ИЗ ЧЕГО СДЕЛАН ГЛАЗ

Палочки сетчатки глаза

Данные фоторецепторы имеют форму цилиндра, длина которого составляет примерно 0,06 мм, а диаметр около 0,002 мм. Таким образом, подобный цилиндр действительно весьма похож на палочку. Глаз здорового человека содержит примерно 115-120 млн. палочек.

Палочку глаза человека можно разделить на 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие родопсин),2 — Связующая сегментарная зона (ресничка),3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии),4 — Базальная сегментарная зона (нервное соединение).

Палочки в высшей степени светочувствительны. Так, для их реакции, достаточно энергии 1 фотона (мельчайшей, элементарной частицы света). Данный факт очень важен при ночном зрении, что позволяет видеть при низком освещении.

Палочки не могут различать цвета, это, в первую очередь, связано с присутствием в них только одного пигмента — родопсина. Пигмент родопсин, называемый иначе зрительным пурпуром, благодаря включенным группам белков (хромофорам и опсинам) имеет 2 максимума светопоглощения. Правда, один из максимумов существует за гранью света, видимого человеческим глазом (278 нм – область уф-излучения), поэтому, наверное стоит называть его максимумом волнопоглощения. Но, второй максимум виден глазу — он существует на отметке 498 нм, расположенной на границе зелёного и синего цветового спектра.

Достоверно известно, родопсин, присутствующий в палочках, реагирует на свет много медленнее, чем йодопсин, содержащийся в колбочках. Потому, для палочек характерна слабая реакция на динамику световых потоков, и кроме того, они плохо различают движения объектов. И острота зрения не является их прерогативой.

Колбочки сетчатки глаза

Эти фоторецепторы, также получили свое название благодаря характерной форме, схожей с формой лабораторных колб. Длина колбочки составляет приблизительно 0,05 мм, диаметр ее в наиболее узком месте равен примерно 0,001 мм, а в самом широком — 0,004. Сетчатка здорового взрослого человека содержит около 7 млн. колбочек.

Колбочки имеют меньшую чувствительность к свету. То есть для возбуждения их деятельности потребуется световой поток, который в десятки раз более интенсивен, чем для возбуждения работы палочек. Но колбочки обрабатывают световые потоки значительно интенсивнее палочек, поэтому они лучше воспринимают и их изменение (к примеру, лучше различают свет при движении объектов, в динамике относительно глаза). Кроме того, они более четко определяют изображения.

Колбочки человеческого глаза, также включают 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие йодопсин),2 — Связующая сегментарная зона (перетяжка),3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии),4 — Зона синаптического соединения или базальный сегмент.

Причина вышеописанных свойств колбочек — это содержание в них специфического пигмента йодопсина. Сегодня выделены и доказаны 2 вида данного пигмента: эритролаб (йодопсин, чувствительный к красному спектру и длинным L-волнам), а также хлоролаб (йодопсин, чувствительный к зеленому спектру и средним M-волнам). Пигмент, который чувствителен к синему спектру и коротким S-волнам, пока не найден, хотя название за ним уже закрепилось – цианолаб.

Подразделение колбочек по видам доминирования в них цветового пигмента (эритролаба, хлоролаба, цианолаба) обусловлено трехкомпонентной гипотезой зрения. Существует, однако, и другая теория зрения — нелинейная двухкомпонентная. Ее приверженцы считают, что все колбочки, включают в себя эритролаб, и хлоролаб одновременно, а потому способны воспринимать цвета и красного, и зеленого спектра. Роль цианолаба, при этом, выполняет выцветший родопсин палочек. Эту теорию подтверждают и примеры людей, страдающих дальтонизмом, а именно невозможностью различать синюю часть спектра (тританопия). Они так же испытывают затруднения с сумеречным зрением (гемералопия), что является признаком аномальной деятельности палочек сетчатки глаза.

Видео о строении палочек и колбочек

Поражение палочек и колбочек глаза возможно при различных патологиях сетчатки:

Что представляют собой цветоощущения, каковы их нарушения? С древних времен волнуют человечество эти вопросы. И хотя до сих пор наука не может дать на них исчерпывающего ответа, многое уже известно.

