Зрение - это биологический процесс, обусловливающий восприятие формы, размеров, цвета предметов, окружающих нас, ориентировку среди них. Оно возможно благодаря функции зрительного анализатора, в состав которого входит воспринимающий аппарат - глаз.
Функция зрения не только в восприятии световых лучей. Им мы пользуемся для оценки расстояния, объемности предметов, наглядного восприятия окружающей действительности.
Глаз человека — фото
В настоящее время из всех органов чувств у человека наибольшая нагрузка падает на органы зрения. Это обусловлено чтением, письмом, просмотром телепередач и других видов получения информации и работы.
Строение глаза человека
Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата, расположенных в глазнице - углублении костей лицевого черепа.
Строение глазного яблока
Глазное яблоко имеет вид шаровидного тела и состоит из трех оболочек:
- Наружной - фиброзной;
- средней - сосудистой;
- внутренней - сетчатой.
Наружная фиброзная оболочка в заднем отделе образует белочную, или склеру, а спереди она переходит в проницаемую для света роговицу.
Средняя сосудистая оболочка называется так из-за того, что богата сосудами. Расположена под склерой. Передняя часть этой оболочки образует радужку , или радужную оболочку. Так ее называют из-за окраски (цвета радуги). В радужной оболочке находится зрачок - круглое отверстие, которое способно изменять величину в зависимости от интенсивности освещения посредством врожденного рефлекса. Для этого в радужке имеются мышцы, суживающие и расширяющие зрачок.
Радужка выполняет роль диафрагмы, регулирующей количество поступающего света на светочувствительный аппарат, и предохраняет его от разрушений, осуществляя привыкание органа зрения к интенсивности света и темноты. Сосудистая оболочка образует жидкость - влагу камер глаза.
Внутренняя сетчатая оболочка, или сетчатка - прилегает сзади к средней (сосудистой) оболочке. Состоит из двух листков: наружного и внутреннего. Наружный листок содержит пигмент, внутренний - светочувствительные элементы.
Сетчатая оболочка выстилает дно глаза. Если смотреть на нее со стороны зрачка, то на дне видно беловатое круглое пятно. Это место выхода зрительного нерва. Здесь нет светочувствительных элементов и поэтому не воспринимаются световые лучи, оно называется слепым пятном . Сбоку от него находится желтое пятно (макула) . Это место наибольшей остроты зрения.
Во внутреннем слое сетчатой оболочки расположены светочувствительные элементы - зрительные клетки. Их концы имеют вид палочек и колбочек. Палочки содержат зрительный пигмент - родопсин, колбочки - йодопсин. Палочки воспринимают свет в условиях сумеречного освещения, а колбочки - цвета при достаточно ярком освещении.
Последовательность прохождения света через глаз
Рассмотрим ход световых лучей через ту часть глаза, которая составляет его оптический аппарат. Вначале свет проходит через роговицу, водянистую влагу передней камеры глаза (между роговицей и зрачком), зрачок, хрусталик (в виде двояковыпуклой линзы), стекловидное тело (густой консистенции прозрачная среда) и, наконец, попадает на сетчатку.
В случаях, когда световые лучи, пройдя через оптические среды глаза, фокусируются не на сетчатке, то развиваются аномалии зрения:
- Если впереди нее - близорукость;
- если позади - дальнозоркость.
Для выравнивания близорукости используют двояковогнутые, а дальнозоркости - двояковыпуклые стекла очков.
Как уже отмечалось, в сетчатке расположены палочки и колбочки. При попадании на них свет вызывает раздражение: возникают сложные фотохимические, электрические, ионные и ферментативные процессы, которые обусловливают нервное возбуждение - сигнал. Он поступает по зрительному нерву в подкорковые (четверохолмие, зрительный бугор и др.) центры зрения. Потом направляется в кору затылочных долей мозга, где воспринимается в виде зрительного ощущения.
Весь комплекс нервной системы, включающий рецепторы света, зрительные нервы, центры зрения в головном мозге, составляет зрительный анализатор.
Строение вспомогательного аппарата глаза
Помимо глазного яблока к глазу относится и вспомогательный аппарат. Он состоит из век, шести мышц, двигающих глазное яблоко. Заднюю поверхность век покрывает оболочка - конъюнктива, которая частично переходит на глазное яблоко. Кроме того, к вспомогательным органам глаза относится слезный аппарат. Он состоит из слезной железы, слезных канальцев, мешка и носослезного протока.
