиране е твърде сложен, за да се говори за него като за нещо, което се е случило само чрез мутации стъпка по стъпка - еволюционни етапи.

Ако говорим за обекти, разположени близо до окото (като правило, разстоянието под 6 метра се счита за близко), тогава всичко е още по-любопитно, защото в тази ситуация пречупването на светлинните лъчи се оказва още по-силно . Това се осигурява от увеличаване на кривината на лещата. Лещата е свързана чрез цилиарни ленти с цилиарния мускул, който, когато се свие, позволява на лещата да придобие по-изпъкнала форма, като по този начин увеличава нейната пречупваща сила.

И тук отново не можем да не споменем сложната структура на лещата: тя се състои от множество нишки, които се състоят от клетки, свързани помежду си, а тънки колани я свързват с цилиарното тяло. Фокусирането се извършва под контрола на мозъка изключително бързо и напълно „автоматично“ - невъзможно е човек да извърши такъв процес съзнателно.

Значение на "филм за камера"

Фокусирането води до фокусиране на изображението върху ретината, която е многопластова светлочувствителна тъкан, покриваща задната част на очната ябълка. Ретината съдържа приблизително 137 000 000 фоторецептора (за сравнение можем да цитираме съвременните цифрови фотоапарати, които имат не повече от 10 000 000 такива сензорни елемента). Такъв огромен брой фоторецептори се дължи на факта, че те са разположени изключително плътно - приблизително 400 000 на 1 mm².

Тук няма да е излишно да цитираме думите на микробиолога Алън Л. Гилен, който говори в книгата си „Тялото по дизайн” за ретината на окото като шедьовър на инженерния дизайн. Той смята, че ретината е най-удивителният елемент на окото, сравним с фотографския филм. Светлочувствителната ретина, разположена на гърба на очната ябълка, е много по-тънка от целофана (дебелината й е не повече от 0,2 mm) и много по-чувствителна от всеки фотографски филм, създаден от човека. Клетките на този уникален слой са способни да обработват до 10 милиарда фотона, докато най-чувствителната камера може да обработва само няколко хиляди. Но още по-удивителното е, че човешкото око може да открие няколко фотона дори на тъмно.

Общо ретината се състои от 10 слоя фоторецепторни клетки, 6 слоя от които са слоеве от светлочувствителни клетки. 2 вида фоторецептори имат специална форма, поради което се наричат ​​колбички и пръчици. Пръчките са изключително чувствителни към светлина и осигуряват на окото черно-бяло възприятие и нощно виждане. Конусите от своя страна не са толкова чувствителни към светлина, но са в състояние да различават цветовете - оптималната работа на конусите се отбелязва през деня.

Благодарение на работата на фоторецепторите, светлинните лъчи се трансформират в комплекси от електрически импулси и се изпращат до мозъка с невероятно висока скорост, а самите импулси преминават над милион нервни влакна за част от секундата.

Комуникацията на фоторецепторните клетки в ретината е много сложна. Конусите и пръчиците не са пряко свързани с мозъка. След като са получили сигнала, те го пренасочват към биполярни клетки, а те пренасочват сигналите, които вече са обработили, към ганглийни клетки, повече от милион аксони (неврити, по които се предават нервните импулси), които образуват един оптичен нерв, през който данните влизат Мозъкът.

Два слоя интерневрони, преди визуалните данни да бъдат изпратени до мозъка, улесняват паралелната обработка на тази информация от шест слоя на възприятие, разположени в ретината. Това е необходимо, за да могат изображенията да се разпознават възможно най-бързо.

Мозъчно възприятие

След като обработената визуална информация влезе в мозъка, той започва да я сортира, обработва и анализира, а също така формира цялостен образ от индивидуални данни. Разбира се, все още има много неизвестни неща за работата на човешкия мозък, но дори това, което научният свят може да предостави днес, е достатъчно, за да бъдем изумени.

