Зрението е каналът, чрез който човек получава приблизително 70% от всички данни за света, който го заобикаля. И това е възможно само поради причината, че човешкото зрение е една от най-сложните и невероятни зрителни системи на нашата планета. Ако нямаше зрение, най-вероятно просто щяхме да живеем в тъмнина.
Човешкото око има перфектна структура и осигурява зрение не само цветно, но и триизмерно и с най-висока острота. Той има способността незабавно да променя фокуса на различни разстояния, да регулира количеството входяща светлина, да прави разлика между огромен брой цветове и още повече нюанси, да коригира сферични и хроматични аберации и т.н. С мозъка на окото са свързани шест нива на ретината, в които дори преди информацията да бъде изпратена до мозъка, данните преминават през етапа на компресия.
Но как е устроено зрението ни? Как чрез усилване на цвета, отразен от обектите, да го трансформираме в изображение? Ако се замислим сериозно, можем да заключим, че устройството на човешката зрителна система е „обмислено“ до най-малкия детайл от Природата, която го е създала. Ако предпочитате да вярвате, че Творецът или някаква Висша сила са отговорни за създаването на човека, тогава можете да припишете тази заслуга на тях. Но нека не разбираме, а да продължим разговора за устройството на зрението.
Огромно количество детайли
Структурата на окото и неговата физиология може да се нарече наистина идеална. Помислете сами: двете очи са в костните кухини на черепа, които ги предпазват от всякакви повреди, но те стърчат от тях само за да се осигури възможно най-широк хоризонтален изглед.
Разстоянието, на което очите са раздалечени, осигурява пространствена дълбочина. А самите очни ябълки, както е известно със сигурност, имат сферична форма, поради което могат да се въртят в четири посоки: наляво, надясно, нагоре и надолу. Но всеки от нас приема всичко това за даденост - малко хора се замислят какво би станало, ако очите ни бяха квадратни или триъгълни или движението им беше хаотично - това би направило зрението ограничено, хаотично и неефективно.
И така, структурата на окото е изключително сложна, но точно това прави възможно около четири дузини от различните му компоненти да работят. И дори ако нямаше дори един от тези елементи, процесът на виждане би престанал да се извършва, както трябва да се извършва.
За да видите колко сложно е окото, ви предлагаме да обърнете внимание на фигурата по-долу.
Нека да поговорим за това как процесът на визуално възприятие се прилага на практика, какви елементи на зрителната система участват в това и за какво е отговорен всеки от тях.
Преминаването на светлината
Когато светлината се доближава до окото, светлинните лъчи се сблъскват с роговицата (известна още като роговица). Прозрачността на роговицата позволява светлината да преминава през нея във вътрешната повърхност на окото. Прозрачността, между другото, е най-важната характеристика на роговицата и тя остава прозрачна поради факта, че специален протеин, който съдържа, инхибира развитието на кръвоносните съдове - процес, който се случва в почти всяка тъкан на човешкото тяло. В случай, че роговицата не е прозрачна, другите компоненти на зрителната система няма да имат значение.
Освен всичко друго, роговицата предотвратява навлизането на мръсотия, прах и всякакви химически елементи във вътрешните кухини на окото. А кривината на роговицата й позволява да пречупва светлината и да помага на лещата да фокусира светлинните лъчи върху ретината.
След като светлината премине през роговицата, тя преминава през малък отвор, разположен в средата на ириса. Ирисът е кръгла диафрагма, разположена пред лещата точно зад роговицата. Ирисът също е елементът, който придава цвета на очите, а цветът зависи от преобладаващия пигмент в ириса. Централната дупка в ириса е зеницата, позната на всеки от нас. Размерът на този отвор може да се променя, за да се контролира количеството светлина, навлизащо в окото.
Размерът на зеницата ще се променя директно с ириса и това се дължи на уникалната му структура, тъй като се състои от два различни вида мускулна тъкан (дори тук има мускули!). Първият мускул е циркулярен компресивен - разположен е в ириса кръгово. Когато светлината е ярка, тя се свива, в резултат на което зеницата се свива, сякаш се придърпва навътре от мускула. Вторият мускул се разширява - разположен е радиално, т.е. по радиуса на ириса, който може да се сравни със спиците в колелото. При тъмна светлина този втори мускул се свива и ирисът отваря зеницата.
Много хора все още изпитват известни затруднения, когато се опитват да обяснят как протича формирането на горепосочените елементи на човешката зрителна система, защото във всяка друга междинна форма, т.е. на който и да е еволюционен етап те просто не биха могли да работят, но човек вижда от самото начало на своето съществуване. мистерия...
Фокусиране
Заобикаляйки горните етапи, светлината започва да преминава през лещата зад ириса. Лещата е оптичен елемент с формата на изпъкнала продълговата топка. Лещата е абсолютно гладка и прозрачна, в нея няма кръвоносни съдове и се намира в еластична торбичка.
Преминавайки през лещата, светлината се пречупва, след което се фокусира върху ретиналната ямка - най-чувствителното място, съдържащо максимален брой фоторецептори.