Слезная железа выделяет секрет - слезы, содержащие лизоцим, губительно действующий на микроорганизмы. Она расположена в ямке лобной кости. Ее 5-12 канальцев открываются в щель между конъюнктивой и глазным яблоком в наружном углу глаза. Увлажнив поверхность глазного яблока, слезы оттекают к внутреннему углу глаза (к носу). Здесь они собираются в отверстия слезных канальцев, по которым попадают в слезный мешок, также расположенный у внутреннего угла глаза.
Из мешка по носослезному протоку слезы направляются в полость носа, под нижнюю раковину (поэтому порой можно заметить, как во время плача слезы текут из носа).
Гигиена зрения
Знание путей оттока слез из мест образования - слезных желез - позволяет правильно выполнять такой гигиенический навык, как - «протирание» глаз. При этом движение рук с чистой салфеткой (желательно стерильной) нужно направлять от наружного угла глаза к внутреннему, «протирать глаза в сторону носа», в сторону естественного тока слез, а не против него, способствуя, таким образом, удалению инородного тела (пыли), попавшего на поверхность глазного яблока.
Орган зрения нужно оберегать от попаданий инородных тел, повреждений. При работе, где образуются частицы, осколки материалов, стружка, следует пользоваться защитными очками.
При ухудшении зрения не медлить и обращаться к врачу-окулисту, выполнять его рекомендации, чтобы избежать дальнейшего развития болезни. Интенсивность освещения рабочего места должна зависеть от вида выполняемой работы: чем более тонкие движения выполняются, тем интенсивнее должно быть освещение. Оно не должно быть ни ярким, ни слабым, а ровно таким, которое требует наименьшего напряжения зрения и способствует эффективной работе.
Как поддерживать остроту зрения
Разработаны нормативы освещения в зависимости от назначения помещения, от рода деятельности. Количество света определяют с помощью специального прибора - люксметра. Контроль правильности освещения осуществляет медико-санитарная служба и администрация учреждений и предприятий.
Следует помнить, что особенно способствует ухудшению остроты зрения яркий свет. Поэтому нужно избегать смотреть без светозащитных очков в сторону источников яркого света как искусственных, так и естественных.
Для предотвращения ухудшения зрения в связи с высокой нагрузкой на глаза нужно выполнять определенные правила:
- При чтении и письме необходимо равномерное достаточное освещение, от которого не развивается утомление;
- расстояние от глаз до предмета чтения, письма или мелких предметов, с которыми вы заняты, должно быть около 30-35см;
- предметы, с которыми вы работаете, нужно размещать удобно для глаз;
- телепередачи смотреть не ближе 1,5 метра от экрана. При этом обязательно нужно подсвечивание помещения за счет скрытого источника света.
Немаловажное значение для поддержания нормального зрения имеет витаминизированное питание вообще и особенно витамин А, которого много в животных продуктах, в моркови, тыкве.
Размеренный образ жизни, включающий в себя правильное чередование режима труда и отдыха, питания, исключающий вредные привычки, в том числе курение и употребление алкогольных напитков, в немалой степени способствует сохранению зрения и здоровья вообще.
Гигиенические требования к сохранению органа зрения настолько обширны и разнообразны, что приведенными выше нельзя ограничиваться. Они могут меняться в зависимости от трудовой деятельности, их следует выяснить у врача и выполнять.
К защитному и вспомогательному аппарату относят: костную глазницу, перпорбиту, веки, слезный аппарат и глазной жир.
Глазница, или орбита. Глазница представляет собой костную полость, в которой расположено глазное яблоко со всеми вспомогательными органами. В образовании орбиты принимают участие: сверху - глазничный отросток лобной кости; снизу - скуловая и слезная кости; снаружи - скуловая кость и скуловой отросток височной кости; изнутри - слезная и лобная кости.
Периорбнта. Она располагается внутри глазницы и представляет собой плотный соединительнотканый конусообразный мешок, в котором лежат глазное яблоко и мышцы. Вершина этого мешка закрепляется вокруг зрительного отверстия, а основание - по краю орбиты.
Веки (palpebrae). Веки защищают глаза от повреждений и пыли, предохраняют роговицу от высыхания и регулируют до некоторой степени поступление света. У домашних животных имеется три века: верхнее, нижнее и третье.
Верхнее и нижнее веки. Эти веки представляют собой клапагювидные кожно-мышечные подвижные складки. Наружная поверхность век выпукла, покрыта тонкой кожей с короткими нежными волосками. На нижнем веке, кроме того, расположено несколько длинных осязательных волосков. На краю век различают наружное и внутреннее ребра. На наружном ребре располагаются ресницы, а на внутреннем открываются отверстия мейбомовых желез.