С помощта на две очи се формират две „картини“ на света, който заобикаля човек - по една за всяка ретина. И двете „картини“ се предават на мозъка и в действителност човекът вижда две изображения едновременно. Но как?

Но въпросът е следният: точката на ретината на едното око точно съответства на точката на ретината на другото и това предполага, че и двете изображения, влизайки в мозъка, могат да се припокриват и да се комбинират заедно, за да се получи едно изображение. Информацията, получена от фоторецепторите във всяко око, се събира в зрителната кора, където се появява един образ.

Поради факта, че двете очи могат да имат различни проекции, може да се наблюдават някои несъответствия, но мозъкът сравнява и свързва изображенията по такъв начин, че човек да не възприема никакви несъответствия. Освен това тези несъответствия могат да се използват за получаване на усещане за пространствена дълбочина.

Както знаете, поради пречупването на светлината визуалните образи, влизащи в мозъка, първоначално са много малки и обърнати, но „на изхода“ получаваме изображението, което сме свикнали да виждаме.

Освен това в ретината изображението се разделя от мозъка на две вертикално - чрез линия, която минава през ретиналната ямка. Левите части на изображенията, получени от двете очи, се пренасочват към , а десните части се пренасочват наляво. Така всяко от полукълбата на гледащия човек получава данни само от една част от това, което вижда. И отново - „на изхода“ получаваме солидно изображение без никакви следи от връзка.

Разделянето на изображенията и изключително сложните оптични пътища правят така, че мозъкът да вижда отделно от всяко свое полукълбо, използвайки всяко от очите. Това ви позволява да ускорите обработката на потока от входяща информация, а също така осигурява визия с едното око, ако изведнъж човек по някаква причина спре да вижда с другото.

Можем да заключим, че мозъкът, в процеса на обработка на визуална информация, премахва „слепи“ петна, изкривявания, дължащи се на микродвижения на очите, мигания, зрителен ъгъл и др., предлагайки на собственика си адекватен холистичен образ на това, което е се наблюдава.

Друг важен елемент от зрителната система е. Няма как да омаловажаваме важността на този въпрос, защото... За да можем изобщо да използваме правилно зрението си, трябва да можем да обръщаме очите си, да ги повдигаме, спускаме, накратко, да движим очите си.

Общо има 6 външни мускула, които се свързват с външната повърхност на очната ябълка. Тези мускули включват 4 прави мускула (долен, горен, страничен и среден) и 2 наклонени (долен и горен).

В момента, когато някой от мускулите се свие, мускулът, който е срещу него, се отпуска - това осигурява плавно движение на очите (в противен случай всички движения на очите биха били резки).

Когато завъртите двете очи, движението на всичките 12 мускула (6 мускула във всяко око) автоматично се променя. И трябва да се отбележи, че този процес е непрекъснат и много добре координиран.

Според известния офталмолог Питър Джейни контролът и координацията на комуникацията на органите и тъканите с централната нервна система чрез нервите (това се нарича инервация) на всички 12 очни мускула е един от много сложните процеси, протичащи в мозъка. Ако към това добавим точността на пренасочване на погледа, плавността и равномерността на движенията, скоростта, с която окото може да се върти (а тя възлиза общо на до 700° в секунда) и комбинираме всичко това, всъщност ще вземете мобилно око, което е феноменално по отношение на производителността. А фактът, че човек има две очи, го прави още по-сложен - при синхронни движения на очите е необходима една и съща мускулна инервация.

Мускулите, които въртят очите, са различни от скелетните мускули, защото... те са изградени от много различни влакна и се контролират от още по-голям брой неврони, в противен случай точността на движенията би станала невъзможна. Тези мускули също могат да се нарекат уникални, тъй като те могат да се свиват бързо и практически не се уморяват.

