Человеческий глаз

Глаз – это один из важнейших органов чувств. Как и любой другой орган, он очень сложен. Человеческий глаз способен принимать и непрерывно обрабатывать более десяти миллионов единиц информации в секунду. Но вы когда-нибудь задумывались о том, как работает глаз? Как формируются изображения, которые мы видим? Какие части нашего организма участвуют в данном сложном процессе? BETTER VISION подробно рассказывает обо всем: от анатомии и структуры глаза до его функций.

Глаз очень похож на видеокамеру: для того чтобы мы смогли увидеть мир вокруг, требуется взаимодействие его разных частей. Ниже мы расскажем о том, как работает глаз. Но сначала давайте обсудим основные части глаза и его структуру.

Роговица – передняя прозрачная оболочка глаза, покрытая слезной пленкой. Она является продолжением склеры (белой части глаза); вместе они образуют то, что специалисты называют «tunica externa bulbi» (внешняя оболочка глаза). Роговица выполняет роль своеобразного окна: через данную дискообразную и прозрачную часть свет попадает в глаз. Она также защищает глаз от внешних воздействий, в т.ч. от грязи, пыли или поверхностных травм. Она является очень упругой. Кроме того, кривизна роговицы определяет ее оптические свойства и играет ключевую роль в обеспечении четкого зрения.

Склера – белая часть глаза толще и прочнее роговицы, также защищает глаз от повреждений. Она покрывает практически весь глаз за исключением двух областей: спереди расположенной роговицы и сзади – волокна зрительного нерва.

Зрачок – черное отверстие в середине человеческого глаза. Он реагирует на падающий свет и адаптируется к его интенсивности. Фактически это реакция не самих зрачков, а радужки. Размер зрачков также зависят от нашего эмоционального состояния. Например, страх и восторг могут привести к расширению зрачков. Также причиной изменения их размеров могут быть алкоголь и наркотики.

Радужка – это цветное кольцо вокруг зрачка, которое работает, как диафрагма: она контролирует количество света, проходящего в глаз. При ярком свете она делает зрачок маленьким, уменьшая количество поступающего света. В темноте происходит обратное: сфинктер зрачка открывается, а зрачок расширяется. Таким образом, когда темно, в глаз попадает больше света, а когда светло, меньше света. Кроме того, радужка определяет цвет глаз и имеет уникальную структуру у каждого человека. Она названа в честь греческой богини радуги. Интересно, что цвет радужки абсолютно не влияет на зрение. Люди с карими глазами не видят мир «более темным», чем люди с более светлыми (например, голубыми) глазами.

Человеческий глаз имеет переднюю и заднюю камеры. Они представляют собой полости в передней части, заполненные водянистой влагой. Данная жидкость содержит основные питательные вещества для хрусталика и роговицы. Она обеспечивает подачу кислорода и помогает бороться с возбудителями заболеваний. Водянистая влага в камерах глаза выполняет еще одну функцию: она помогает глазу сохранять его форму.

Хрусталик глаза собирает свет, поступающий в зрачок, формируя четкое изображение на сетчатке. Он растягивается и может изменять форму при помощи ресничной мышцы, чтобы сфокусироваться на предметах, расположенных на близком и дальнем расстояниях. Это означает, что, когда мы смотрим на близкие предметы, для обеспечения четкого зрения хрусталик становится выпуклым. Однако когда мы смотрим на далекие предметы, для обеспечения четкого зрения он становится плоским. Хрусталик переворачивает изображение и проецирует его на сетчатку задом наперед. Изображение переворачивается «в правильное положение», когда оно обрабатывается мозгом.

Цилиарное тело играет важную роль для нашего зрения: оно производит водянистую влагу и содержит ресничную мышцу (musculus ciliaris). За счет аккомодации хрусталика мы можем сфокусироваться на близких и далеких предметах.

Внутренняя часть глаза между хрусталиком и сетчаткой заполнена стекловидным телом. Оно занимает большую часть глаза и, как следует из названия, представляет собой тело. Оно является прозрачным и на 98% состоит из воды, а на 2% – из гиалуроната натрия и коллагеновых волокон.

Сетчатка обрабатывает световые и цветовые стимулы для того, чтобы передать их в мозг через зрительный нерв. Проще говоря, сетчатка работает как катализатор: она использует чувствительные клетки для преобразования поступающего света, который впоследствии обрабатывается мозгом. Данные чувствительные клетки состоят из колбочек (для восприятия цвета) и палочек (для распознавания света и темноты). Наибольшее их количество сосредоточено в центре сетчатки или макуле: около 95% всех чувствительных клеток расположено на площади около 5 квадратных миллиметров. Данная площадь сопоставима с размерами булавочной головки.

Сосудистая оболочка человеческого глаза расположена между склерой и сетчаткой и переходит в цилиарное тело и радужку. Она обеспечивает поступление питательных веществ на рецепторы сетчатки, поддерживает постоянную температуру сетчатки и участвует в аккомодации, т.е. переключении между зрением вблизи и вдаль, аналогично работе объектива камеры.

Зрительный нерв отвечает за передачу информацию из сетчатки в мозг. Он состоит почти из миллиона нервных волокон (аксонов), имеет толщину около сантиметра и выходит из сетчатки через диск. Данную точку также называют «слепым пятном», поскольку сетчатка не имеет чувствительных клеток. Именно поэтому изображение, формируемое мозгом, фактически представляет собой черную точку. Обычно это компенсируется клетками серого вещества для получения полной картины. Однако данная точка обычно не воспринимается, поскольку мозг «компенсирует» данный пробел.

Небольшая область, играющая важную роль: фовеа размером меньше двух миллиметров выполняет ключевые задачи в нашей зрительной системе. Она расположена в центре желтого пятна сетчатки и имеет чувствительные клетки, которые позволяют нам получать четкое цветное изображение в течение всего дня. Когда мы смотрим на предмет, наши глаза фокусируются таким образом, чтобы изображение проецировалось на ямку.