ЗРЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Роговица. Прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. Роговица имеет большую преломляющую силу и играет важную роль в оптической системе глаза.

Радужка. Цветная часть глаза, окружающая зрачок. Радужка контролирует размер зрачка и регулирует количество света, попадающего в глаз.

Зрачок. Черное округлое отверстие в центре радужки. Зрачок регулирует количество света, попадающего в глаз, а его размер изменяется в зависимости от освещенности.

Хрусталик. Прозрачная гибкая структура, расположенная за радужкой. Работа хрусталика заключается в изменении своей формы для фокусировки света на сетчатку.

Сетчатка. Внутренний слой глаза, содержащий фоторецепторные клетки – палочки и конусы. Они преобразуют световые сигналы в электрические сигналы, которые передаются по оптическому нерву в мозг для обработки и восприятия изображения.

Оптический нерв. Нерв, который передает сигналы от сетчатки в мозг для обработки. Оптический нерв играет ключевую роль в передаче информации о визуальных впечатлениях.

Склера. Внешняя белая оболочка глаза, которая состоит из коллагеновых волокон и служит для защиты и поддержки глазного яблока.

Стекловидное тело. Состоит преимущественно из воды и имеет гладкую, студенистую структуру. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, удерживает сетчатку в правильном положении и помогает фокусировать свет на сетчатке, а также защищает глаз от ударов и повреждений.

Цилиарное тело. Также известное как ресничное тело. Является частью сосудистой оболочки глаза, которая состоит из кровеносных сосудов и мышечной ткани. Оно расположено за радужкой по окружности глазного яблока и служит для подвешивания хрусталика, регулирования его формы и продуцирования внутриглазной жидкости.

Слепое пятно. Место на диске зрительного нерва, где нервные волокна покидают глаз и направляются в мозг. Слепое пятно не выполняет никаких функций в процессе зрения, но его наличие является необходимым для передачи зрительной информации от глаза к мозгу.

Сосудистая оболочка. Одна из оболочек глаза, которая состоит из множества мелких сосудов, по которым кровь снабжает глаз кислородом и питательными веществами. Она также выполняет защитную функцию и обеспечивает опору для внутренних структур глаза.

Водянистая влага. Прозрачная жидкость, которая заполняет переднюю и заднюю камеры глаза, находящиеся между роговицей и хрусталиком, а также между хрусталиком и сетчаткой. Водянистая влага помогает поддерживать определенный тонус глаза, обеспечивает питание и защиту передней части глаза, а также помогает в поддержании оптической прозрачности роговицы.

Поддерживающая связка. Связочная ткань, которая поддерживает хрусталик в правильном положении внутри глаза. Она расположена между хрусталиком и цилиарным телом. Поддерживающая связка играет важную роль в регулировании формы хрусталика и обеспечении нормального зрения как вблизи, так и вдали.

Дальтонизм

В случае, когда отсутствует один из зрительных пигментов в сетчатке глаза человека, остается способность различить только два основных цвета. Таких людей называют дихроматами. При отсутствии опсина, ответственного за распознавание красного цвета, говорят о протанопической дихроматии (protanope), в случае отсутствия восприятия зеленого — о дейтеранопической дихроматии (deuteranope), в случае отсутствия синего опсина — о тританопической дихроматии (tritanope) (рис. 14). Тогда, когда активность одного из пигментов всего лишь снижена, говорят об аномальной трихроматии — в зависимости от цвета, ощущение которого ослаблено, такие состояния называют протаномалией, дейтераномалией и тританомалией соответственно. Также первые два типа дихроматии относят к красно-зеленой недостаточности, а тринатопическую дихноматию к сине-желтой.

Стоит отметить, что гены опсинов L- и M-колбочек располагаются на X-хромосоме, а ген опсина S-колбочек — на седьмой хромосоме. Этим объясняется, почему среди мужчин дальтонизм распространен больше, чем среди женщин .

Глазами животных

Рисунок 8. Схематическая иллюстрация разнообразия колбочек, обнаруживаемых у млекопитающих. Слева представлена топография на сетчатке (стилизована под круг) L-колбочек, а справа — S-колбочек. Маленький центральный круг указывает на расположение головки зрительного нерва. Схемы изображены зеркально, и правая сторона соответствует обращенной к виску части сетчатки. а — Паттерн, обнаруженный у большинства видов, который представляет собой большее распространение L-колбочек и меньшую долю S-колбочек, в обоих случаях с центропериферической плотностью. б — Нормальная топография L-колбочек и полное отсутствие S-колбочек у китов, тюленей и некоторых наземных ночных видов животных. в — Концентрация S-колбочек в нижней части сетчатки, в то время как L-колбочки либо имеют относительно нормальную топографию (например, у обычной землеройки), либо концентрируются в верхней части сетчатки (например, у некоторых видов мышей). Последний паттерн часто связан с коэкспрессией опсина. г — Нормальная топография L-колбочек и обратная топография S-колбочек (с высокой плотностью на периферии и низкой плотностью в центральной части сетчатки), например, у мышиного лемура.

