СТРОЕНИЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ЧЕЛОВЕКА

Города — партнеры программы

Строение и функции зрительного органа

Глаз – это удивительный орган, который позволяет нам воспринимать и интерпретировать визуальную информацию. Его сложные анатомические особенности и функции обеспечивают способность человека видеть и наслаждаться окружающим миром. В этой статье глазной клиники World Vision Clinic
мы расскажем о строении глаза и значении, а также поделимся интересными фактами о зрении, о которых вы точно не слышали. 

Что делать, если заметили ухудшение?

При малейшем снижении зрения следует незамедлительно обратиться к офтальмологу. Поводом для посещения специалиста являются следующие симптомы:

• Снижение остроты зрения;
• Ухудшение его качества: снижение яркости, ухудшение цветоощущения, размытие или двоение изображения, потемнение, туман или «пелена» перед глазами;
• Дискомфорт в области глаз: покраснение или раздражение, слезотечение, светобоязнь, боль или резь в органах зрения, сухость или ощущение инородного тела;
• Головная боль или головокружение, начинающиеся в области глаз;
• Снижение зрения в темноте или сумерках.

Данные признаки могут сигнализировать о развитии серьезных офтальмологических заболеваний. Отсутствие лечения может привести к серьезным осложнениям и значительному ухудшению зрения.

Врач назначит необходимую оптическую ( или ) или , а также подберет подходящее лечение. Помимо специальных медицинских препаратов назначаются меры профилактики, которые способны ощутимо улучшить состояние пациента: 

• Выполнение ;
• Использование увлажняющих капель для глаз
  
  ;
• Употребление продуктов, полезных для глаз;
• Применение витаминных добавок для глаз
  
  ;
• Соблюдать правила при работе за компьютером
  
  ;
• При зрительной работе делать перерывы – 5-10 минут отдыха через каждые 40 минут нагрузки;
• Регулярное посещение офтальмолога. 

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.

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 (Y _мах
) и чёрного (Y _мин
), 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



, K _gr
, K _brg
 — 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.

Полезное видео

хотите избавиться от плохого зрения навсегда?

и операторы горячей линии перезвонят Вам в ближайшее время! и, если Вы готовы, запишут Вас на диагностику и операцию.

Эволюция зрительной системы

Глазные бокалы позвоночных формируются как выросты промежуточного мозга, а первичный центр обработки зрительной информации находится в среднем мозге
.

Предполагается, что в течение мезозойского периода ранние млекопитающие занимали подчинённое по отношению к «царствующим рептилиям» (особенно динозаврам, преимущественно занимавшим экологические ниши крупных хищников и травоядных) положение, имели мелкие размеры и сумеречный образ жизни. В таких условиях зрение для ориентации в пространстве становится второстепенным по отношению к обонянию и слуху. Химические чувства, которые и сейчас остаются для нас эмоционально окрашенными, обслуживаются передним мозгом и лимбической системой
. Предполагается, что передний мозг
в этих условиях приобретает большее значение. Когда «царствующие» рептилии исчезли в конце мезозоя, более широкие эволюционные возможности открылись для «угнетённых» млекопитающих. Они заселили все возможные экологические ниши освободившегося мира, зрение для некоторых отрядов снова стало наиболее важным из всех чувств. Однако формирующиеся заново зрительные пути направились к наиболее важной части мозга — переднему мозгу, расширяющемуся и формирующему характерные для млекопитающих крупные полушария. Ретино-тектальный путь остается пережитком старого зрительного пути, а ретино-геникуло-стриарный путь быстро становится наиболее важным путём передачи зрительной информации в мозг.

Зрительная система у разных таксономических групп

У беспозвоночных
встречаются очень разнообразные по типу строения и зрительным возможностям глаза и глазки — одноклеточные и многоклеточные, прямые и обращённые (инвертированные), паренхимные и эпителиальные, простые и сложные.

У членистоногих часто присутствует несколько простых глаз (иногда непарный простой глазок — например, науплиальный глаз ракообразных) или пара сложных фасеточных глаз
. Среди членистоногих некоторые виды имеют и простые, и сложные глаза: так, у ос два сложных глаза и три простых глаза (глазка). У скорпионов
3—6 пар глаз (1 пара — главные, или медиальные, остальные — боковые), у щитня
 — 3. В эволюции фасеточные глаза произошли путём слияния простых глазков. Близкие по строению к простому глазу, глаза мечехвостов и скорпионов, видимо, возникли из сложных глаз трилобитообразных
предков путём слияния их элементов (Беклемишев, 1964).

Некоторые простейшие имеют слабодифференцированные органоиды светового восприятия
(например, стигма
у эвглены зелёной
).

Глаза насекомых
имеют фасеточное строение. Разные виды по-разному воспринимают цвета
, но в целом большинство насекомых хорошо различает не только лучи спектра
, видимые человеком
, но и ближний ультрафиолет
. Это зависит, помимо генетических факторов (строение рецепторов), и от меньшего поглощения УФ-света — из-за меньшего его пути в оптической системе глаза. Например, пчёлы видят ультрафиолетовый рисунок на цветке.

Зрительная система рептилий, птиц и некоторых рыб

Зрительный аппарат птиц обладает особенностями, не сохранившимися в зрении человека. Так, в рецепторах
птиц имеются микросферы, содержащие липиды
и каротиноиды
. Считается, что эти микросферы — бесцветные, а также окрашенные в жёлтый или оранжевый цвет — выполняют функцию специфических светофильтров, формирующих «кривую видности».