В последние годы в этой области физиологии и биофизики сделаны принципиально важные открытия.

Как устроен глаз человека

Под световым микроскопом тонкая сетчатка выглядит как слоеный пирог. В ее верхнем слое содержатся палочки с колбочками – светочувствительные клетки. Такое название они носят из-за внешнего сходства с палочками и бутылочками.

Строение глаза палочки и колбочки

Ученые о цветоощущении

С подачи М. В. Ломоносова, еще в 1756 году в труде «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющем, июля 1 дня 1756 года говоренном» родилось впервые предположение о так называемой трехкомпонентной природе цветового зрения.

Научная разработка этой гипотезы связана с именами ученых прошлого века — Юнга, Гельмгольца, Максвелла. Существо ее сводится к следующему: нормальное зрение человека обеспечивается одновременной работой трех независимых цветовых приемников, то есть трех видов колбочек, воспринимающих три основных цвета — красный, зеленый и синий.

Нормальное зрение еще называют трихроматическим, трехцветным. Все наши цветовые ощущения происходят при пропорциональном смешивании красного, синего и зеленого цвета, только этих цветовых компонентов.

Существует три внешне схожих вида этих клеток, для распознавания цвета в спектре света и одновременная функциональная активность всех клеток-колбочек обеспечивает нормально восприятие цветовых оттенков.

И все же это было предположение, то есть научная гипотеза и со времени М. В. Ломоносова до нашего времени она и существовала. Чтобы стать теорией, ей не хватало прямых доказательств.

И вот в середине прошлого века, отдельно друг от друга несколькими лабораториями мира были измерены спектры, поглощаемые отдельными клетками-колбочками на сетчатках глаз человека, обезьяны и золотой рыбки. Измерение было осуществлено микроспектрофотометрированием одиночных клеток. Было доказано, что при внешнем сходстве, клетки-колбочки можно разделить на три части — сине-, зелено- и красночувствительные.

Это значит, что в каждой клетке-колбочке имеются свои зрительные пигменты, свои краски — вещества сложной химической природы. Благодаря пигментам, поглощающим преимущественно основные цвета, они и воспринимают их.

А теперь о нарушениях в восприятии цветов

Английский ученый Джон Дальтон был первым, кто подробно описал в научной статье одно из нарушений цветового восприятия, которое имел сам. С тех пор всякую форму нарушения восприятия цветов (цветоощущения) называют дальтонизмом.

В основном более распространена так называемое красно-зеленое расстройство, когда человек неспособен различать красный и зеленый цвет с их оттенками. Но эта группа краснозеленослепых распадается на две: краснослепых (их называют протанопами) и зеленослепых — дейтеранопов. У Дальтона была протанопия: он отождествлял светло-красный цвет с темнозеленым.

Возможна также третья форма цветовой слепоты — тританопия, когда человек не различает цвета сине-фиолетового участка солнечного спектра. Мир красок для него содержит лишь красный и зеленый цвет с оттенками. Известны также промежуточные виды нарушения цветоощущения.

Частичную цветовую слепоту, или дихромазию, когда в сетчатке функционируют два из трех цветовых колбочковых приемников, глазные врачи даже не считают болезнью. Правда, подобный дефект ограничивает возможности человека в выборе профессии (об этом немного ниже).

Другое дело — монохромазия — полная потеря цветового восприятия. Это тяжелый дефект, который, к счастью, очень редок. Мир видится таким больным как одноцветная серая фотография.

Таблица нарушений цветовосприятия

Чем же обусловлены различные нарушения цветоощущения?

Дихромазия — красно-зеленая слепота — объясняется специалистами слипанием, совпадением двух цветоощущающих колбочковых аппаратов. При этом красночувствительные колбочки функционируют как зеленочувствительные. У людей, у которых, полная цветовая слепота, в сетчатках работают только палочки, колбочки отсутствуют от рождения или повреждены.