Внутренняя поверхность век выстлана слизистой оболочкой. Эта оболочка - конъюнктива - с век переходАг на глазное яблоко. Соответственно этому различают конъюнктиву век и конъюнктиву глазного яблока, а также свод конъюнктивы и коиъюнктивальпый мешок. Свод конъюнктивы- это место перехода конъюнктивы век па глазное яблоко. Конъюнктиваль н ы й м е-шок - это щель между веками и глазным яблоком.
Основу век составляет хрящ, с помощью которого веко плотно соединено с краем орбиты. Под кожей расположена круговая мышца век, при сокращении которой зрительная щель сужается. Кроме круговой мышцы, в веках имеются наружный н внутренний под-ннматели верхнего века и опускатель нижнего века.
Третье веко, или мигательная перепонка. Третье веко представляет собой складку конъюнктивы, внутри которой имеется хрящевая пластинка. Оно расположено во внутреннем углу глаза.
Слезный аппарат. Этот аппарат состоит из слезных желёз и слезо-выводящих путей. У животных имеются две слезные железы - верхнего и третьего век. Слезная железа верхнего века лежит в ямке на внутренней поверхности глазничного отростка лобной кости. Выводные протоки железы в количестве 6-8 у рогатого скота и 12-16 у лошадей открываются в конъюнктиве верхнего века. Слезная железа третьего века располагается на его хряще. Ее выводные протоки в количестве 2-3 открываются на внутренней поверхности третьего века.
Вырабатываемый слезными железами секрет - слезы представляет собой щелочную прозрачную жидкость, содержащую 99% воды и 1 % твердых органических и неорганических веществ. Слезы, кроме того, содержат лизоцим, который обладает антимикробным действием.
Попадая в конъюнктивальный мешок, слезы движением век омывают роговицу и собираются во внутреннем углу глаза, а затем по слезоотводящим путям (слезные точки, слезные канальцы, слезный мешок, слезно-носовой канал) выводятся в носовую полость. Носовое отверстие слезно-носового капала расположено у лошадей на границе нижней и медиальной стенок носовой полости, открывается оно в складке дна преддверия носа. У жвачных животных отверстие лежит на внутренней поверхности складки крыла нижней носовой раковины.
Глаза позволяют нам видеть мир таким, какой он есть. С медицинской точки зрения, глаза являются выростами мозга, они очень похожи на видеокамеры, функции и устройство у них идентичные. Закладка зрительной системы у человеческого эмбриона начинается на 18 день, а с 7 месяцев плод уже может видеть.
К 18 годам зрительный анализатор человека при нормальном развитии должен напоминать хорошо настроенный фотоаппарат , формирование зрительной системы завершается. Глаз взрослого человека весит 6-8 грамм и представляет собой сложнейший оптический прибор. Попробуем разобраться в строении органа зрения.
Органы зрения человека
Зрение человека является функцией зрительного анализатора, который представляет собой сложную зрительную систему, включающую в себя:
- глазное яблоко;
- защитные и вспомогательные органы глаза;
- проводящие пути;
- подкорковые и корковые центры.
Только при согласованной и чёткой работе всех компонентов возникают зрительные ощущения, и человек различает яркость, цвет, формы, размеры наблюдаемых объектов.
Как это происходит? Чтобы понять, как человек видит, надо ознакомиться со структурой глаза .
Строение и функции органа зрения
Основная задача глаз – передача изображения зрительному нерву. Происходит это при помощи следующих глазных структур.
Роговица и водянистая влага
Наиболее важной частью глазного яблока является роговица – внешняя, прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. Это непросто покрывное «стёклышко», защищающее от внешних воздействий, это сильно преломляющая линза, которая влияет на фокус. Состоит она из клеток, хорошо пропускающих свет. На 1 квадратный миллиметр роговицы приходится не менее 2 тысяч таких клеток
.
Роговица требует постоянного смачивания, в противном случае она пересыхает и на ней могут образовываться микротрещины. Глаз человека за минуту по норме должен моргать 6 раз, при работе с компьютером частота мигания уменьшается в 2 раза. Это ведёт к пересыханию роговицы, она мутнеет. Вот почему врачи рекомендуют на каждый час работы, требующей зрительного напряжения, делать 15-минутные перерывы. За это время глаз успевает расслабиться, снять спазм мышц и восстановить свои рефлексы. Помогает расслаблению гимнастика для глаз.