У многих птиц их бинокулярное зрение
из-за специфического расположения глаз не даёт такого большого поля стереоскопического зрения, как у человека.

Мутация
, некогда реализованная у одного из прапредков млекопитающих
и закрепившаяся во всём классе, сократила число видов цветовых рецепторов
колбочек
до двух. Полагают, что предки млекопитающих — мелкие маммалиаформы
— вели ночной образ жизни и компенсировали эту потерю значительным развитием сумеречного зрения (с помощью рецепторов — палочек
).

Позже, однако, у приматов
(в том числе человека
) другая мутация вызвала появление 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.

Глаз человека
состоит из глазного яблока и зрительного нерва
с его оболочками.
У человека и позвоночных имеется по два глаза, расположенных в глазных впадинах
черепа
.

У многих видов, образ жизни которых требует хорошей оценки расстояния до объекта, глаза смотрят скорее вперёд, нежели в стороны. Так, у горных баранов
, леопардов
, обезьян
обеспечивается лучшее стереоскопическое зрение
, которое помогает оценивать расстояние перед прыжком. Человек также имеет хорошее стереоскопическое зрение (см. ниже, раздел Бинокулярное и стереоскопическое зрение
).

Альтернативный механизм оценки расстояния до объекта реализован у некоторых птиц, глаза которых расположены по разным сторонам головы, а поле объёмного зрения невелико. Так, куры совершают постоянные колебательные движения головой, при этом изображение на сетчатке быстро смещается, обратно пропорционально расстоянию до объекта. Мозг обрабатывает сигнал, что позволяет поймать мелкую добычу клювом с высокой точностью.

Глаза каждого человека внешне кажутся идентичными, но всё же функционально несколько различны, 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, поочерёдно закрыть правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.

Физиология зрения человека

Из-за большого числа этапов процесса зрительного восприятия его отдельные характеристики рассматриваются с точки зрения разных наук — оптики
, психологии
, физиологии
, химии
.

Бинокулярное зрение
у человека, как и у других млекопитающих, а также птиц и рыб, обеспечивается наличием двух глаз, информация от которых обрабатывается сначала раздельно и параллельно, а затем синтезируется в мозгу
в зрительный образ. У далёких филогенетических предшественников человека глаза
были расположены латерально
, их зрительные поля не перекрывались и каждый глаз был связан только с противоположным полушарием мозга
 — контралатерально. В процессе эволюции у некоторых позвоночных, в том числе и у предков человека в связи с приобретением стереоскопического зрения, глаза переместились вперёд. Это привело к перекрытию левого и правого зрительных полей и к появлению новых ипсилатеральных связей: левый глаз — левое полушарие, правый глаз — правое. Таким образом появилась возможность иметь в одном месте зрительную информацию от левого и правого глаза, для их сопоставления и измерения глубины.

Благодаря тому, что поля зрения
обоих глаз человека и высших приматов в значительной мере пересекаются, человек способен лучше, чем многие млекопитающие, определять внешний вид и расстояние (этому способствует также механизм аккомодации
) до близких предметов в основном за счёт эффекта стереоскопичности зрения. Стереоскопический эффект сохраняется на дистанции приблизительно 0,1—100 м. У человека пространственно-зрительные способности и объёмное воображение тесно связаны со стереоскопией и ипси-связями.

Города — партнеры программы

А вам можно сделать лазерную коррекцию?

Узнайте, ответив всего на 4 вопроса!

Вам будет интересно узнать

Подбор и ношение контактных линз при близорукости. Особенности коррекции близорукости, сопряженной с астигматизмом или пресбиопией.

На начальных стадиях заболевание практически не заметно, поэтому люди принимают его за усталость глаз, так как зрение становится слегка размытым и нечетким. Если болезнь запустить, она может принести неприятные последствия. Рассказываем о том, как распознать и вылечить астигматизм.

Это самый распространенный метод лазерной коррекции в мире. Ежегодно проводится более миллиона операций.


LASIK — это аббревиатура полного названия операции «Laser Assisted In Situ Keratomileusis», или лазерный кератомилез. Все, что нужно знать: отзывы, противопоказания, ощущения после операции, цена и ответы на частые вопросы.

Почти все люди в той или иной мере страдают сухостью глаз, так как и работа, и отдых современного человека тесно связаны с нагрузкой на глаза — большинство людей очень много времени проводят за монитором: это и работа за компьютером, и просмотр телевизора, и серфинг в соцсетях через смартфоны.

Фоторефракционная кератэктомия (ФРК) — один из ранних методов лазерной коррекции зрения, который пришел на смену радиальной кератотомии (насечки на роговице). Метод хорошо изучен и в настоящее время используется в случаях, когда более современные методы лазерной коррекции противопоказаны пациенту.

Обработка зрительной информации

Феномен зрительных ощущений, не сопровождающихся обработкой зрительной информации, называется феноменом псевдослепоты
.

Зрительный аппарат — глаза
и проводящие пути
 — настолько тесно интегрирован с мозгом
, что трудно сказать, где начинается та или иная часть процесса переработки зрительной информации.

В зависимости от ситуации, человек способен воспринимать предметы, частично скрытые от глаза, например, частой решёткой.

Изучением

заболеваний глаз
занимается наука офтальмология