Рисунок 9. Пример того, как кошка видит цвета (без учета других параметров зрения). Левая половина: как видит человек с нормальным цветовым зрением; правая половина: как видит кошка.

У некоторых животных в сумерках сверкают глаза (рис. 10). Это всё тоже не просто для того, чтобы пугать вас в ночи.

Рисунок 10. Светящиеся глаза котов. Подробности в тексте.

Если другие млекопитающие-дихроматы или монохроматы могут позавидовать разнообразию цветов, которые видим мы, то по сравнению с членистоногими товарищами нам в пору и погрустить вместе с четвероногими друзьями.

Вероятность того, что фотон с определенной длиной волны обнаружен фоторецепторами.

Рисунок 11. Спектральная чувствительность фоторецепторов: а — человека; б — пчелы (Apismellifera); в — бабочки (Papilioxuthus); г — плодовой мухи (Drosophilamelanogaster). На графике в показана спектральная специфичность только узкополосных рецепторов среди известных восьми фоторецепторов бабочки.

Рисунок 12. Эксперимент по различению цвета раком-богомолом Haptosquilla trispinosa. Кривые изображены как среднее значение ± стандартная ошибка. Горизонтальные пунктирные линии показывают границы для 50% (вероятность) и 60% (дискриминация). а — Реакция животных, обученных выбирать свет с длиной волны 470 нм (n=7) и протестированных на более длинных волнах. в — Реакция животных, обученных выбирать свет с длиной волны 570 нм (n=4) и проверенных на более коротких волнах. Число над каждой точкой указывает протестированный интервал длин волн. б и г — Примеры животных, делающих выбор.

Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, представляющее его прозрачное содержимое — стекловидное тело, хрусталик, водянистая влага в передней и задней камерах.

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.

С функциональной точки зрения, оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: рефракционный (светопреломляющий) и аккомодационный (приспособительный), формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный (рецепторный) аппарат.

Светопреломляющий аппарат глаза представляет собой сложную систему органических линз, формирующих на сетчатке уменьшенное и перевёрнутое изображение внешнего мира, включает в себя роговицу, камерную влагу — жидкости передней и задней камер глаза, хрусталик, а также стекловидное тело, позади которого лежит сетчатка, воспринимающая свет.

Аккомодационный аппарат глаза обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке, а также приспособление глаза к интенсивности освещения. Он включает в себя радужку с отверстием в центре — зрачком — и ресничное тело с ресничным пояском хрусталика.

Фокусировка изображения обеспечивается за счёт изменения кривизны хрусталика, которая регулируется цилиарной мышцей. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет, настраиваясь на видение близко расположенных объектов. При расслаблении мышцы хрусталик становится более плоским, и глаз приспосабливается для видения удалённых предметов. У других животных, в частности, головоногих, при аккомодации превалирует изменение расстояния между хрусталиком и сетчаткой.

Зрачок представляет собой отверстие переменного размера в радужной оболочке. Он выполняет роль диафрагмы глаза, регулируя количество света, падающего на сетчатку. При ярком свете кольцевые мышцы радужки сокращаются, а радиальные расслабляются, при этом зрачок сужается, и количество света, попадающего на сетчатку, уменьшается, это предохраняет её от повреждения. При слабом свете наоборот, радиальные мышцы сокращаются и зрачок расширяется, пропуская в глаз больше света.

Рецепторный аппарат глаза представлен зрительной частью сетчатки, содержащей фоторецепторные клетки (высокодифференцированные нервные элементы), а также тела и аксоны нейронов (проводящие нервное раздражение клетки и нервные волокна), расположенных поверх сетчатки и соединяющиеся в слепом пятне в зрительный нерв.

Сетчатка также имеет слоистое строение. Микроскопически в ней выделяют 10 слоёв. Внешний слой является свето-цветовоспринимающим, он обращён к сосудистой оболочке (внутрь) и состоит из нейроэпителиальных клеток — палочек и колбочек, воспринимающих свет и цвета, следующие слои образованы клетками и нервными волокнами, проводящими нервное раздражение. Толщина сетчатки человека очень мала, на разных участках она составляет от 0,05 до 0,5 мм.

Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней (и задней) камеры, хрусталик и стекловидное тело, пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток — палочек и колбочек. В них протекают фотохимические процессы, обеспечивающие цветовое зрение.

Областью наиболее чувствительного зрения в сетчатке является так называемое жёлтое пятно с центральной ямкой, содержащей только колбочки (здесь толщина сетчатки до 0,08—0,05 мм) — ответственных за цветовое зрение (цветоощущение). То есть вся световая информация, которая попадает на жёлтое пятно, передаётся в мозг наиболее полно. Место на сетчатке, где нет ни палочек, ни колбочек, называется слепым пятном, — оттуда зрительный нерв выходит на другую сторону сетчатки и далее в мозг.