Важно е да се отбележи, че уникалната структура и състав осигурява на роговицата и лещата висока пречупваща сила, което гарантира късо фокусно разстояние. И колко удивително е, че такава сложна система се побира само в една очна ябълка (само си помислете как би изглеждал човек, ако например е необходим метър, за да фокусира светлинните лъчи, идващи от обекти!).
Не по-малко интересен е фактът, че комбинираната сила на пречупване на тези два елемента (роговица и леща) е в отлично съотношение с очната ябълка и това може спокойно да се нарече още едно доказателство, че зрителната система е създадена просто ненадмината, т.к. процесът на фокусиране е твърде сложен, за да се говори за нещо, което се е случило само чрез поетапни мутации - еволюционни етапи.
Ако говорим за обекти, разположени близо до окото (като правило, разстоянието под 6 метра се счита за близко), тогава тук е още по-любопитно, защото в тази ситуация пречупването на светлинните лъчи е още по-силно. Това се осигурява от увеличаване на кривината на лещата. Лещата е свързана с цилиарните ленти с цилиарния мускул, който чрез свиване позволява на лещата да придобие по-изпъкнала форма, като по този начин се увеличава нейната пречупваща сила.
И тук отново е невъзможно да не споменем най-сложната структура на лещата: тя се състои от много нишки, които се състоят от клетки, свързани помежду си, и тънки ленти го свързват с цилиарното тяло. Фокусирането се извършва под контрола на мозъка изключително бързо и на пълен "автоматик" - невъзможно е човек да извърши такъв процес съзнателно.
Значението на "филм"
Фокусирането води до фокусиране на изображението върху ретината, която е многослойна, светлочувствителна тъкан, която покрива задната част на очната ябълка. Ретината съдържа приблизително 137 000 000 фоторецептора (за сравнение могат да се цитират съвременни цифрови фотоапарати, в които има не повече от 10 000 000 такива сензорни елемента). Такъв огромен брой фоторецептори се дължи на факта, че те са разположени изключително плътно - около 400 000 на 1 mm².
Тук няма да е излишно да цитираме думите на микробиолога Алън Л. Гилън, който говори в книгата си "Тяло по дизайн" за ретината като за шедьовър на инженерния дизайн. Той смята, че ретината е най-удивителният елемент на окото, сравним с фотографския филм. Светлочувствителната ретина, разположена в задната част на очната ябълка, е много по-тънка от целофана (дебелината й е не повече от 0,2 mm) и много по-чувствителна от който и да е фотографски филм, създаден от човека. Клетките на този уникален слой са способни да обработват до 10 милиарда фотона, докато най-чувствителната камера може да обработва само няколко хиляди от тях. Но още по-удивително е, че човешкото око може да улови няколко фотона дори на тъмно.
Общо ретината се състои от 10 слоя фоторецепторни клетки, 6 слоя от които са слоеве от светлочувствителни клетки. 2 вида фоторецептори имат специална форма, поради което се наричат колбички и пръчици. Пръчките са изключително чувствителни към светлина и осигуряват на окото черно-бяло възприятие и нощно виждане. Конусите от своя страна не са толкова възприемчиви към светлината, но са в състояние да различават цветовете - оптималната работа на конусите се отбелязва през деня.
Благодарение на работата на фоторецепторите, светлинните лъчи се трансформират в комплекси от електрически импулси и се изпращат до мозъка с невероятно висока скорост, а самите импулси преодоляват над един милион нервни влакна за част от секундата.
Комуникацията на фоторецепторните клетки в ретината е много сложна. Конусите и пръчиците не са пряко свързани с мозъка. След като са получили сигнал, те го пренасочват към биполярни клетки и те пренасочват вече обработените от тях сигнали към ганглийни клетки, повече от милион аксони (неврити, през които се предават нервните импулси), които съставляват един зрителен нерв, през който данните влиза в мозъка.
Два слоя интерневрони, преди визуалните данни да бъдат изпратени до мозъка, допринасят за паралелната обработка на тази информация от шест нива на възприятие, разположени в ретината. Това е необходимо, за да могат изображенията да бъдат разпознати възможно най-бързо.
мозъчно възприятие
След като обработената визуална информация влезе в мозъка, той започва да я сортира, обработва и анализира, а също така формира цялостен образ от индивидуални данни. Разбира се, много все още не се знае за работата на човешкия мозък, но дори това, което научният свят може да предостави днес, е достатъчно, за да бъдем изумени.
С помощта на две очи се формират две "картини" на света, който заобикаля човека - по една за всяка ретина. И двете "картини" се предават на мозъка и в действителност човекът вижда два образа едновременно. Но как?
И ето нещо: точката на ретината на едното око съвпада точно с точката на ретината на другото, а това означава, че и двете изображения, влизайки в мозъка, могат да се наслагват едно върху друго и да се комбинират, за да образуват едно изображение. Информацията, получена от фоторецепторите на всяко от очите, се събира в зрителната кора на мозъка, където се появява един образ.