Като се има предвид, че окото е един от най-важните органи в човешкото тяло, то се нуждае от постоянна грижа. Именно за тази цел е предвидена така да се каже „интегрирана система за почистване“, която се състои от вежди, клепачи, мигли и слъзни жлези.

Слъзните жлези редовно произвеждат лепкава течност, която бавно се движи надолу по външната повърхност на очната ябълка. Тази течност отмива различни остатъци (прах и др.) от роговицата, след което навлиза във вътрешния слъзен канал и след това се стича надолу по носния канал, като се елиминира от тялото.

Сълзите съдържат много силно антибактериално вещество, което унищожава вируси и бактерии. Клепачите играят ролята на чистачки на предното стъкло – почистват и овлажняват очите чрез неволно мигане на интервали от 10-15 секунди. Заедно с клепачите работят и миглите, които предотвратяват навлизането на остатъци, мръсотия, микроби и т.н. в окото.

Ако клепачите не изпълняват функцията си, очите на човек постепенно изсъхват и се покриват с белези. Ако нямаше слъзни канали, очите постоянно щяха да бъдат пълни със слъзна течност. Ако човек не мигаше, отломки щяха да попаднат в очите му и той дори можеше да ослепее. Цялата „система за почистване“ трябва да включва работата на всички елементи без изключение, в противен случай тя просто ще престане да функционира.

Очите като индикатор за състоянието

Очите на човек са способни да предават много информация по време на взаимодействието му с други хора и света около него. Очите могат да излъчват любов, да горят от гняв, да отразяват радост, страх или безпокойство или умора. Очите показват накъде гледа човек, дали го интересува нещо или не.

Например, когато хората въртят очи, докато говорят с някого, това може да се тълкува много различно от нормален поглед нагоре. Големите очи при децата предизвикват наслада и нежност сред околните. А състоянието на зениците отразява състоянието на съзнанието, в което човек се намира в даден момент от времето. Очите са индикатор за живот и смърт, ако говорим в глобален смисъл. Вероятно затова ги наричат ​​„огледалото” на душата.

Вместо заключение

В този урок разгледахме структурата на зрителната система на човека. Естествено, пропуснахме много подробности (самата тази тема е много обемна и е проблематично да се побере в един урок), но все пак се опитахме да предадем материала, така че да имате ясна представа КАК вижда човек.

Нямаше как да не забележите, че както сложността, така и възможностите на окото позволяват на този орган да надмине дори най-модерните технологии и научни разработки многократно. Окото е ясна демонстрация на сложността на инженерството в огромен брой нюанси.

Но познаването на структурата на зрението, разбира се, е добро и полезно, но най-важното е да знаете как може да се възстанови зрението. Факт е, че начинът на живот на човек, условията, в които живее, и някои други фактори (стрес, генетика, лоши навици, болести и много други) - всичко това често допринася за факта, че зрението може да се влоши с годините, т.е. д. зрителната система започва да работи неправилно.

Но влошаването на зрението в повечето случаи не е необратим процес - познавайки определени техники, този процес може да бъде обърнат и зрението може да се направи, ако не същото като на бебето (въпреки че това понякога е възможно), то толкова добро, колкото възможно за всеки отделен човек. Следователно следващият урок в нашия курс за развитие на зрението ще бъде посветен на методите за възстановяване на зрението.

Вижте корена!

Тествайте знанията си

Ако искате да проверите знанията си по темата на този урок, можете да направите кратък тест, състоящ се от няколко въпроса. За всеки въпрос само 1 опция може да бъде правилна. След като изберете една от опциите, системата автоматично преминава към следващия въпрос. Точките, които получавате, се влияят от правилността на вашите отговори и времето, прекарано за попълване. Моля, имайте предвид, че въпросите са различни всеки път и опциите са смесени.

Зрението е биологичен процес, който определя възприемането на формата, размера, цвета на обектите около нас и ориентацията сред тях. Това е възможно благодарение на функцията на зрителния анализатор, който включва перцептивния апарат - окото.