У многих позвоночных позади сетчатки расположен тапетум — особый слой сосудистой оболочки глаза, выполняющий функцию зеркальца. Он отражает прошедший сквозь сетчатку свет обратно на неё, таким образом повышая световую чувствительность глаз. Покрывает всё глазное дно или его часть, визуально напоминает перламутр.

Структура коннекто́ма сетчатки глаза человека картируется в рамках проекта EyeWire.

Как расширить наши границы зрения

Третий опсин, участвующий в восприятии малых длин волн, обеспечивает нам трихроматию. Таким образом, три фотопигмента колбочек с их различной чувствительностью могут соответствовать видимому спектру путем комбинации трех цветов, а именно красного, зеленого и синего (рис. 13а). Есть и другая теория, которая предполагает, что определенные пары цветов не могут быть видны вместе, например, красный и зеленый или синий и желтый (рис. 13б).

Рисунок 13. Восприятие света человеком (трихроматия). а — Показаны спектры видимого света с нормализованной спектральной чувствительностью колбочек и палочек. б — Упрощенная модель поглощения света и обработки нейронами, теория «цветных оппонентов». Цвета монохроматического света от синего к красному представлены от коротких до длинных волн. Соответствующая величина спектральной чувствительности колбочек иллюстрируется размером каждого конуса. Конусы окрашены в соответствии с их спектральной чувствительностью: красный для L/LWS, зеленый для M/LWS и синий для фоторецепторных колбочек SWS1. Упрощенная обработка сигналов колбочек через малые ганглиозные клетки представлена серыми линиями, что в итоге приводит к восприятию цвета (здесь не учтен вклад клеток-фоторецепторов палочек и меланопсинсодержащих ганглиозных клеток).

Так стоит ли человеку расширять диапазон видимого света и как можно этого достичь? Для того чтобы ответить на эти вопросы, надо разобраться в таком явлении как дальтонизм.

Нарушения зрительного восприятия

Самый массовый недостаток — несоответствие оптической силы глаза и его длины, приводящее к ухудшению видимости близких или удалённых предметов.

Дальнозоркостью называется такая аномалия рефракции, при которой лучи света, попадающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а позади неё. В лёгких формах глаз с хорошим запасом аккомодации компенсирует зрительный недостаток с помощью увеличения кривизны хрусталика цилиарной мышцой.

При более сильной дальнозоркости (3 дптр и выше) зрение плохое не только вблизи, но и вдаль, причём глаз не способен скомпенсировать дефект самостоятельно. Дальнозоркость обычно бывает врождённой и не прогрессирует (обычно уменьшается к школьному возрасту).

При дальнозоркости назначают очки для чтения или постоянного ношения. Для очков подбираются собирающие линзы (перемещают фокус вперёд на сетчатку), при использовании которых зрение пациента становится наилучшим.

Несколько отличается от дальнозоркости пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Пресбиопия развивается вследствие утраты хрусталиком эластичности (что является нормальным результатом его развития). Этот процесс начинается ещё в школьном возрасте, но человек обычно замечает ослабление зрения вблизи после 40 лет. ( Хотя в 10 лет дети-эмметропы могут читать на расстоянии 7 см, в 20 лет — уже минимум 10 см, а в 30 — 14 см и так далее.) Старческая дальнозоркость развивается постепенно, и к 65—70 годам человек уже полностью теряет способность аккомодировать, развитие пресбиопии завершено.

В подростковом возрасте близорукость часто прогрессирует (глаза постоянно напрягаются для работы вблизи, из-за чего глаз компенсаторно растёт в длину). Прогрессия близорукости иногда принимает злокачественную форму, при которой зрение падает на 2—3 диоптрии в год, наблюдается растяжение склеры, происходят дистрофические изменения сетчатки. В тяжёлых случаях возникает опасность отслойки перерастянутой сетчатки при физической нагрузке или внезапном ударе. Остановка прогрессии близорукости обычно наступает к 25—30 годам, когда перестаёт расти организм. При стремительной прогрессии зрение к тому времени падает до −25 диоптрий и ниже, очень сильно калеча глаза и резко нарушая качество зрения вдаль и вблизи (все, что человек видит, — это мутные очертания без какого-либо детализированного зрения), причём такие отклонения очень тяжело поддаются полноценному исправлению оптикой: толстые очковые стёкла создают сильные искажения и уменьшают предметы визуально, отчего человек не видит достаточно хорошо даже в очках. В таких случаях лучшего эффекта можно добиться с помощью контактной коррекции.

Несмотря на то, что вопросу остановки прогрессирования близорукости посвящены сотни научно-медицинских работ, до сих пор нет доказательств эффективности ни одного метода лечения прогрессирующей близорукости, включая операции (склеропластика).