Поради факта, че двете очи могат да имат различна проекция, може да се наблюдават някои несъответствия, но мозъкът сравнява и свързва изображенията по такъв начин, че човек да не усеща несъответствия. Не само това, тези несъответствия могат да се използват за придобиване на усещане за пространствена дълбочина.
Както знаете, поради пречупването на светлината визуалните образи, влизащи в мозъка, първоначално са много малки и обърнати, но „на изхода“ получаваме изображението, което сме свикнали да виждаме.
Освен това в ретината изображението се разделя от мозъка на две вертикално - чрез линия, която минава през ретиналната ямка. Левите части на изображения, направени с двете очи, се пренасочват към, а десните части се пренасочват наляво. Така всяко от полукълбата на гледащия човек получава данни само от една част от това, което вижда. И отново - "на изхода" получаваме солидно изображение без никакви следи от връзката.
Разделянето на изображенията и изключително сложните оптични пътища правят така, че мозъкът да вижда отделно във всяко от своите полукълба, използвайки всяко от очите. Това ви позволява да ускорите обработката на потока от входяща информация, а също така осигурява визия с едното око, ако изведнъж човек по някаква причина спре да вижда с другото.
Може да се заключи, че мозъкът, в процеса на обработка на визуална информация, премахва "слепи" петна, изкривявания, дължащи се на микродвижения на очите, мигане, зрителен ъгъл и др., предлагайки на собственика си адекватен холистичен образ на наблюдаваното.
Друг важен елемент от зрителната система е. Невъзможно е да се омаловажава важността на този въпрос, т.к. за да можем изобщо да използваме мерника правилно, трябва да можем да обръщаме очите си, да ги повдигаме, спускаме, накратко, да движим очите си.
Общо могат да се разграничат 6 външни мускула, които се свързват с външната повърхност на очната ябълка. Тези мускули включват 4 прави (долни, горни, странични и средни) и 2 наклонени (долни и горни).
В момента, когато някой от мускулите се свие, противоположният му мускул се отпуска - това осигурява плавно движение на очите (в противен случай всички движения на очите биха били резки).
При завъртане на две очи движението на всички 12 мускула автоматично се променя (6 мускула за всяко око). И е забележително, че този процес е непрекъснат и много добре координиран.
Според известния офталмолог Питър Жени контролът и координацията на връзката на органите и тъканите с централната нервна система чрез нервите (това се нарича инервация) на всичките 12 очни мускула е един от най-сложните процеси, протичащи в мозъка. Ако добавим към това точността на пренасочване на погледа, плавността и равномерността на движенията, скоростта, с която окото може да се върти (и общо до 700 ° в секунда), и комбинираме всичко това, ще получим мобилен око, което всъщност е феноменално по отношение на производителността. А фактът, че човек има две очи, го прави още по-сложно - при синхронно движение на очите е необходима една и съща мускулна инервация.
Мускулите, които въртят очите, са различни от мускулите на скелета, тъй като те те са съставени от много различни влакна и се контролират от още по-голям брой неврони, в противен случай точността на движенията би станала невъзможна. Тези мускули също могат да се нарекат уникални, тъй като те могат да се свиват бързо и практически не се уморяват.
Като се има предвид, че окото е един от най-важните органи в човешкото тяло, то се нуждае от постоянна грижа. Именно за това е предвидена „интегрираната почистваща система“, която се състои от вежди, клепачи, мигли и слъзни жлези, ако може така да се нарече.
С помощта на слъзните жлези редовно се произвежда лепкава течност, която се движи с бавна скорост надолу по външната повърхност на очната ябълка. Тази течност отмива различни остатъци (прах и др.) от роговицата, след което навлиза във вътрешния слъзен канал и след това се стича надолу по носния канал, като се отделя от тялото.
Сълзите съдържат много силно антибактериално вещество, което унищожава вируси и бактерии. Клепачите изпълняват функцията на почистващи препарати за стъкло - те почистват и овлажняват очите поради неволно мигане на интервал от 10-15 секунди. Заедно с клепачите работят и миглите, които предотвратяват попадането на отпадъци, мръсотия, микроби и др. в окото.
Ако клепачите не изпълняват функцията си, очите на човек постепенно изсъхват и се покриват с белези. Ако нямаше слъзен канал, очите щяха да бъдат постоянно наводнени със слъзна течност. Ако човек не мигаше, отломки щяха да попаднат в очите му и той дори можеше да ослепее. Цялата "система за почистване" трябва да включва работата на всички елементи без изключение, в противен случай тя просто ще престане да функционира.
Очите като индикатор за състоянието
Очите на човек са способни да предават много информация в процеса на взаимодействие с другите хора и света около него. Очите могат да излъчват любов, да горят от гняв, да отразяват радост, страх или безпокойство или умора. Очите показват накъде гледа човек, независимо дали се интересува от нещо или не.
Например, когато хората въртят очи, докато разговарят с някого, това може да се тълкува по напълно различен начин от обичайния поглед нагоре. Големите очи при децата предизвикват наслада и нежност у другите. А състоянието на зениците отразява състоянието на съзнанието, в което се намира човек в даден момент от времето. Очите са индикатор за живот и смърт, ако говорим в глобален смисъл. Може би поради тази причина ги наричат "огледалото" на душата.