Функция на зрениетоне само при възприемането на светлинните лъчи. Използваме го за оценка на разстоянието, обема на обектите и визуалното възприемане на заобикалящата реалност.

Човешко око - снимка

В момента от всички човешки сетива най-голямото натоварване пада върху органите на зрението. Това се дължи на четенето, писането, гледането на телевизия и други видове информация и работа.

Устройство на човешкото око

Органът на зрението се състои от очната ябълка и спомагателния апарат, разположен в орбитата - вдлъбнатината на костите на лицевия череп.

Структурата на очната ябълка

Очната ябълка има вид на сферично тяло и се състои от три мембрани:

• Външни - фиброзни;
• среден - съдов;
• вътрешни - мрежести.

Външна фиброзна мембранав задната част образува албугинеята или склерата, а отпред преминава в роговицата, пропусклива за светлина.

Средна хориоидеянаречен така, защото е богат на кръвоносни съдове. Намира се под склерата. Предната част на тази черупка се образува Ирис, или ирис. Нарича се така заради цвета си (цвят на дъгата). Ирисът съдържа ученик- кръгъл отвор, който може да променя размера си в зависимост от интензивността на осветлението чрез вроден рефлекс. За целта в ириса има мускули, които свиват и разширяват зеницата.

Ирисът действа като диафрагма, която регулира количеството светлина, навлизащо в светлочувствителния апарат, и го предпазва от разрушаване, като регулира органа на зрението към интензитета на светлината и тъмнината. Хороидеята образува течност - влагата на камерите на окото.

Вътрешна ретина или ретина- в непосредствена близост до задната част на средната (хориоидна) мембрана. Състои се от два листа: външен и вътрешен. Външният лист съдържа пигмент, вътрешният лист съдържа фоточувствителни елементи.

Ретината очертава дъното на окото. Ако го погледнете от страната на зеницата, можете да видите белезникаво кръгло петно ​​в долната част. Това е мястото, където излиза зрителният нерв. Няма фоточувствителни елементи и затова светлинните лъчи не се възприемат, т.нар сляпо петно. Отстрани на това е жълто петно ​​(макула). Това е мястото с най-голяма зрителна острота.

Във вътрешния слой на ретината има светлочувствителни елементи - зрителни клетки. Краищата им имат формата на пръчки и конуси. Пръчицисъдържат зрителен пигмент - родопсин, конуси- йодопсин. Пръчиците възприемат светлина в условия на здрач, а шишарките възприемат цветове при доста ярка светлина.

Поредица от светлина, преминаваща през окото

Нека разгледаме пътя на светлинните лъчи през онази част от окото, която съставлява неговия оптичен апарат. Първо, светлината преминава през роговицата, водната течност на предната камера на окото (между роговицата и зеницата), зеницата, лещата (под формата на двойно изпъкнала леща), стъкловидното тяло (дебело прозрачно средно) и накрая удря ретината.

В случаите, когато светлинните лъчи, преминали през оптичните среди на окото, не се фокусират върху ретината, се развиват зрителни аномалии:

• Ако пред него - късогледство;
• ако е отзад - далекогледство.

За коригиране на късогледство се използват двойноконкавни очила, а за далекогледство - двойноизпъкнали очила.

Както вече беше отбелязано, ретината съдържа пръчици и колбички. Когато светлината ги удари, това предизвиква дразнене: възникват сложни фотохимични, електрически, йонни и ензимни процеси, които предизвикват нервна възбуда - сигнал. Той навлиза в подкоровите (квадригеминален, зрителен таламус и др.) зрителни центрове по зрителния нерв. След това се изпраща в кората на тилната част на мозъка, където се възприема като зрително усещане.

Целият комплекс от нервната система, включително светлинните рецептори, зрителните нерви и зрителните центрове в мозъка, съставлява зрителния анализатор.