Влага
Роль смазки для роговицы выполняет слёзная жидкость. Слёзная плёнка очень тонка, размер её не более 10 микрон, между тем от неё зависит качество зрения. Средний широкий слой плёнки – водянистая влага, хорошо пропускает свет и способствует проникновению кислорода и других питательных веществ. Внутриглазная жидкость находится между роговицей и радужкой.
Радужка и зрачок
Радужка – передняя часть сосудистой оболочки глаза, содержит пигмент, который определяет цвет глаз у человека. В центре радужной оболочки находится отверстие, называемое зрачком. Диаметр его может меняться в зависимости от освещения. Регулируется он мышцами радужки, отвечающими за сужение и расширение зрачка.
С помощью зрачка регулируется избыток света, он защищает сетчатку от ослепления .
С радужкой граничит непрозрачная оболочка, называемая склерой, в народе наружная видимая её часть получила название белок глаза. Склера окружает глазное яблоко на 80%, в передней части она переходит в роговицу.
Хрусталик
Тело, расположенное за зрачком, называется хрусталиком. Он наряду с роговицей создаёт изображение, так как представляет собой двояковыпуклую линзу, состоящую из прозрачных упорядоченных волокон. При нормальном зрении размеры хрусталика: толщина от 3,5 мм до 5мм, диаметр – 9-10 мм.
Снаружи есть капсула, в которую вплетены тончайшие волокна, связанные с цилярным телом. За счёт оптической силы хрусталика глаз фокусирует изображение . Хрусталик меняет форму, что позволяет одинаково видеть вдали и вблизи. Напрягаясь, цилярная мышца расслабляет волокна хрусталика, и он принимает выпуклую форму, обеспечивая чёткое изображение вблизи. Когда человек смотрит вдаль, мышца расслабляется, волокна натягиваются, хрусталик становится более плотным.
С возрастом ядро хрусталика уплотняется, он становится менее эластичным, поэтому люди в возрасте 50 лет начинают испытывать проблемы со зрением вблизи. Учитывая современный ритм жизни и нагрузки на глаза, врачи прогнозируют наличие близорукости у 75% населения.
Когда хрусталик теряет свою прозрачность, начинается катаракта. Сегодня этот диагноз совсем нестрашен, так как операция по замене мутного хрусталика на искусственный длится от 5 до 7 минут . А грамотно подобранный искусственный хрусталик позволяет избавлять пациента не только от катаракты, но и компенсировать его возрастную близорукость.
Стекловидное тело
Сразу за хрусталиком до самой сетчатки находится стекловидное тело. Оно придаёт глазному яблоку ту форму, которую он имеет. Стекловидное тело состоит из вязкой гелеобразной субстанции, заключённой в каркас из фибрилл. В норме эти фибриллы расположены упорядочено и не препятствуют прохождению света до сетчатки. Но когда происходит взбалтывание фибрилл, и они теряют свою упорядоченность, то у человека возникает деструкция стекловидного тела. Выражается она в том, что пациент на светлом фоне начинает видеть проплывающие тонкие нити. Эта патология на зрение не влияет, но доставляет человеку некоторый дискомфорт.
Сетчатка
Попадая в глаз, свет сначала проходит через роговицу и хрусталик
, потом через стекловидное тело доходит до внутренней поверхности глаза. Там находится слой светочувствительных клеток, на которых и проецируется изображение. Это клетки сетчатки, которых в глубине глазного яблока миллионы.
Сетчатка – самая высокоорганизованная ткань, играющая главную роль в строении и функциях органа зрения. Она состоит из 10 высокоорганизованных слоёв, структура её неоднородна. Здесь присутствуют клетки, называемые палочками и колбочками. Колбочки обеспечивают цветовое зрение, а палочки дают чёрно-белое восприятие. От здоровья сетчатки зависят функции зрительного анализатора в целом. Миллионы волокон сетчатки, сходясь в единую нить, образуют зрительный нерв , который мгновенно передаёт сигналы в мозг. Заканчивается зрительное восприятие в больших полушариях коры головного мозга.
Глазная аномалия возникает в том случае, если лучи света фокусируются не на сетчатке, а попадают впереди неё, тогда развивается близорукость, если позади сетчатки – то дальнозоркость. Для компенсации близорукости назначают двояковогнутые линзы, а для дальнозоркости – двояковыпуклые очки.