При близорукости часто прибегают к лазерной коррекции зрения (воздействие на роговицу с помощью лазерного луча с целью уменьшения её кривизны). Этот метод коррекции не до конца безопасный, но в большинстве случаев удаётся добиться значительного улучшения зрения после операции.

Дефекты близорукости и дальнозоркости могут быть преодолены с помощью очков, контактных линз или восстановительных курсов гимнастики.

Астигматизм — дефект оптики глаза, вызванный неправильной формой роговицы и (или) хрусталика. У всех людей формы роговицы и хрусталика отличаются от идеального тела вращения (то есть все люди имеют астигматизм той или иной степени). В тяжёлых случаях вытягивание по одной из осей может быть очень сильным, кроме того, роговица может иметь дефекты кривизны, вызванные другими причинами (ранениями, перенесёнными инфекционными заболеваниями и т. д.). При астигматизме лучи света преломляются с разной силой в разных меридианах, в результате чего изображение получается искривлённым и местами нечётким. В тяжёлых случаях искажения настолько сильны, что значительно снижают качество зрения.

Астигматизм легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями — вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче. У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0,5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.

Данный дефект компенсируется очками с цилиндрическими линзами, имеющими различную кривизну по горизонтали и вертикали и контактными линзами, (жёсткими или мягкими торическими), также, как и очковыми линзами, имеющими разную оптическую силу в разных меридианах.

Если в сетчатке глаза выпадает или ослаблено восприятие одного из трёх основных цветов, то человек не воспринимает какой-то цвет. Есть «цветнослепые» на красный, зелёный и сине-фиолетовый цвет. Редко встречается парная, или даже полная цветовая слепота. Чаще встречаются люди, которые не могут отличить красный цвет от зелёного. Такой недостаток зрения был назван дальтонизмом — по имени английского учёного Д. Дальтона, который сам страдал таким расстройством цветного зрения и впервые описал его.

Дальтонизм неизлечим, передаётся по наследству (сцеплен с Х-хромосомой). Иногда он возникает после некоторых глазных и нервных болезней.

Дальтоников не допускают к работам, связанным с вождением транспорта на дорогах общего пользования. Очень важно хорошее цветоощущение для моряков, лётчиков, химиков, геологов-минералогов, художников, поэтому для некоторых профессий цветовое зрение проверяют с помощью специальных таблиц.

Скотома (греч.  — темнота) — пятнообразный дефект в поле зрения глаза, вызванный заболеванием в сетчатке, болезнями зрительного нерва, глаукомой. Это участки (в пределах поля зрения), в которых зрение существенно ослаблено, или отсутствует. Иногда скотомой называют слепое пятно — область на сетчатке, соответствующая диску зрительного нерва (т. н. физиологическая скотома).

Абсолютная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение отсутствует. Относительная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение значительно снижено.

Предположить наличие скотомы можно самостоятельно, проведя исследование с помощью теста Амслера.

Мы воспринимаем свет благодаря тому, что его лучи проходят через оптическую систему глаза. Там возбуждение обрабатывается и передаётся в центральные отделы зрительной системы. Сетчатка — это сложная оболочка глаза, содержащая несколько слоёв клеток, различных по форме и функциям.

Первый (внешний) слой — пигментный, состоит из плотно расположенных эпителиальных клеток, содержащих чёрный пигмент фусцин. Он поглощает световые лучи, способствуя более четкому изображению предметов. Второй слой — рецепторный, образован светочувствительными клетками — зрительными рецепторами — фоторецепторами: колбочками и палочками. Они воспринимают свет и превращают его энергию в нервные импульсы.

В сетчатке человека насчитывают около 130 млн палочек и 7 млн колбочек. Расположены они неравномерно: в центре сетчатки находятся преимущественно колбочки, дальше от центра — колбочки и палочки, а на периферии преобладают палочки.

Колбочки обеспечивают восприятие формы и цвета предмета. Они малочувствительны к свету, возбуждаются только при ярком освещении. Больше колбочек вокруг центральной ямки. Это место скопления колбочек называют жёлтым пятном. Жёлтое пятно, особенно его центральную ямку, считают местом наилучшего видения. В норме изображение всегда фокусируется оптической системой глаза на жёлтом пятне. При этом предметы, которые воспринимаются периферическим зрением, различаются хуже.

Палочки имеют удлинённую форму, цвет не различают, но очень чувствительны к свету и поэтому возбуждаются даже при малом, так называемом сумеречном, освещении. Поэтому мы можем видеть даже в плохо освещённой комнате или в сумерках, когда очертания предметов едва отличаются. Благодаря тому, что палочки преобладают на периферии сетчатки, мы способны видеть «уголком глаза», что происходит вокруг нас.