Вместо заключение
В този урок разгледахме структурата на зрителната система на човека. Естествено, пропуснахме много подробности (тази сама по себе си тема е много обемна и е проблематично да я вместим в рамките на един урок), но въпреки това се опитахме да предадем материала, така че да имате ясна представа КАК човек вижда.
Няма как да не забележите, че както сложността, така и възможностите на окото позволяват на този орган да надмине дори най-модерните технологии и научни разработки многократно. Окото е ясна демонстрация на сложността на инженерството в огромен брой нюанси.
Но познаването на структурата на зрението, разбира се, е добро и полезно, но най-важното е да знаете как може да се възстанови зрението. Факт е, че начинът на живот на човек, условията, в които живее, и някои други фактори (стрес, генетика, лоши навици, болести и много други) - всичко това често допринася за факта, че с годините зрението може да се влоши, т.е. зрителната система започва да се проваля.
Но влошаването на зрението в повечето случаи не е необратим процес - познавайки определени техники, този процес може да бъде обърнат и зрението да бъде направено, ако не същото като на бебе (въпреки че това понякога е възможно), то толкова добро, колкото възможно за всеки отделен човек. Следователно следващият урок от нашия курс за развитие на зрението ще бъде посветен на методите за възстановяване на зрението.
Гледайте в корена!
Тествайте знанията си
Ако искате да проверите знанията си по темата на този урок, можете да направите кратък тест, състоящ се от няколко въпроса. Само 1 опция може да бъде правилна за всеки въпрос. След като изберете една от опциите, системата автоматично преминава към следващия въпрос. Точките, които получавате, се влияят от правилността на вашите отговори и времето, прекарано за преминаване. Моля, обърнете внимание, че въпросите са различни всеки път и опциите се разбъркват.
Лещата и стъкловидното тяло. Тяхната комбинация се нарича диоптричен апарат. При нормални условия светлинните лъчи се пречупват (пречупват) от зрителна цел от роговицата и лещата, така че лъчите се фокусират върху ретината. Силата на пречупване на роговицата (основният пречупващ елемент на окото) е 43 диоптъра. Изпъкналостта на лещата може да варира, а пречупващата й сила варира между 13 и 26 диоптъра. Благодарение на това лещата осигурява настаняване на очната ябълка към обекти, които са на близки или далечни разстояния. Когато например лъчи светлина от далечен обект навлязат в нормално око (с отпуснат цилиарен мускул), целта се появява на ретината на фокус. Ако окото е насочено към близък обект, те се фокусират зад ретината (т.е. изображението върху него е замъглено), докато не настъпи акомодация. Цилиарният мускул се свива, разхлабвайки напрежението на влакната на пояса; кривината на лещата се увеличава и в резултат на това изображението се фокусира върху ретината.
Роговицата и лещата заедно образуват изпъкнала леща. Светлинните лъчи от обект преминават през възловата точка на лещата и образуват обърнат образ върху ретината, както при фотоапарат. Ретината може да се сравни с фотографски филм, защото и двете улавят визуални изображения. Ретината обаче е много по-сложна. Той обработва непрекъсната последователност от изображения и също така изпраща съобщения до мозъка за движенията на визуални обекти, заплашителни знаци, периодични промени в светлината и тъмнината и други визуални данни за външната среда.
Въпреки че оптичната ос на човешкото око преминава през възловата точка на лещата и точката на ретината между фовеята и главата на зрителния нерв (фиг. 35.2), окуломоторната система ориентира очната ябълка към мястото на обекта, т.нар. точката на фиксиране. От тази точка лъч светлина преминава през възловата точка и се фокусира във фовеята; по този начин тя се движи по зрителната ос. Лъчите от останалата част от обекта се фокусират в областта на ретината около фовеята (фиг. 35.5).
Фокусирането на лъчите върху ретината зависи не само от лещата, но и от ириса. Ирисът действа като диафрагма на камера и регулира не само количеството светлина, навлизащо в окото, но, което е по-важно, дълбочината на зрителното поле и сферичната аберация на лещата. С намаляване на диаметъра на зеницата дълбочината на зрителното поле се увеличава и светлинните лъчи се насочват през централната част на зеницата, където сферичната аберация е минимална. Промените в диаметъра на зеницата възникват автоматично (т.е. рефлекторно) при настройване (приспособяване) на окото към гледане на близки обекти. Следователно, по време на четене или други очни дейности, свързани с разпознаването на малки обекти, качеството на изображението се подобрява от оптичната система на окото.
Качеството на изображението се влияе от друг фактор - разсейването на светлината. Минимизира се чрез ограничаване на светлинния лъч, както и поглъщането му от пигмента на хороидеята и пигментния слой на ретината. В това отношение окото отново прилича на фотоапарат. Там също разсейването на светлината се предотвратява чрез ограничаване на лъча от лъчи и поглъщането му от черната боя, покриваща вътрешната повърхност на камерата.