Прозрачные поверхности глаза, через которые проходит свет, определяют преломляющую силу глаза. Она выражается в диоптриях (D) и составляет для близких расстояний 70 D , а для удалённых объектов 59 D.
Все рассмотренные структуры органа зрения составляют оптическую и световоспринимающую систему. Осталось назвать функции вспомогательного аппарата глаза.
Вспомогательный аппарат глаза и его функции
Вспомогательный аппарат глаза осуществляет защитную и двигательную функцию .
К нему относятся:
Двигательный аппарат
При разглядывании какого-либо объекта глаза человека двигаются. Движение осуществляют шесть мышц, прикреплённых к глазному яблоку. Различают 4 прямые мышцы: верхнюю, нижнюю, латеральную и медиальную; и 2 косые: верхнюю и нижнюю.
Мышцы работают таким образом, что оба глаза выполняют движение одновременно и содружественно.
Выделяют 4 типа движения глаз .
- Саккадические движения, которые представляют собой быстрые скачки, длительностью в доли секунды, которые глаз не ощущает при прослеживании контура объекта.
- Плавные следящие движения за двигающимся изображением.
- При близком контакте с изображением происходит сведение зрительных осей друг с другом и возникает конвергирующее движение.
- Механизм, поддерживающий фиксацию взора во время движения головы, называется вестибулярным движением глаз.
Сокращения глазодвигательных мышц приводят глазное яблоко в сложное поворотное движение, координируя работу сразу двух глаз.
Веки
Веки состоят из двух половинок, каждая из которых представляет собой кожную складку, основу её составляет хрящ . Закрытые веки – это защитная перегородка передней части глаза. Верхнее и нижнее веко прикрывают глаз сверху и снизу. У век различают переднюю и заднюю часть и свободные края. Пространство между краями называется глазной щелью. Длина её у взрослого человека обычно колеблется в пределах 30 см, а ширина – от 10 до 14 мм.
Края образуют углы: медиальный и латеральный. Около медиального угла на обеих частях век наблюдается небольшое возвышение – слёзный сосочек с точечным отверстием. Это начало слёзного канальца. Передний край век покрыт ресницами, а внутренняя сторона века покрыта конъюнктивой. Конъюнктива – это слизистая оболочка, которую ещё называют соединительной оболочкой, так как она с века через конъюнктивный мешок переходит на глазное яблоко.
Веки имеют развитую лимфатическую систему и много сосудов, а кожа на веках нежная, легко собирается в складки, содержит потовые и сальные железы. Они не только предохраняют глаз от повреждения, но и служат щитом на пути яркого света.
Ресницы
Ресницы человека выполняют две функции: защитную и эстетическую. Густые длинные волоски на веках защищают глаз от попадания инородных тел, насекомых, пыли. Они же придают лицу человека симпатичное выражение, обрамляя глаз красивым ореолом. Длина волосков верхних ресниц может быть до 10 мм, нижние обычно короче – 7 мм. Густота ресниц – индивидуальный показатель, но по статистике верхнее веко содержит в 3,5 раза больше ресниц, чем нижнее. Срок жизни ресниц
составляет около 150 дней, затем они меняются.
Брови
Над глазами существует дугообразное возвышение кожи, покрытое волосками. Это брови, которые призваны защищать глаз сверху от нежелательных воздействий. Брови имеют вид валиков и выполняют в жизни человека коммуникационную роль. Как мимическое средство они помогают выразить эмоции человека: удивление, гнев, испуг.
Слёзный аппарат
Трудно переоценить защитную функцию слёзного аппарата. Слеза омывает глазное яблоко и смачивает роговицу, предотвращая её пересыхание и переохлаждение . Слёзные железы, отводящие пути, слёзные канальцы, слёзный мешок, носослёзный проток – всё это те структуры, которые реализуют суточную потребность глаза в увлажняющей его жидкости. Эмоциональный всплеск приводит к активации главной слёзной железы, и тогда человек проливает слёзы.
Зрение человека – это сложный много звеньевой процесс, в котором участвует не только орган зрения, но и мозг. Не зря говорят: «Смотрит глазами, а видит мозгами».
Глаз - находится в орбитальной впадине черепа (глазнице), сзади и с боков окружен мышцами, которые прикрепляются к наружной поверхности глазного яблока и обеспечивают его движение.