Итак, фоторецепторы воспринимают свет и превращают его в энергию нервного импульса, который продолжает свой путь в сетчатке и проходит через третий слой клеток, образованный соединением фоторецепторов с нервными клетками, имеющими по два отростка (их называют биполярными). Далее информация по зрительным нервам через средний и промежуточный мозг передаётся в зрительные зоны коры головного мозга. На нижней поверхности мозга зрительные нервы частично пересекаются, поэтому часть информации от правого глаза поступает в левое полушарие и наоборот.

Место, где зрительный нерв выходит из сетчатки, называется слепым пятном. Оно лишено фоторецепторов. Предметы, изображение которых попадает на этот участок, не видны. Площадь слепого пятна сетчатки глаза человека (в норме) составляет от 2,5 до 6 мм².

Строение глаза человека

Схема человеческога глаза

Глаз, или орган зрения, состоит из глазного яблока, зрительного нерва. Отдельно существуют вспомогательные органы (веки, слёзный аппарат, мышцы глазного яблока).

Он легко вращается вокруг разных осей: вертикальной (вверх-вниз), горизонтальной (влево-вправо) и так называемой оптической оси. Вокруг глаза расположены три пары мышц, ответственных за перемещение глазного яблока (и обладающих активной подвижностью): 4 прямые (верхняя, нижняя, внутренняя и наружная) и 2 косые (верхняя и нижняя). Этими мышцами управляют сигналы, которые нервы глаза получают из мозга. В глазу находятся, пожалуй, самые быстродействующие двигательные мышцы в организме человека. Так, при рассматривании (сосредоточенной фокусировке) иллюстрации глаз совершает за сотую долю секунды огромное количество микродвижений. Если взгляд задержан (сфокусирован) на одной точке, глаз при этом непрерывно совершает небольшие, но очень быстрые движения-колебания. Их количество доходит до 123 в секунду.

Глазное яблоко отделено от остальной части глазницы плотным фиброзным слоем — теноновой капсулой (фасцией), позади которой находится жировая клетчатка. Под жировой клетчаткой скрыт капиллярный слой.

Конъюнктива — соединительная (слизистая) оболочка глаза в виде тонкой прозрачной плёнки покрывает заднюю поверхность век и переднюю часть глазного яблока поверх склеры до роговицы (образует при открытых веках — глазную щель). Обладая богатым сосудисто-нервным аппаратом, конъюнктива реагирует на любые раздражения (конъюнктивальный рефлекс).

Собственно глаз, или глазное яблоко (лат. ), — парное образование неправильной шарообразной формы, расположенное в каждой из глазных впадин (орбит) черепа человека и других животных.

Внешнее строение человеческого глаза

Для осмотра доступен только передний, меньший, наиболее выпуклый отдел глазного яблока — роговица, и окружающая его часть (склера); остальная, большая, часть залегает в глубине глазницы.

Глаз имеет не совсем правильную шарообразную (почти сферическую) форму, диаметром примерно 24 мм. Длина его сагиттальной оси в среднем равна 24 мм, горизонтальной — 23,6 мм, вертикальной — 23,3 мм. Объём у взрослого человека в среднем равен 7,448 см³. Масса глазного яблока 7—8 г.

Размер глазного яблока в среднем одинаков у всех людей, различаясь лишь в долях миллиметров.

В глазном яблоке различают два полюса: передний и задний. Передний полюс соответствует наиболее выпуклой центральной части передней поверхности роговицы, а задний полюс располагается в центре заднего сегмента глазного яблока, несколько снаружи от места выхода зрительного нерва.

Линия, соединяющая оба полюса глазного яблока, называется наружной осью глазного яблока. Расстояние между передним и задним полюсами глазного яблока является его наибольшим размером и равно примерно 24 мм.

Другой осью в глазном яблоке является внутренняя ось — она соединяет точку внутренней поверхности роговицы, соответствующую её переднему полюсу, с точкой на сетчатке, соответствующей заднему полюсу глазного яблока, её размер в среднем составляет 21,5 мм.

При наличии более длинной внутренней оси лучи света после преломления в глазном яблоке собираются в фокусе впереди сетчатки. При этом хорошее зрение предметов возможно только на близком расстоянии — близорукость, миопия.

Если внутренняя ось глазного яблока относительно короткая, то лучи света после преломления собираются в фокусе позади сетчатки. В этом случае видение вдаль лучше, чем вблизи, — дальнозоркость, гиперметропия.

Наибольший поперечный размер глазного яблока у человека в среднем равен 23,6 мм, а вертикальный — 23,3 мм. Преломляющая сила оптической системы глаза при покое аккомодации (зависит от радиуса кривизны преломляющих поверхностей (роговица, хрусталик — передняя и задняя поверхности обоих, — всего 4) и от отстояния их друг от друга) составляет в среднем 59,92 D. Для рефракции глаза имеет значение длина оси глаза, то есть расстояние от роговицы до жёлтого пятна; оно составляет в среднем 25,3 мм (Б. В. Петровский). Поэтому Рефракция глаза зависит от соотношения между преломляющей силой и длиной оси, что определяет положение главного фокуса по отношению к сетчатке и характеризует оптическую установку глаза. Различают три основные рефракции глаза: «нормальную» рефракцию (фокус на сетчатке), дальнозоркость (за сетчаткой) и близорукость (фокус спереди сетчатки).