Известны еще так называемые цветоаномалии. Эти расстройства зрения заключаются в следующем: изменяется чувствительность какого-либо одного или нескольких типов колбочек. В сетчатке содержатся все три колбочковых цветоприемника, но цвета внешнего мира они смешивают неправильно.

Расстройства цветоощущения, увы, довольно часты, особенно среди мужчин. По последним сведениям, около одного процента всех мужчин — краснослепые, около двух процентов — зеленослепые. Основные виды нарушения цветоощущения — протанопия и дейтеранопия — передаются по наследству, так как обусловлены генетическими нарушениями.

Вспомним, кстати, что родной брат Дальтона также страдал протанопией. Неспособность воспринимать синий цвет (тританопия) встречается крайне редко, поражая лишь 1 из 20000 человек, причем мужчин не намного чаще, чем женщин.

Врожденную цветовую слепоту долгое время можно и не обнаружить. Дальтон, к примеру, до 26 лет ничего не знал о своем дефекте. Чем это можно объяснить?

Цветослепые замещают в себе неспособность воспринимать цвет способностью хорошего различия цветов по их яркости и насыщенности и к тому же с детства привыкают называть цвета окружающих предметов общепринятыми названиями.

Однако в наш век не знать о цветовой слепоте шофера или машиниста, летчика или моряка слишком опасно. Ведь если, допустим, красный сигнал светофора будет равной яркости с зеленью листвы, то водитель с дефектом зрения не заметит предупреждающего сигнала. В результате на автомагистрали с интенсивным движением транспорта неизбежна аварийная ситуация.

Именно поэтому, прежде чем сдавать экзамены на получение водительских прав, необходимо получить справку от врача о том, что у будущего шофера цветовое зрение в полном порядке.

На современном этапе развития науки появилась возможность объяснить природу нарушения цветовосприятия на клеточном, субклеточном и даже молекулярном уровнях.

Безусловно, результаты исследований дают ключ не только к расшифровке интимных механизмов удивительного явления природы — цветового зрения, но и, быть может, помогут вернуть цветослепым людям все многообразие красок мира.

Как устроен орган зрения?

Глаз человека — парный, сложно устроенный орган, теснейшим образом связанный с мозгом. Важнейшие структуры глаза — его фоторецепторы, палочки и колбочки, которые преобразуют электромагнитные волны (свет) в нервный импульс, который по зрительному нерву передаёт изображение в мозг. Однако, чтобы фоторецепторы выполняли свои функции (чтобы в головном мозге возникало изображение), их требуется питать, защищать. Все эти функции берут на себя различные структуры глаза.

Общий план строения

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата, к которому относятся веки, ресницы, слезные железы и мышцы, отвечающие за движение глазного яблока. Веки изнутри покрыты слизистой оболочкой, такая же оболочка (конъюнктива) есть и на поверхности глазного яблока. Зрительный нерв не является частью глаза, это следующее звено зрительного анализатора.

Строение глазного яблока

Глазное яблоко имеет шарообразную (но не идеальную) форму. Значительная часть его объёма — это жидкие или гелеобразные компоненты, находящиеся под давлением (внутриглазное давление), поэтому снаружи глазное яблоко покрыто несколькими оболочками. Помимо конъюнктивы, их три:

Непосредственно под роговицей находится передняя камера глаза, заполненная жидкостью — «водянистой влагой». Она соединена с задней камерой глазаотверстием в радужке — зрачком. В задней камере глаза на связках, отходящих от ресничного тела, подвешен прозрачный хрусталик— естественная двояковыпуклая линза нашей зрительной системы. В зависимости от того, насколько натянуты связки, хрусталик может быть растянут сильнее или слабее — меняется его кривизна. Таким образом наш взгляд фокусируется на более близких или далёких объектах. Изнутри к хрусталику прилегает стекловидное тело, занимающее большую часть объёма глаза. Стекловидное тело — это гелеобразное вещество, образованное белками и углеводами организма, в нём содержится лишь очень немного клеток. Стекловидное тело — одна из светопреломляющих структур глаза, но главная его роль — поддерживать форму глаза, создавая внутреннее давление (тургор).