Орган зрения состоит из:
- глазного яблока
- зрительного нерва
- вспомогательного аппарата глаза: глазные мышцы, жировая клетчатка, веки, ресницы, брови, слезные железы
Имеет форму шара. Для осмотра доступен только передний отдел - роговица и окружающая его часть, остальная часть залегает в глубине глазницы. Размер глазного яблока определяется расстоянием между передним и задним полюсами и составляет в среднем 24 мм. Линию, соединяющую оба полюса, называют наружной осью глазного яблока, либо геометрической осью глаза, либо сагиттальной осью глаза.
От указанной оси следует отличать внутреннюю ось глазного яблока, соединяющую внутреннюю поверхность роговицы, соответствующую ее переднему полюсу, с точкой на сетчатке, соответствующей заднему полюсу глазного яблока. Ее размер соответствует 21,3 мм.
Линия, соединяющая точки наибольшей окружности глазного яблока во фронтальной плоскости, называется экватором. Он находится на 10-12 мм кзади от края роговицы. Линии, проведенные перпендикулярно экватору и соединяющие на поверхности яблока оба его полюса, носят название меридианов. Вертикальный и горизонтальный меридианы делять глазное яблоко на отдельные квадранты.
Основную массу глазного яблока образует прозрачное содержимое (стекловидное тело, хрусталик, и водянистая влага), окруженное тремя оболочками: белковой - наружной или фиброзной, средней - сосудистой и внутренней - сетчатой.
- Белковая оболочка - очень прочная соединительнотканная оболочка, которая покрывает весь глаз и защищает его от механических и химических влияний. Передняя часть этой оболочки прозрачна, она называется роговицей, задняя часть, которая является продолжением роговицы - непрозрачная, она называется склерой. Благодаря белковой оболочке глазное яблоко сохраняет присущую ему форму.
- Средняя оболочка глаза - сосудистая - пронизана густой сеткой кровеносных сосудов, которые питают ткани глаза. В передней части глаза она утолщается, образуя ресничное тело, в толще которого находится ресничная мышца, изменяющая своим сокращением кривизну хрусталика. Ресничное тело переходит в радужную оболочку, состоящую из нескольких слоев. В более глубоком слое залегают пигментные клетки. От количества пигмента зависит цвет глаз. В центре радужной оболочки есть отверстие - зрачок, вокруг которого расположены круговые мышцы. При их сокращении зрачок суживается. Радиальные мышцы, имеющиеся в радужной оболочке, расширяют зрачок. Суживаясь или расширяясь, зрачок регулирует количество света, которое поступает внутрь глаза.
- Внутренняя оболочка глаза - сетчатка - состоит из двух частей: задней части (зрительная часть сетчатки), состоящей из светочувствительных клеток - фоторецепторов, воспринимающих свет, поступающий в глаз и передней части - не содержащей светочувствительных элементов - слепой части сетчатки.
Зрительная часть сетчатки состоит из пигментных клеток и трех слоев нейронов: первый слой - собственно фоторецепторы - палочки и колбочки, второй слой - биполярные клетки, которые соединяют фоторецепторы с нейронами третьего слоя. Аксоны последних нейронов образуют зрительный нерв. Место, где зрительный нерв выходит из сетчатки (диск зрительного нерва), лишено фоторецепторов, не воспринимает света и называется слепым пятном.
На 3-4 мм кнаружи от диска зрительного нерва (от слепого пятна) в сетчатой оболочке, напротив зрачка, имеется желтое пятно - место наилучшего видения, содержащее наибольшее количество колбочек. Вокруг желтого пятна встречаются и колбочки и палочки, а еще дальше на периферии - только палочки. В глазу у человека насчитывается около 130 млн. палочек и 7 млн. колбочек.
Сетчатка расположена на задней стенке глаза таким образом, что ее фоторецепторы (палочки и колбочки) ориентированы не навстречу световым лучам, а наоборот, обращены к пигментным клеткам и возбуждаются отраженными от них лучами. Способность глаза рассматривать предметы при различной яркости освещения называется адаптацией.
Палочки и колбочки представляют собой нейроны с отростками разной формы. Они отличаются не только формой и строением, но и функцией. Палочки являются рецепторами сумеречного зрения, они возбуждаются при действии слабого света, но при этом человек не различает цветов и видит нечетко. Колбочки - рецепторы дневного зрения. Они приспособлены к восприятию яркого света и способны воспринимать различные цвета.
В палочках имеется вещество красного цвета - зрительный пурпур, или родопсин; на свету, в результате фотохимической реакции, он распадается, а в темноте восстанавливается в течение 30 мин из продуктов собственного расщепления. Вот почему человек, войдя в темную комнату, вначале ничего не видит, а через некоторое время начинает постепенно различать предметы (ко времени окончания синтеза родопсина). В образовании родопсина участвует витамин А, при его недостатке этот процесс нарушается и развивается "куриная слепота".