Выделяют также зрительную ось глазного яблока, которая простирается от его переднего полюса до центральной ямки сетчатки.

Линия, соединяющая точки наибольшей окружности глазного яблока во фронтальной плоскости, называется экватором. Он находится на 10—12 мм позади края роговицы. Линии, проведённые перпендикулярно экватору и соединяющие на поверхности яблока оба его полюса, носят название меридианов. Вертикальный и горизонтальный меридианы делят глазное яблоко на отдельные квадранты.

Внутреннее строение глазного яблока

1. Стекловидное тело 2. Зубчатый край 3. Ресничная (аккомодационная) мышца 4. Ресничный (цилиарный) поясок 5. Шлеммов канал 6. Зрачок 7. Передняя камера 8. Роговица 9. Радужная оболочка 10. Кора хрусталика 11. Ядро хрусталика 12. Цилиарный отросток 13. Конъюнктива 14. Нижняя косая мышца 15. Нижняя прямая мышца 16. Медиальная прямая мышца 17. Артерии и вены сетчатки 18. Слепое пятно 19. Твердая мозговая оболочка 20. Центральная артерия сетчатки 21. Центральная вена сетчатки 22. Зрительный нерв 23. Вортикозная вена 24. Влагалище глазного яблока 25. Жёлтое пятно 26. Центральная ямка 27. Склера 28. Сосудистая оболочка глаза 29. Верхняя прямая мышца 30. Сетчатка

С функциональной точки зрения оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: рефракционный (светопреломляющий) и аккомодационный (приспособительный), формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный (рецепторный) аппарат.

Зрачок представляет собой отверстие переменного размера в радужке. Он выполняет роль диафрагмы глаза, регулируя количество света, падающего на сетчатку. При ярком свете кольцевые мышцы радужки сокращаются, а радиальные расслабляются, при этом зрачок сужается, и количество света, попадающего на сетчатку, уменьшается, это предохраняет её от повреждения. При слабом свете наоборот сокращаются радиальные мышцы, и зрачок расширяется, пропуская в глаз больше света.

Сетчатка также имеет слоистое строение. Устройство сетчатой оболочки чрезвычайно сложное. Микроскопически в ней выделяют 10 слоёв. Самый наружный слой является свето-(цвето-)воспринимающим, он обращён к сосудистой оболочке (внутрь) и состоит из нейроэпителиальных клеток — палочек и колбочек, воспринимающих свет и цвета (у человека световоспринимающая поверхность сетчатки очень мала — 0,4-0,05 мм², следующие слои образованы проводящими нервное раздражение клетками и нервными волокнами).

Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней и задней камеры, хрусталик и стекловидное тело, пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток — палочек и колбочек. В них протекают фотохимические процессы, обеспечивающие цветовое зрение (подробнее см. Цвет и Цветоощущение). Сетчатка позвоночных анатомически «вывернута наизнанку», поэтому фоторецепторы расположены в задней части глазного яблока (конфигурацией «задом наперёд»). Чтобы достичь их, свету необходимо пройти через несколько слоёв клеток.

Областью наиболее чувствительного (центрального) зрения в сетчатке является жёлтое пятно с центральной ямкой, содержащей только колбочки (здесь толщина сетчатки до 0,08—0,05 мм). В области жёлтого пятна сосредоточена также основная часть рецепторов, ответственных за цветовое зрение (цветоощущение). Световая информация, которая попадает на жёлтое пятно, передаётся в мозг наиболее полно. Место на сетчатке, где нет ни палочек, ни колбочек, называется слепым пятном; оттуда зрительный нерв выходит на другую сторону сетчатки и далее в мозг.

Функции глаза

Зрительная система в целом обеспечивает восприятие объектов, находящихся в поле зрения. Глаз представляет собой оптическую систему, которая проецирует изображение рассматриваемого предмета, находящегося вблизи или на расстоянии. Кроме восприятия картинки, глаз преобразует ее в информацию и передает в виде импульсов в кору головного мозга для дальнейшей обработки и восприятия трехмерного изображения.

Фасеточные глаза и простые глазки стрекозы

Фоторецепторная способность найдена у некоторых простейших существ. Беспозвоночные, многие черви, а также двустворчатые моллюски имеют глаза простейшей структуры — без хрусталика. Среди моллюсков только головоногие имеют сложные глаза, похожие на глаза позвоночных.