Сетчатка – самая внутренняя оболочка глаза, являющаяся высокодифференцированной нервной тканью, играющей важнейшую роль в обеспечении зрения.

Сетчатка состоит из десяти слоев, содержащих нейроны, кровеносные сосуды и другие структуры. Уникальность строения сетчатки обеспечивает функционирование зрительного анализатора.

Сетчатка имеет две основные функции: центральное и периферическое зрение. Их осуществление обеспечивается специальными рецепторами – палочками и колбочками. Данные рецепторы трансформируют световые лучи в нервные импульсы, которые далее по зрительному тракту передаются в ЦНС. Благодаря центральному зрению человек может четко видеть объекты, расположенные перед ним на различном расстоянии, читать и выполнять работы на близком расстоянии. Благодаря периферическому зрению человек ориентируется в пространстве. Наличие колбочек трех видов, которые воспринимают различной длины световые волны, обеспечивает восприятие цветов, оттенков.

Строение сетчатки

Сетчатка имеет оптическую область, являющуюся светочувствительной. Данная область распространяется до зубчатой линии. Также имеются нефункциональные зоны: ресничная и радужковая, которые содержат лишь два слоя клеток. В ходе эмбрионального развития сетчатка формируется из той же части нервной трубки, которая дает начало центральной нервной системе. Именно поэтому ее характеризуют как вынесенную на периферию часть мозга.

Основной функцией сетчатки является восприятие света. Это обеспечивается благодаря наличию рецепторов двух типов:

Свое название рецепторы получили благодаря форме.

Существует три вида колбочек, которые содержат по одному пигменту – красный, зеленый, сине-голубой. Именно благодаря этим рецепторам человек различает цвет.

Палочки имеют в составе пигмент родопсин, поглощающий красные лучи спектра. В ночное время преимущественно функционируют палочки, днем – колбочки, в сумерках все фоторецепторы на определенном уровне активны.

Фоторецепторы в различных областях сетчатки распределены неравномерно. Центральная зона сетчатки (фовеа) – это область наибольшей плотности колбочек. Плотность расположения колбочек к периферическим отделам уменьшается. В то же время центральная область не содержит палочек, их наибольшая плотность вокруг центральной зоны, а к периферии плотность несколько уменьшается.

Зрение представляет собой очень сложный процесс, являющийся результатом сочетания возникающих в фоторецепторах реакций под воздействием световых лучей, передачи нервных импульсов в биполярные, ганглиозные нервные клетки, по волокнам зрительного нерва, а также обработки полученной информации в коре головного мозга.

Чем меньше фоторецепторов соединено с последующей за ними биполярной клеткой и далее с ганглиозной клеткой, тем выше зрительная разрешающая способность. В центральной зоне сетчатки (фовеа) одна колбочка соединяется с двумя ганглиозными клетками, в отличие от этого в периферических зонах множество рецепторных клеток соединены с небольшим количеством биполярных клеток, малым количеством ганглиозных клеток, передающих импульсы по аксонам в головной мозг. Следовательно, область макулы, где концентрация колбочек высокая, характеризуется качественным зрением, при этом палочки периферических отделов обеспечивают периферическое зрение, менее четкое.

Сетчатка содержит два типа нервных клеток:

Эти два типа нейронов обеспечивают взаимосвязь между всеми нервными клетками сетчатки.

В медиальной половине сетчатки (ближе к носу) приблизительно в 4 миллиметрах от центральной зоны расположен диск зрительного нерва. Эта область полностью лишена светочувствительных рецепторов, поэтому в месте ее проекции в поле зрения определяется слепая зона.

Сетчатка имеет разную толщину на различных участках. Наиболее тонкая часть сетчатки находится в центральной зоне – фовеа, которая обеспечивает наиболее четкое зрение, самая толстая часть – в зоне диска зрительного нерва.

Сетчатка прилежит к сосудистой оболочке и прочно крепится к ней только вдоль зубчатой линии, по периферии макулярной области и вокруг зрительного нерва. Все остальные области характеризуются рыхлым соединением сетчатки и сосудистой оболочки, и в этих зонах наиболее вероятна отслойка сетчатки.