Фокусирането на изображението се нарушава, ако размерът на зеницата не съответства на рефрактивната сила на диоптричния апарат. При миопия (миопия) изображенията на отдалечени обекти се фокусират пред ретината, без да я достигат (фиг. 35.6). Дефектът се коригира с вдлъбнати лещи. Обратно, при хиперметропия (далечегледство) изображенията на отдалечени обекти се фокусират зад ретината. За отстраняване на проблема са необходими изпъкнали лещи (фиг. 35.6). Вярно, изображението може временно да се фокусира поради акомодация, но цилиарните мускули се уморяват и очите се уморяват. При астигматизъм възниква асиметрия между радиусите на кривина на повърхностите на роговицата или лещата (а понякога и на ретината) в различни равнини. За корекция се използват лещи със специално подбрани радиуси на кривина.
Еластичността на лещата постепенно намалява с възрастта. Намалява ефективността на акомодацията му при гледане на близки предмети (пресбиопия). В ранна възраст силата на пречупване на лещата може да варира в широк диапазон, до 14 диоптъра. До 40-годишна възраст този диапазон намалява наполовина, а след 50 години - до 2 диоптъра и по-малко. Пресбиопията се коригира с изпъкнали лещи.
Човешкото око е забележително еволюционно постижение и отличен оптичен инструмент. Прагът на чувствителност на окото е близо до теоретичната граница поради квантовите свойства на светлината, по-специално дифракцията на светлината. Обхватът на интензитетите, възприемани от окото, е, че фокусът може бързо да се премести от много късо разстояние до безкрайност.
Окото е система от лещи, която формира обърнат реален образ върху светлочувствителна повърхност. Очната ябълка е приблизително сферична с диаметър около 2,3 см. Външната му обвивка представлява почти влакнест непрозрачен слой, т.нар склера. Светлината навлиза в окото през роговицата, която е прозрачна мембрана на външната повърхност на очната ябълка. В центъра на роговицата има цветен пръстен - ирис (ирис)ко ученикпо средата. Те действат като диафрагма, регулирайки количеството светлина, навлизащо в окото.
лещие леща, състояща се от влакнест прозрачен материал. Формата му, а оттам и фокусното му разстояние, могат да се променят с цилиарни мускулиочна ябълка. Пространството между роговицата и лещата е изпълнено с водниста течност и се нарича предна камера. Зад лещата има прозрачно желеобразно вещество, т.нар стъкловидно тяло.
Вътрешната повърхност на очната ябълка е покрита ретината, който съдържа множество нервни клетки - зрителни рецептори: пръчици и конуси,които реагират на зрителни стимули чрез генериране на биопотенциали. Най-чувствителната област на ретината е жълто петно, който съдържа най-голям брой зрителни рецептори. Централната част на ретината съдържа само гъсто опаковани конуси. Окото се завърта, за да види обекта, който се изучава.
Ориз. един.човешко око
Рефракция в окото
Окото е оптическият еквивалент на конвенционалната фотографска камера. Има система от лещи, апертурна система (зеница) и ретина, върху която се фиксира изображението.
Системата на лещите на окото се състои от четири пречупващи среди: роговица, водна камера, леща, стъклено тяло. Показателите им на пречупване не се различават съществено. Те са 1,38 за роговицата, 1,33 за водната камера, 1,40 за лещата и 1,34 за стъкловидното тяло (фиг. 2).
Ориз. 2.Окото като система от пречупващи среди (числата са индекси на пречупване)
В тези четири пречупващи повърхности светлината се пречупва: 1) между въздуха и предната повърхност на роговицата; 2) между задната повърхност на роговицата и водната камера; 3) между водната камера и предната повърхност на лещата; 4) между задната повърхност на лещата и стъкловидното тяло.
Най-силно пречупване се получава на предната повърхност на роговицата. Роговицата има малък радиус на кривина, а индексът на пречупване на роговицата е най-различен от този на въздуха.
Силата на пречупване на лещата е по-малка от тази на роговицата. Той съставлява около една трета от общата пречупваща сила на системите от очни лещи. Причината за тази разлика е, че течностите около лещата имат показатели на пречупване, които не се различават значително от индекса на пречупване на лещата. Ако лещата се извади от окото, заобиколена от въздух, тя има индекс на пречупване почти шест пъти по-голям, отколкото в окото.
Обективът изпълнява много важна функция. Неговата кривина може да се променя, което осигурява фино фокусиране върху обекти, разположени на различни разстояния от окото.
Намалено око
Умаленото око е опростен модел на истинското око. Тя схематично представя оптичната система на нормалното човешко око. Редуцираното око е представено от една леща (една пречупваща среда). В намаленото око всички пречупващи повърхности на истинското око се сумират алгебрично, образувайки една единствена пречупваща повърхност.
Намаленото око позволява прости изчисления. Общата пречупваща сила на средата е почти 59 диоптъра, когато лещата е пригодена за виждане на отдалечени обекти. Централната точка на намаленото око лежи пред ретината на 17 милиметра. Лъчът от всяка точка на обекта идва до намаленото око и преминава през централната точка без пречупване. Точно както стъклената леща формира изображение върху лист хартия, системата от лещи на окото формира изображение върху ретината. Това е умалено, реално, обърнато изображение на обекта. Мозъкът формира възприятието за обект в изправено положение и в реален размер.