Структурата на спомагателния апарат на окото

Освен очната ябълка окото включва и спомагателен апарат. Състои се от клепачите, шест мускула, които движат очната ябълка. Задната повърхност на клепачите е покрита с мембрана - конюнктива, която частично се простира върху очната ябълка. Освен това спомагателните органи на окото включват слъзния апарат. Състои се от слъзна жлеза, слъзни каналикули, торбичка и назолакримален канал.

Слъзната жлеза отделя секрет - сълзи, съдържащи лизозим, който действа пагубно на микроорганизмите. Намира се във ямката на челната кост. Неговите 5-12 тубула се отварят в пролуката между конюнктивата и очната ябълка във външния ъгъл на окото. След навлажняване на повърхността на очната ябълка, сълзите се стичат към вътрешния ъгъл на окото (до носа). Тук те се събират в отворите на слъзните каналчета, през които навлизат в слъзния сак, също разположен във вътрешния ъгъл на окото.

От торбичката, по назолакрималния канал, сълзите се насочват в носната кухина, под долната раковина (поради което понякога можете да забележите как сълзите текат от носа, докато плачете).

Хигиена на зрението

Познаването на пътищата за изтичане на сълзи от местата на образуване - слъзните жлези - ви позволява правилно да изпълнявате такова хигиенно умение като „избърсване“ на очите. В този случай движението на ръцете с чиста салфетка (за предпочитане стерилна) трябва да бъде насочено от външния ъгъл на окото към вътрешния, „избършете очите към носа“, към естествения поток на сълзите, а не срещу него, като по този начин спомага за отстраняването на чуждото тяло (прах) върху повърхността на очната ябълка.

Органът на зрението трябва да бъде защитен от чужди тела и повреди. Когато работите, където се образуват частици, трески от материали или стружки, трябва да използвате предпазни очила.

Ако зрението ви се влоши, не се колебайте и се свържете с офталмолог и следвайте неговите препоръки, за да избегнете по-нататъшно развитие на заболяването. Интензивността на осветлението на работното място трябва да зависи от вида на извършваната работа: колкото по-фини движения се извършват, толкова по-интензивно трябва да бъде осветлението. Тя не трябва да бъде нито ярка, нито слаба, а точно тази, която изисква най-малко зрително напрежение и допринася за ефективната работа.

Как да поддържаме зрителната острота

Разработени са стандарти за осветление в зависимост от предназначението на помещението и вида дейност. Количеството светлина се определя с помощта на специално устройство - луксомер. Правилността на осветлението се следи от здравната служба и администрацията на институциите и предприятията.

Трябва да се помни, че ярката светлина особено допринася за влошаването на зрителната острота. Затова трябва да избягвате да гледате без слънчеви очила към ярки източници на светлина, както изкуствени, така и естествени.

За да предотвратите влошаване на зрението поради високо напрежение на очите, трябва да следвате определени правила:

• При четене и писане е необходимо равномерно, достатъчно осветление, което не причинява умора;
• разстоянието от очите до обекта на четене, писане или малки предмети, с които сте заети, трябва да бъде около 30-35 см;
• предметите, с които работите, трябва да са разположени удобно за очите;
• Гледайте телевизионни предавания не по-близо от 1,5 метра от екрана. В този случай е необходимо да осветите стаята с помощта на скрит източник на светлина.

Не малко значение за поддържане на нормалното зрение има обогатената диета като цяло и особено витамин А, който се съдържа в изобилие в животинските продукти, морковите и тиквата.

Премереният начин на живот, включително правилното редуване на работа и почивка, храненето, изключвайки лошите навици, включително пушенето и пиенето на алкохолни напитки, значително допринася за запазването на зрението и здравето като цяло.

Хигиенните изисквания за запазване на органа на зрението са толкова обширни и разнообразни, че горното не може да се ограничи. Те могат да варират в зависимост от вашата трудова дейност, трябва да се консултирате с вашия лекар и да ги следвате.