Трофика сетчатки обеспечивается за счет двух источников: внутренние шесть слоев получают питание из системы центральной артерии сетчатки, наружные четыре – непосредственно из сосудистой оболочки (ее хориокапиллярного слоя). Сетчатка не имеет чувствительных нервных окончаний, поэтому патологические процессы сетчатки не сопровождаются болью.

Видео о строении сетчатки глаза

Для исследования функционального состояния сетчатки и ее структуры применяются следующие методы:

Симптомы поражения сетчатки

При повреждении сетчатки основным симптомом является снижение остроты зрения. Локализация очага поражения в центральной зоне сетчатки характеризуется существенным снижением зрения, возможна полная его потеря. Поражение периферических отделов может протекать без ухудшения зрения, что усложняет своевременную диагностику. Длительно такие заболевания могут протекать бессимптомно, часто выявляются только при диагностике периферического зрения. Обширное поражение периферического отдела сетчатки сопровождается выпадением участка поля зрения, снижением ориентировки при плохой освещенности (гемералопия), изменением цветовосприятия. Отслойка сетчатки характеризуется появлением вспышек и молний в глазу, искажений зрения. Частой жалобой также является появление черных точек, пелены перед глазами.

Болезни сетчатки

Заболевания сетчатки могут иметь врожденный или приобретенный характер.

Приобретенные заболевания сетчатки:

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 июня 2023 года; проверки требует 1 правка.

Сечение слоя сетчатки глаза

Строение колбочки (сетчатка). 1 — мембранные полудиски; 2 — митохондрия; 3 — ядро; 4 — синаптическая область; 5 — связующий отдел (перетяжка); 6 — наружный сегмент; 7 — внутренний сегмент.

Ко́лбочки (англ. ) — один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою коническую форму. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение, обеспечивают цветовое зрение. Другим типом фоторецепторов являются палочки.

Колбочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — йодопсина. В свою очередь йодопсин состоит из нескольких зрительных пигментов. На сегодняшний день хорошо известны и исследованы два пигмента: хлоролаб (чувствительный к жёлто-зелёной области спектра) и эритролаб (чувствительный к жёлто-красной части спектра).

Размеры колбочек: длина около 50 мкм, диаметр — от 1 до 4 мкм.

Колбочки приблизительно в 100 раз менее чувствительны к свету, чем палочки (другой тип клеток сетчатки), но гораздо лучше воспринимают быстрые движения.

Колбочки и палочки сходны по строению и состоят из четырёх участков.

В строении колбочки принято различать (см. рисунок):

Наружный сегмент заполнен мембранными полудисками, образованными плазматической мембраной, и отделившимися от неё. Они представляют собой складки плазматической мембраны, покрытые светочувствительным пигментом. Обращённая к свету наружная часть столбика из полудисков постоянно обновляется за счет фагоцитоза «засвеченных» полудисков клетками пигментного эпителия и постоянного образования новых полудисков в теле фоторецептора. Так происходит регенерация зрительного пигмента. В среднем, за сутки фагоцитируется около 80 полудисков, а полное обновление всех полудисков фоторецептора, происходит примерно за 10 дней. В колбочках мембранных полудисков меньше, чем дисков в палочке, и их количество порядка нескольких сотен. В районе связующего отдела (перетяжки) наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой. Реснички содержат только 9 периферических дублетов микротрубочек: пара центральных микротрубочек, характерных для ресничек, отсутствует.

Внутренний сегмент это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке располагается ядро.

В синаптической области клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление называемое синаптической конвергенцией.

Нормализованные графики спектральной зависимости чувствительности к свету у человеческих клеток-колбочек различных видов — коротковолновых, средневолновых и длинноволновых (синий, зелёный и красный графики) и клеток-палочек (чёрный график). N B: ось длин волны на данном графике линейная.