Несмотря на то, что глаз обладает сложным строением, его анатомические исследования проводились с незапамятных веков. Так во времена Древнего Египта (около 2500 г. до н.э.) в египетских папирусах уже содержалось описание глазных болезней и их методов лечения. В Древней Греции (V век до н.э.) первым, кто проводил анатомические исследования глаза и описал его структуру и связь с мозгом, считается греческий философ Алкмеон из Кротона.

Само глазное яблоко располагается в глазнице – полости в черепе, которая надежно защищает глаз и его придатки. Рассмотрим строение зрительного органа поподробнее.

Роговица – прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. Она имеет большую преломляющую силу и помогает фокусировать свет на сетчатке.

Радужка – окрашенная часть глаза, которая контролирует размер зрачка и регулирует количество света, попадающего в глаз.

Зрачок – черное круглое отверстие в центре радужки. Он регулирует количество света, попадающего в глаз.

Хрусталик – прозрачная линза, которая может менять свою форму и помогает фокусировать свет на сетчатке.

Сетчатка – внутренний слой глаза, содержащий фоторецепторные клетки – стержни и колбочки. Они преобразуют свет в нервные импульсы, которые передаются по зрительному нерву в мозг для обработки.

Передняя камера глаза – пространство между задней поверхностью роговицы и передней поверхностью радужки. В ней находится внутриглазная жидкость, которая поддерживает форму глаза, обеспечивает питание и защиту передней части глаза, а также помогает в поддержании оптической прозрачности роговицы

Склера – белая, прочная и волокнистая оболочка, которая окружает большую часть глазного яблока. Склера служит защитной оболочкой для внутренних структур глаза, обеспечивает определенную форму и прочность глаза, а также является точкой прикрепления для мышц, контролирующих его движение.

Стекловидное тело – прозрачная, желатиновая субстанция, заполняющая заднюю часть глазного яблока между хрусталиком и сетчаткой. Стекловидное тело поддерживает форму глаза, помогает фокусировать свет на сетчатке, а также защищает ее от повреждений.

Сосудистая оболочка – это оболочка, состоящая из сосудов, которая окружает заднюю часть глазного яблока и обеспечивает питание и кровоснабжение внутренних структур глаза, включая сетчатку и хрусталик.

Зрительный нерв –  нерв, который передает нервные импульсы от сетчатки глаза в мозг для обработки и интерпретации визуальной информации. Он позволяет нам видеть и воспринимать окружающий мир.

Диск зрительного нерва – место, где зрительный нерв выходит из сетчатки глаза. Он также называется . Диск зрительного нерва не содержит фоторецепторных клеток и, следовательно, не способен воспринимать свет. Он является местом, где нервные волокна собираются и выходят из глаза, образуя зрительный нерв.

Ресничное тело – это часть сосудистой оболочки глаза, которая обеспечивает процесс аккомодации и служит опорой для хрусталика.

Веки защищают глаз от внешних воздействий и помогают распределить слезную жидкость по его поверхности.

Конъюнктива – тонкая прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза и внутреннюю поверхность век. Она защищает глаз от инфекций и помогает смазывать его поверхность.

Слезные железы вырабатывают слезную жидкость, которая смазывает и защищает поверхность глаза.

Слезные точки, канальцы, слезный мешок и носослезный проток образуют систему для отвода слезной жидкости с поверхности глаза.

Анатомические исследования глаза продолжаются и в настоящее время, внося важный вклад в понимание его структуры и функций, а также помогают разрабатывать новые методы лечения глазных заболеваний и улучшать качество зрения у людей.

Извлечение осколков из глаза с помощью электромагнита. 1915

Изучением заболеваний глаз занимается наука офтальмология.

Существует множество заболеваний, при которых происходит поражение органа зрения. При некоторых из них патология возникает первично в самом глазу, при других заболеваниях вовлечение в процесс органа зрения происходит как осложнение уже существующих заболеваний.

К первым относят врождённые аномалии органа зрения, опухоли, повреждения органа зрения, а также инфекционные и неинфекционные заболевания глаз у детей и взрослых.

Также поражение глаз происходит при таких общих заболеваниях как сахарный диабет, базедова болезнь, гипертоническая болезнь и других.

Инфекционные болезни глаз: трахома, туберкулёз, сифилис и др.

Паразитарные болезни глаз: демодекоз глаз, онхоцеркоз, офтальмомиаз (см. Миазы), телязиоз, цистицеркоз и др.

Некоторые из первичных заболевания глаз:

Интересные факты о глазах человека

Вес одного глаза взрослого человека составляет 8 г, а диаметр – 2,5 см.

1/6 часть глаза видна, остальное скрыто веками и находится внутри глазницы.

Радужная оболочка имеет 256 уникальных характеристик, а в отпечатках пальцев их всего лишь 40.

Глаз моргает со скоростью 5 раз в секунду.