Настаняване
За ясно виждане на даден обект е необходимо след пречупването на лъчите да се образува образ върху ретината. Промяната на силата на пречупване на окото за фокусиране на близки и далечни обекти се нарича настаняване.
Най-далечната точка, върху която се фокусира окото, се нарича далечна точкавидения - безкрайност. В този случай паралелните лъчи, влизащи в окото, се фокусират върху ретината.
Един обект се вижда в детайли, когато е поставен възможно най-близо до окото. Минималното разстояние за ясно виждане е около 7 смс нормално зрение. В този случай акомодационният апарат е в най-натоварено състояние.
Точка, разположена на разстояние 25 см, е наречен точка най-добра визия, тъй като в този случай всички детайли на разглеждания обект са различими без максимално напрежение на апарата за настаняване, в резултат на което окото може да не се уморява дълго време.
Ако окото е фокусирано върху обект в близка точка, то трябва да коригира фокусното си разстояние и да увеличи пречупващата си сила. Този процес се осъществява чрез промяна на формата на лещата. Когато даден обект се доближи до окото, формата на лещата се променя от умерено изпъкнала леща до изпъкнала леща.
Лещата е образувана от влакнесто желеобразно вещество. Той е заобиколен от здрава гъвкава капсула и има специални връзки, преминаващи от ръба на лещата до външната повърхност на очната ябълка. Тези връзки са постоянно напрегнати. Формата на лещата се променя цилиарен мускул. Съкращаването на този мускул намалява напрежението на капсулата на лещата, тя става по-изпъкнала и поради естествената еластичност на капсулата придобива сферична форма. Обратно, когато цилиарният мускул е напълно отпуснат, силата на пречупване на лещата е най-слаба. От друга страна, когато цилиарният мускул е в най-свито състояние, пречупващата сила на лещата става най-голяма. Този процес се контролира от централната нервна система.
Ориз. 3.Акомодация в нормалното око
Пресбиопия
Силата на пречупване на лещата може да се увеличи от 20 диоптъра до 34 диоптъра при деца. Средната акомодация е 14 диоптъра. В резултат на това общата сила на пречупване на окото е почти 59 диоптъра, когато окото е акомодирано за виждане на разстояние, и 73 диоптъра при максимална акомодация.
С напредване на възрастта лещата става по-дебела и по-малко еластична. Следователно способността на лещата да променя формата си намалява с възрастта. Силата на акомодация намалява от 14 диоптъра при дете до по-малко от 2 диоптъра на възраст между 45 и 50 години и става 0 на 70-годишна възраст. Следователно обективът почти не се приспособява. Това нарушение на акомодацията се нарича сенилно далекогледство. Очите винаги са фокусирани на постоянно разстояние. Те не могат да поемат както близко, така и далечно виждане. Ето защо, за да вижда ясно на различни разстояния, старият човек трябва да носи бифокални очила, като горният сегмент е фокусиран за зрение на разстояние, а долният сегмент - за близко зрение.
рефракционни грешки
еметропия . Счита се, че окото ще бъде нормално (еметропично), ако паралелните светлинни лъчи от отдалечени обекти се фокусират в ретината при пълно отпускане на цилиарния мускул. Такова око вижда ясно отдалечени обекти, когато цилиарният мускул е отпуснат, тоест без настаняване. Когато фокусирате обекти в близкия диапазон на разстояния, цилиарният мускул се свива в окото, осигурявайки подходяща степен на акомодация.
Ориз. четири.Пречупване на успоредни светлинни лъчи в човешкото око.
Хиперметропия (хиперметропия).
Хиперметропията е известна още като далекогледство. Дължи се или на малкия размер на очната ябълка, или на слабата пречупваща сила на системата от очни лещи. При такива условия успоредните светлинни лъчи не се пречупват от системата от лещи на окото в достатъчна степен, за да доведат фокуса (съответно изображението) към ретината. За да се преодолее тази аномалия, цилиарният мускул трябва да се свие, увеличавайки силата на пречупване на окото. Следователно, далекогледият човек е в състояние да фокусира отдалечени обекти върху ретината, използвайки механизма на настаняване. За да видите по-близки обекти, силата на акомодацията не е достатъчна.
С малък резерв от акомодация, далекогледият човек често не може да приспособи окото достатъчно, за да фокусира не само близки, но дори и далечни обекти.
За да се коригира далекогледството, е необходимо да се увеличи пречупващата сила на окото. За това се използват изпъкнали лещи, които добавят пречупваща сила към силата на оптичната система на окото.
късогледство
. При късогледство (или миопия) паралелните светлинни лъчи от отдалечени обекти се фокусират пред ретината, въпреки факта, че цилиарният мускул е напълно отпуснат. Това се случва поради твърде дългата очна ябълка, а също и поради твърде високата пречупваща сила на оптичната система на окото.