Те же графики, но без нормализации светочувствительности

По чувствительности к свету с различными длинами волн различают три вида колбочек. Колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (S от англ.  — коротковолновый спектр), M-типа — в зелено-желтой (M от англ.  — средневолновый), и L-типа — в желто-красной (L от англ.  — длинноволновый) частях спектра. Наличие этих трёх видов колбочек (и палочек, чувствительных в изумрудно-зелёной части спектра) даёт человеку цветное зрение.

В ночное время, когда поток фотонов недостаточен для нормальной работы колбочек, зрение обеспечивают только палочки, поэтому ночью человек не может различать цвета.

Пространственное разрешение глаза человека различается для разных цветов: На белом фоне ориентацию жёлтых линий определить сложно, поскольку жёлтый отличается от белого синей (коротковолновой) компонентой

Сетчатка — это тонкая внутренняя оболочка глаза. Внутренней стороной она прилегает к стекловидному телу, а наружной — к сосудистой оболочке глазного яблока. Она играет важнейшую роль в обеспечении зрения.

Строение и функции сетчатки глаза

В сетчатке выделяют оптическую светочувствительную область, которая простирается до зубчатой линии, и две нефункциональные зоны — радужковую и ресничную.

Во время эмбрионального развития сетчатка глаза формируется из той же нервной трубки, что и центральная нервная система. Поэтому сетчатку глаза принято описывать как вынесенную на периферию часть мозга.

В сетчатке выделяют десять слоев:

Основная функция сетчатки — восприятие света. Данный процесс происходит благодаря двум типам особых рецепторов — палочкам и колбочкам. Они названы так из-за своей формы и каждый из них выполняет важную задачу.

Колбочки делятся на три вида по сегментам, которые они содержат: красный, зеленый и синий. С помощью данных рецепторов мы различаем цвета.

В составе палочек содержится специальный пигмент родопсин (отвечает за возникновение зрительного возбуждения), который поглощает красные лучи света.

В ночное время основное функционирование выполняют палочки, а в дневное — колбочки. В сумеречное же время все рецепторы активны на определенном уровне.

В каждой области сетчатки глаза находится разное количество фоторецепторов. Так, в центральной зоне с большой плотностью располагаются колбочки. К периферическим (боковым) отделам их количество уменьшается. И, наоборот: в центральной области нет палочек — их наибольшее скопление находится вокруг центральной зоны и на средней периферии, а к крайней периферии — уменьшатся.

Также сетчатка содержит два типа нервных клеток:

Вышеуказанные нейроны налаживают взаимосвязь между всеми нервными клетками.

В части, которая расположена ближе к носу, медиальная половина, находится диск зрительного нерва. Он полностью лишен светочувствительных рецепторов, поэтому здесь наблюдается слепая зона нашего зрения.

Толщина сетчатки неоднородна: наименьшая — в центральной области (фовеа) и наибольшая — в зоне диска зрительного нерва.

Питание происходит с помощью двух источников — сосудистой оболочки и центральной системы артерии сетчатки. Соединение с сосудистой оболочкой довольно «рыхлое», и именно в этих зонах велика вероятность отслойки сетчатки.

Симптоматика заболеваний сетчатки глаза

Заболевания сетчатки могут быть как врожденными, так и приобретенными.

Среди приобретенных патологий выделяют отслойку сетчатки и ретинит
(воспалительный процесс).

Любые повреждения сетчатки — коварный процесс: длительное время заболевания могут протекать бессимптомно. Один из основных признаков их развития — снижение остроты зрения.

Если очаг поражения локализован в центральной зоне, то при отсутствии необходимого лечения у Пациента возможна полная потеря зрения.

Нарушение периферических отделов может протекать без ухудшения зрения, поэтому так важно проходить обследование глаз раз в полгода-год. Как правило, обширное поражение периферического отдела все же сопровождается ярко выраженными симптомами:

При отслойке могут появляться вспышки, черные точки и молнии перед глазами.

Диагностика заболеваний и лечение сетчатки глаза

Для полной картины работы сетчатки и функционального состояния ее структуры применяют различные методы. Основной из них — офтальмоскопия, а также ОКТ (ОСТ) оптическую когерентную томографию.