Пропускную способность нервного канала, по которому передается информация от сетчатки в кору головного мозга, можно сравнить с интернет-каналом провайдера в крупном городе.

Глаз может сфокусироваться в течение одной секунды на 50 объектах.

Из-за гравитации в космосе астронавты не могут плакать.

Особенности строения глаз человека

Глаз имеет шарообразную форму и расположен в глазнице вместе с мышцами, нервами, кровеносными сосудами и слезными железами.

Склера – это внешняя оболочка глаза, которая по передней части глаза имеет дополнительный защитный слой конъюнктивы. На задней поверхности склеры находится сосудистая оболочка, которая обеспечивает кровоснабжение глаза.

К сосудистой оболочке тесно прилегает сетчатка. Ткани сетчатки состоят из светочувствительных рецепторов (палочек и колбочек), а также нервных окончаний. Колбочки обеспечивают цветное видение объектов, а палочки помогают человеку видеть в сумеречное время при недостаточной освещенности. Палочек в сравнении с колбочками значительно больше. Для передачи нервных импульсов от сетчатки ведут отростки нейронов, формирующие зрительный нерв. При помощи зрительного нерва обеспечивается передача информации от глаза к мозгу.

Стекловидное тело является внутренней основой глаза. Оно поддерживает его форму и отвечает за обменные процессы.

Роговица – прозрачная передняя оболочка глаза, расположенная перед зрачком и радужкой. Роговица является важным элементом, обеспечивающим преломление световых лучей во время зрительной функции и фокусировку их на сетчатке.

Радужная оболочка регулирует светопоток. При сокращении мышц меняется размер расположенного в центре зрачка, который уменьшается при большом количестве света. В зависимости от количества пигментных клеток в радужке определяется цвет глаза человека.

Хрусталик – это природная линза, которая у здорового человека эластичная и прозрачная. Для фокусировки зрения на объекте хрусталик под воздействием глазных мышц выгибается и меняет свою форму, чтобы человек мог видеть вблизи и вдаль.

Способы коррекции недостатков зрения

Стремление улучшить зрение связано с попыткой преодолеть как дефекты зрения, так и его естественные ограничения.

В зависимости от характера и причин нарушения зрения для коррекции дефектов зрительного восприятия используют различные технические приспособления, специальные упражнения, а также несколько видов оперативного вмешательства (микрохирургия, имплантация хрусталика, лазерная коррекция зрения и др.).

Основная статья: Очки

Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.

Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы, например, микроскопы и телескопы.

Привести оптические свойства глаза в норму возможно изменением кривизны роговицы. Для этого в определённых местах роговица испаряется лазерным лучом, что приводит к изменению её формы. Основные способы лазерной коррекции зрения — ФРК и LASIK.

Механизмы зрения

В действительности, то, что мы видим, — это свет, который представляет собой электромагнитное излучение с различными длинами волн: от коротких (синяя область спектра) до длинных (красная область спектра) (рис. 4).

Рисунок 4. Спектр света — часть спектра электромагнитного излучения

Рисунок 6. Схема строения сетчатки

Многоцветность воспринимается благодаря тому, что колбочки реагируют на определённый спектр света изолированно. Существует три типа колбочек. Колбочки первого типа реагируют преимущественно на красный цвет, второго — на зелёный и третьего — на синий. Эти цвета называют основными. Под действием волн различной длины колбочки каждого типа возбуждаются неодинаково. Вследствие этого каждая длина волны воспринимается как особый цвет. Например, когда мы смотрим на радугу, то самыми заметными для нас кажутся основные цвета (красный, зелёный, синий).

Оптическим смешением основных цветов можно получить остальные цвета и оттенки. Если все три типа колбочек возбуждаются одновременно и одинаково, возникает ощущение белого цвета.

Некоторые люди, так называемые тетрахроматы, способны видеть излучения, выходящие за пределы видимого глазом обычного человека спектра и различают цвета, которые для обычного человека воспринимаются как идентичные.

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.

Анатомия и роль органов зрения

Глаз является одним из самых важных органов человека, который позволяет нам воспринимать окружающий мир. Зрение человека – это абсолютно уникальная система, которая отвечает за примерно 80% от общего восприятия информации.

Глазное яблоко располагается в полости черепа – глазнице – и имеет форму сферы или шара. Состоит оно из трех оболочек: склеры, сосудистой оболочки и сетчатки. В этой статье мы подробно разберем строение органов зрения, а также поделимся информацией о первых анатомических открытиях ученых.

Эволюция глаза: глазное пятно — глазная ямка — глазной бокал — глазной пузырь — глазное яблоко.

У беспозвоночных животных встречаются 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 как, например, науплиальный глаз ракообразных) или пара сложных фасеточных глаз. Среди членистоногих некоторые виды одновременно имеют и простые, и сложные глаза. Например, 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. Принято считать, что эволюция фасеточных глаз произошла 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.

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

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.