В колбочках содержится другое светочувствительное вещество - иодопсин. Он распадается в темноте и восстанавливается на свету в течение 3-5 мин. Расщепление иодопсина на свету дает цветовое ощущение.
Цветное зрение объясняется тем, что в сетчатке есть три рода колбочек: одни возбуждаются красным цветом, другие зеленым, третьи - синим. Ощущение всех других цветов возникает вследствие возбуждения этих колбочек в разных соотношениях. Бывают случаи, когда человек не различает некоторых цветов (цветовая слепота, дальтонизм). Это связано с нарушением функций колбочек определенного рода.
Кроме этих слоев, образующих стенку глаза, в нем имеются
- водянистая влага
- хрусталик
- стекловидное тело.
Они заполняют внутреннюю полость глаза и являются его оптической системой, проводящей и преломляющей световые лучи внутри глаза таким образом, что на сетчатке образуется уменьшенное обратное изображение предмета, который находится перед роговицей.
Оптическая система глаза имеет способность создавать на сетчатке изображение предметов, расположенных как на близком, так и на далеком расстоянии от глаза. Эта способность называется аккомодацией и достигается благодаря тему, что хрусталик может изменять свoю форму.
Водянистая влага - прозрачная, бесцветная жидкость, заполняет переднюю и заднюю камеры глазного яблока - щелевидные полости, располагающиеся впереди и позади радужки. Водянистая влага продуцируется сосудами ресничного тела и радужкой. Не путать водянистую влагу камер глазного яблока со слезой! Отток водянистой влаги осуществляется в систему вортикозных вен, в ресничные и конъюнктивальные вены.
Хрусталик расположен позади зрачка и прилегает к радужке. Представляет собой прозрачное тело, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Заключен в капсулу, от которой отходят цинновы связки, прикрепляющиеся к ресничной мышце. Сокращения этой мышцы изменяют кривизну хрусталика, делают его более выпуклым или более плоским. При этом изменяется преломляющая сила хрусталика, и он фокусирует на сетчатке изображение соответственно близких или далеких предметов. Иногда наблюдаются нарушения зрения, связанные с неспособностью хрусталика четко фокусировать изображение на сетчатке.
Полость глаза за хрусталиком заполнена вязким веществом - стекловидным телом . Это бесцветная прозрачная масса, по консистенции напоминающая студень.
Вспомогательный аппарат глаза
Вспомогательный аппарат глаза выполняет двигательную и защитную функции. Двигательная функция осуществляется шестью мышцами (верхняя, нижняя, латеральная и медиальная прямые, верхняя и нижняя косые), от сокращению которых зависят движения глаз.
Защитную функцию выполняет слезный аппарат, состоящий из слезных желез, отводящих путей, слезных канальцев, слезного мешка и носослезного протока. Слеза предохраняет роговицу от переохлаждения, высыхания и смывает осевшие пылевые частицы.
К защитному аппарату относятся также брови, веки и ресницы. Веки представляют собой кожные складки, при смыкании они полностью покрывают глазное яблоко. Внутренняя поверхность век покрыта слизистой оболочкой - конъюнктивой. Края век снабжены ресницами, позади них располагаются отверстия сальных желез, в которых вырабатывается жировой секрет для смазки краев век. Брови имеют вид валиков, они покрыты волосами и предохраняют глаз сверху.
Функции глаза
Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положения тела и в определении расстояния до объекта.
Возникновение зрительных ощущений - происходит при помощи зрительного анализатора. Зрительный анализатор представлен воспринимающим отделом - рецепторами сетчатой оболочки глаза, зрительными нервами, проводящей системой и соответствующими участками коры в затылочных долях мозга.
Глаз человека пропускает и преломляет лишь лучи с длиной волны от 400 до 760 мкм. Все преломляющие среды глаза, начиная с роговицы, поглощают ультрафиолетовые лучи. Световые раздражения воспринимаются фоторецепторами - палочками и колбочками сетчатки. Прежде чем достигнуть сетчатки, лучи света проходят через светопреломляющие среды глаза. При этом на сетчатке получается действительное обратное уменьшенное изображение. Несмотря на перевернутость изображения предметов на сетчатке, вследствие переработки информации в коре головного мозга человек воспринимает их в естественном положении, к тому же зрительные ощущения всегда дополняются и согласуются с показаниями других анализаторов.