Няма механизъм, чрез който окото би могло да намали силата на пречупване на своята леща по-малко, отколкото е възможно при пълно отпускане на цилиарния мускул. Процесът на настаняване води до влошаване на зрението. Следователно, човек с миопия не може да фокусира отдалечени обекти върху ретината. Изображението може да бъде фокусирано само ако обектът е достатъчно близо до окото. Следователно, човек с късогледство има ограничена далечна точка на ясно зрение.
Известно е, че лъчите, преминаващи през вдлъбната леща, се пречупват. Ако силата на пречупване на окото е твърде висока, както при късогледство, понякога тя може да бъде отменена от вдлъбната леща. Използвайки лазерната техника, също е възможно да се коригира прекомерната изпъкналост на роговицата.
Астигматизъм . При астигматично око пречупващата повърхност на роговицата не е сферична, а елипсоидална. Това се дължи на твърде голяма кривина на роговицата в една от нейните равнини. В резултат на това светлинните лъчи, преминаващи през роговицата в една равнина, не се пречупват толкова, колкото лъчите, преминаващи през нея в друга равнина. Те не влизат във фокуса. Астигматизмът не може да се компенсира от окото с акомодация, но може да се коригира с цилиндрична леща, която ще коригира грешката в една от равнините.
Корекция на оптични аномалии с контактни лещи
Напоследък пластмасовите контактни лещи се използват за коригиране на различни зрителни аномалии. Те се поставят срещу предната повърхност на роговицата и се фиксират с тънък слой сълзи, който запълва пространството между контактната леща и роговицата. Твърдите контактни лещи са изработени от твърда пластмаса. Размерите им са 1 ммна дебелина и 1 смв диаметър. Има и меки контактни лещи.
Контактните лещи заменят роговицата като външната страна на окото и почти напълно премахват частта от силата на пречупване на окото, която обикновено се появява на предната повърхност на роговицата. При използване на контактни лещи предната повърхност на роговицата не играе съществена роля в пречупването на окото. Основната роля започва да играе предната повърхност на контактната леща. Това е особено важно при хора с необичайно оформена роговица.
Друга характеристика на контактните лещи е, че тъй като се въртят с окото, те осигуряват по-широка област на ясно зрение от обикновените очила. Освен това са по-удобни за хора на изкуството, спортисти и други подобни.
Зрителна острота
Способността на човешкото око да вижда ясно фините детайли е ограничена. Нормалното око може да различи различни точкови източници на светлина, разположени на разстояние от 25 дъгови секунди. Тоест, когато светлинни лъчи от две отделни точки влизат в окото под ъгъл от повече от 25 секунди между тях, те се виждат като две точки. Не могат да се разграничат лъчи с по-малко ъглово разделение. Това означава, че човек с нормална зрителна острота може да различи две светлинни точки на разстояние 10 метра, ако те са на 2 милиметра една от друга.
Ориз. 7.Максимална зрителна острота за двуточкови светлинни източници.
Наличието на тази граница се осигурява от структурата на ретината. Средният диаметър на рецепторите в ретината е почти 1,5 микрометра. Човек обикновено може да различи две отделни точки, ако разстоянието между тях в ретината е 2 микрометра. По този начин, за да разграничат два малки обекта, те трябва да изстрелят два различни конуса. Между тях ще има поне един невъзбуден конус.
Окото е единственият човешки орган, който има оптически прозрачни тъкани, които иначе се наричат оптична среда на окото. Благодарение на тях лъчите на светлината преминават в окото и човек получава възможност да вижда. Нека се опитаме в най-примитивната форма да разглобим структурата на оптичния апарат на органа на зрението.
Окото е със сферична форма. Той е заобиколен от протеин и роговица. Албугинеята се състои от плътни снопове от преплитащи се влакна, тя е бяла и непрозрачна. Пред очната ябълка роговицата се „вмъква“ в албугинеята почти по същия начин като часовниково стъкло в рамка. Той има сферична форма и най-важното е напълно прозрачен. Светлинните лъчи, попадащи в окото, първо преминават през роговицата, която силно ги пречупва.
След роговицата светлинният лъч преминава през предната камера на окото - пространство, изпълнено с безцветна прозрачна течност. Дълбочината му е средно 3 мм. Задната стена на предната камера е ирисът, който придава цвят на окото, в центъра му има кръгъл отвор - зеницата. При преглед на окото ни изглежда черно. Благодарение на мускулите, вградени в ириса, зеницата може да променя ширината си: стеснява се на светлина и се разширява на тъмно. Това е нещо като диафрагма на фотоапарат, която автоматично предпазва окото от нахлуването на голямо количество светлина при ярка светлина и, обратно, при слаба светлина, разширявайки се, помага на окото да улови дори слабите светлинни лъчи. След като премине през зеницата, светлинен лъч навлиза в своеобразно образувание, наречено леща. Лесно е да си го представите - това е лещовидно тяло, наподобяващо обикновена лупа. Светлината може свободно да преминава през лещата, но в същото време се пречупва по същия начин, както според законите на физиката се пречупва светлинен лъч, преминаващ през призма, т.е. той се отклонява към основата.