Лечение заболеваний сетчатки подбирается индивидуально, в зависимости от конкретного случая. Это может быть как медикаментозное лечение, так и с применением лазерной коагуляции сетчатки глаза, а в сложных случаях — хирургического вмешательства.

Врачи Глазной клиники доктора Беликовой имеют большой опыт в диагностике и лечении заболеваний сетчатки органов зрения. Своевременное обращение к врачам-офтальмологам и профилактические обследования глаз, один раз в 6-12 месяцев, помогут избежать развития серьезных патологических изменений и сохранить зрение.

Оптическая иллюзия: соломинка кажется сломанной

Психологическая иллюзия «уткозаяц»

«Иллюзия решётки». В местах пересечения линий видны появляющиеся и исчезающие чёрные точки

Зрение человека (зрительное восприятие) — способность человека воспринимать информацию путём преобразования электромагнитного излучения светового диапазона, осуществляемая зрительной системой.

Обработка светового сигнала начинается на сетчатке глаза, затем происходит возбуждение фоторецепторов, передача и преобразование зрительной информации в нейронных слоях с формированием в затылочной доле коры больших полушарий зрительного образа.

Нистагм — важный элемент зрения

Из-за большого числа этапов процесса зрительного восприятия его отдельные характеристики рассматриваются с точки зрения разных наук — оптики (в том числе биофизики), психологии, физиологии, химии (биохимии). На каждом этапе восприятия возникают искажения, ошибки, сбои, но мозг человека обрабатывает полученную информацию и вносит необходимые коррективы. Эти процессы носят неосознаваемый характер и реализуются в многоуровневой автономной корректировке искажений. Так устраняются сферическая и хроматическая аберрации, эффекты слепого пятна, проводится цветокоррекция, формируется стереоскопическое изображение и т. д. В тех случаях, когда подсознательная обработка информации недостаточна, или же избыточна, возникают оптические иллюзии.

Оптическая система глаза

Многокомпонентная оптическая система каждого глаза создаёт на сетчатке каждого глаза перевёрнутую на 180° проекцию видимого предмета. При этом проекции периферического зрения в правом и левом глазе не будут полностью дублироваться из-за различия полей зрения в левой и правой частях каждого глаза

Из-за разной оптической силы светопреломляющих сред глаза (слёзная жидкость, роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) луч света (красная линия на рисунке) проходит не прямолинейно, преломляясь и частично отражаясь на границе сред. P1-P4 — отражённые

Регулирование интенсивности света попадающего на сетчатку через зрачок происходит изменением его размера радужной оболочкой, являющейся оптической диафрагмой глаза. Дополнительная защита от сверхъяркого света происходит прищуриванием или закрытием век.

Преобразования проекций изображения

Спектр поглощения воды

В процессе эволюции светочувствительные рецепторы адаптировались к солнечному излучению, достигающему поверхности Земли и хорошо распространяющемуся в воде морей и океанов. Земная атмосфера имеет значительное окно прозрачности только в диапазоне длин волн 300—1500 нм. В ультрафиолетовой области прозрачность ограничена поглощением ультрафиолета озоновым слоем и водой, в инфракрасной области — поглощением воды. Поэтому на сравнительно узкую видимую область спектра приходится более 40 % энергии излучения Солнца у поверхности.

Физиология зрения человека

В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки. Палочки функционируют в условиях относительно низкой освещённости и отвечают за действие механизма ночного зрения, однако при этом они обеспечивают только нейтральное в цветовом отношении восприятие действительности, ограниченное участием белого, серого и чёрного цветов. Колбочки работают при более высоких уровнях освещённости, чем палочки. Они ответственны за механизм дневного зрения, отличительной особенностью которого является способность обеспечения цветового зрения.

У приматов (в том числе и человека) мутация вызвала появление дополнительного, третьего типа колбочек — цветовых рецепторов. Это было вызвано расширением экологической ниши млекопитающих, переходом части видов к дневному образу жизни, в том числе на деревьях. Мутация была вызвана появлением изменённой копии гена, отвечающего за восприятие средней, зелёночувствительной области спектра. Она обеспечила лучшее распознавание объектов «дневного мира» — плодов, цветов, листьев и скрывающихся среди них хищников.