Можем да си представим лещата като две призми, сгънати в основите. Лещата има още една изключително интересна характеристика: тя може да променя своята кривина. По ръба на лещата са прикрепени тънки нишки, наречени цинови връзки, които в другия си край са слети с цилиарния мускул, разположен зад корена на ириса. Лещата има тенденция да придобие сферична форма, но това се предотвратява от разтегнати връзки. Когато цилиарният мускул се свие, връзките се отпускат и лещата става по-изпъкнала. Промяната в кривината на лещата не остава без следа за зрението, тъй като светлинните лъчи във връзка с това променят степента на пречупване. Това свойство на лещата да променя своята кривина, както ще видим по-долу, е от голямо значение за зрителния акт.
След лещата светлината преминава през стъкловидното тяло, което изпълва цялата кухина на очната ябълка. Стъкловидното тяло се състои от тънки влакна, между които има безцветна прозрачна течност с висок вискозитет; тази течност прилича на разтопено стъкло. Оттам идва и името му – стъкловидното тяло.
Светлинните лъчи, преминавайки през роговицата, предната камера, лещата и стъкловидното тяло, попадат върху светлочувствителната ретина (ретина), която е най-сложната от всички мембрани на окото. Във външната част на ретината има слой от клетки, които изглеждат като пръчици и конуси под микроскоп. В централната част на ретината са концентрирани главно конуси, които играят основна роля в процеса на най-ясното, отчетливо зрение и цветоусещане. По-нататък от центъра на ретината започват да се появяват пръчки, чийто брой нараства към периферните области на ретината. Конусите, напротив, колкото по-далеч от центъра, толкова по-малки стават. Учените смятат, че в човешката ретина има 7 милиона колбички и 130 милиона пръчици. За разлика от колбичките, които работят на светло, пръчиците започват да "работят" при слаба светлина и на тъмно. Пръчките са много чувствителни дори към малко количество светлина и следователно позволяват на човек да се ориентира в тъмното.
Как протича процесът на зрението? Светлинните лъчи, попадащи върху ретината, предизвикват сложен фотохимичен процес, в резултат на който пръчиците и колбичките се дразнят. Това дразнене се предава през ретината до слоя нервни влакна, които изграждат зрителния нерв. Оптичният нерв преминава през специален отвор в черепната кухина. Тук оптичните влакна извършват дълъг и сложен път и накрая завършват в тилната част на мозъчната кора. Тази зона е най-висшият визуален център, в който се пресъздава зрителен образ, който точно съответства на съответния обект.
Възприемането на обекти от околната среда от човек става чрез проекция върху. Светлинните лъчи влизат тук, преминавайки през сложна оптична система.
Структура
В зависимост от функциите, които отделът на окото изпълнява, казва obaglaza.ru, има светлопроводими и светлоприемащи части.
Световоден отдел
Отделът за провеждане на светлина включва органите на зрението с прозрачна структура:
- влага фронт ;
Тяхната основна функция, според obaglaza.ru, е да предават светлина и да пречупват лъчи за проекция върху ретината.
Светловъзприемащ отдел
Светловъзприемащата част на окото е представена от ретината. Преминавайки сложен път на пречупване в роговицата и лещата, светлинните лъчи се фокусират на гърба в обърната форма. В ретината, поради наличието на рецептори, се извършва първичният анализ на видимите обекти (разлика в цветовата гама, светлочувствителност).
Лъчева трансформация
Пречупването е процесът на преминаване на светлината през оптичната система на окото, напомнящ obaglaza ru. Концепцията се основава на принципите на законите на оптиката. Оптичните науки обосновават законите на преминаването на светлинните лъчи през различни среди.
1. Оптични оси
- Централна - права линия (главната оптична ос на окото), минаваща през центъра на всички пречупващи оптични повърхности.
- Визуално - светлинните лъчи, които падат успоредно на главната ос, се пречупват и локализират в централния фокус.
2. Фокус
Главният преден фокус е точката на оптичната система, където след пречупване светлинните потоци на централната и зрителната оси се локализират и образуват изображение на отдалечени обекти.
Допълнителни трикове - събира лъчи от обекти, поставени на крайно разстояние. Те са разположени по-далеч от главния преден фокус, тъй като за фокусиране на лъчите е необходим по-голям ъгъл на пречупване.
Изследователски методи
За измерване на функционалността на оптичната система на окото, на първо място, според мястото е необходимо да се определи радиусът на кривината на всички структурни пречупващи повърхности (предна и задна страна на лещата и роговицата). Много важни показатели са също дълбочината на предната камера, дебелината на роговицата и лещата, дължината и ъгълът на пречупване на зрителните оси.
Можете да определите всички тези количества и показатели (с изключение на рефракцията), като използвате:
- ултразвук;
- Оптични методи;
- радиографии.
Корекция
Измерването на дължината на осите се използва широко в областта на оптичната система на окото (микрохирургия, лазерна корекция). С помощта на съвременните постижения на медицината, предполага obaglaza.ru, е възможно да се елиминират редица вродени и придобити патологии на оптичната система (имплантиране на леща, манипулации върху роговицата на очите и нейното протезиране и т.н.).