Видимый солнечный спектр

Нормализованные графики светочувствительности колбочек человеческого глаза S, M, L. Пунктиром показана сумеречная, «чёрно-белая» восприимчивость палочек

Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета (см. Психология восприятия цвета).

Свет с разной длиной волны по-разному стимулирует разные типы колбочек. Например, жёлто-зелёный свет в равной степени стимулирует колбочки L- и M-типов, но слабее стимулирует колбочки S-типа. Красный свет стимулирует колбочки L-типа намного сильнее, чем колбочки M-типа, а S-типа не стимулирует почти совсем; зелёно-голубой свет стимулирует рецепторы M-типа сильнее, чем L-типа, а рецепторы S-типа — ещё немного сильнее; свет с этой длиной волны наиболее сильно стимулирует также палочки. Фиолетовый свет стимулирует почти исключительно колбочки S-типа. Мозг воспринимает комбинированную информацию от разных рецепторов, что обеспечивает различное восприятие света с разной длиной волны.

Другие опсины человека кодируют гены OPN1MW, OPN1MW2 и OPN1SW, первые два из них кодируют белки, чувствительные к свету со средними длинами волны, а третий отвечает за опсин, чувствительный к коротковолновой части спектра.

Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов, когда он писал «о трёх материях дна ока». Сто лет спустя её развил немецкий учёный Г. Гельмгольц, который не упоминает известной работы Ломоносова «О происхождении света», хотя она была опубликована и кратко изложена на немецком языке.

Параллельно существовала оппонентная теория цвета Эвальда Геринга. Её развили Дэвид Хьюбел и Торстен Визел. Они получили Нобелевскую премию 1981 года за своё открытие.

Они предположили, что в мозг поступает информация вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория цвета Юнга—Гельмгольца). Мозг получает информацию о разнице яркости — о разнице яркости белого (Yмах) и чёрного (Yмин), о разнице зелёного и красного цветов (G — R), о разнице синего и жёлтого цветов (B — yellow), а жёлтый цвет (yellow = R + G) есть сумма красного и зелёного цветов, где R, G и B — яркости цветовых составляющих — красного, R, зелёного, G, и синего, B.

Имеем систему уравнений:

где , Kgr, Kbrg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения. Практически это выражается в том, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при разных источниках освещения (цветовая адаптация). Оппонентная теория в целом лучше объясняет тот факт, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при чрезвычайно разных источниках освещения, в том числе при различном цвете источников света в одной сцене.

Эти две теории не вполне согласованы друг с другом. Но несмотря на это, до сих пор предполагают, что на уровне сетчатки действует трёхстимульная теория, однако информация обрабатывается и в мозг поступают данные, уже согласующиеся с оппонентной теорией.

Бинокулярное и стереоскопическое зрение

Зрительный анализатор человека в нормальных условиях обеспечивает бинокулярное зрение, то есть зрение двумя глазами с единым зрительным восприятием. Основным рефлекторным механизмом бинокулярного зрения является рефлекс слияния изображения — фузионный рефлекс (фузия), возникающий при одновременном раздражении функционально неодинаковых нервных элементов сетчатки обоих глаз. Вследствие этого возникает физиологическое двоение предметов, находящихся ближе или дальше фиксируемой точки (бинокулярная фокусировка). Физиологичное двоение (фокус) помогает оценивать удалённость предмета от глаз и создаёт ощущение рельефности, или стереоскопичности, зрения.

При зрении одним глазом (монокулярное зрение) — посредством монокля, телескопа, микроскопа и т. п. — стереоскопичность зрения невозможна и восприятие глубины (рельефной удалённости) осуществляется главным образом благодаря вторичным вспомогательным признакам удалённости (видимая величина предмета, линейная и воздушная перспективы, загораживание одних предметов другими, аккомодация глаза и т. д. и т. п.).

Глаза человека функционально несколько различаются, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие в непрозрачном экране (дырочка в листе бумаги на расстоянии 20—30 см) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову, поочередно закрывать правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.