Четкое представление о наблюдаемых объектах, расположенных на различном расстоянии, осуществляется за счет аккомодации - приспособления глаза к видению различно удаленных предметов. При аккомодации сокращаются мышцы, которые изменяют кривизну хрусталика.
С возрастом эластичность хрусталика уменьшается, он становится более уплощенным и аккомодация ослабевает. В это время человек хорошо видит только далекие предметы: развивается так называемая старческая дальнозоркость. Кроме того существует врожденная дальнозоркость, связанная уменьшенной величиной глазного яблока или слабой преломляющей силой роговицы или хрусталика. При дальнозоркости изображение от далеких предметов фокусируется позади сетчатки.
К нарушениям функции глаза относится и близорукость. При близорукости глазное яблоко увеличено в размере, изображение далеких предметов даже при отсутствии аккомодации хрусталика получается перед сетчаткой. Такой глаз ясно видит только близкие предметы и поэтому называется близоруким.
Эти нарушения зрения исправляют очками, линзы которых усиливают или ослабляют преломляющую силу оптической системы глаза. Очки подбираются индивидуально. Передвижение изображения на сетчатку при близорукости осуществляется при помощи вогнутых стекол, при дальнозоркости - выпуклых стекол. В отличие от старческой при врожденной дальнозоркости аккомодация хрусталика может быть нормальная.
Достижение света фоторецепторов приводит к фотохимической реакции - распаде светочувствительных пигментов. Продукты распада изменяют мембранный потенциал фоторецепторов, в результате чего в нейронах сетчатки, связанных с ними, возникает возбуждение. Это возбуждение по волокнам зрительного нерва проводится к зрительному центру коры больших полушарий, где происходят окончательный анализ возбуждения, различение изображений и формирование ощущения.
От избыточной освещенности глаз предохраняется путем изменения диаметра зрачка. Помимо этого сетчатка сама способна компенсировать увеличение яркости: существуют колбочки к палочки, функционирующие в разных диапазонах яркостей, происходят перестройка рецепторных областей, фотохимические сдвиги и т. д.
Гигиена зрения
Глаз следует оберегать от разных механических воздействий, читать в хорошо освещенном помещении, держа книгу на определенном расстоянии (до 33-35 см от глаза). Свет должен падать слева. Нельзя близко наклоняться к книге, так как хрусталик в этом положении долго находится в выпуклом состоянии, что может привести к развитию близорукости.
Слишком яркое освещение вредит зрению, разрушает световоспринимающие клетки. Поэтому сталеварам, сварщикам и лицам других сходных профессий рекомендуется надевать во время работы темные защитные очки.
Нельзя читать в движущемся транспорте. Из-за неустойчивости положения книги все время меняется фокусное расстояние. Это ведет к изменению кривизны хрусталика, уменьшению его эластичности, в результате чего ослабевает ресничная мышца. Расстройство зрения может возникнуть также из-за недостатка витамина А.
Таблица. Орган зрения
| Системы | Придатки и части глаза | Строение | Функции |
| Вспомогательные | Брови | Волосы, растущие от внутреннего к внешнему углу глаза | Отводят пот со лба |
| Веки | Кожные складки с ресницами | Защищают глаз от световых лучей, пыли | |
| Слезный аппарат | Слезная железа и слезовыводящие пути | Слезы смачивают, очищают, дезинфицируют глаз | |
| Оболочки | Белочная | Наружная плотная оболочка, состоящая из соединительной ткани | Защита глаза от механического и химического воздействия, вместилище всех частей глазного яблока |
| Сосудистая | Срединная оболочка, пронизанная кровеносными сосудами | Питание глаза | |
| Сетчатка | Внутренняя оболочка глаза, состоящая из фоторецепторов - палочек и колбочек | Восприятие света | |
| Оптическая | Роговица | Прозрачная передняя часть белочной оболочки | Преломляет лучи света |
| Водянистая влага | Прозрачная жидкость, находящаяся за роговицей | Пропускает лучи света | |
| Радужная оболочка (радужка) | Передняя часть сосудистой оболочки | Содержит пигмент, придающий цвет глазу | |
| Зрачок | Отверстие в радужной оболочке, окруженное мышцами | Регулирует количество света, расширяясь и суживаясь | |
| Хрусталик | Двояковыпуклая эластичная прозрачная линза, окруженная ресничной мышцей | Преломляет и фокусирует лучи света, обладает аккомодацией | |
| Стекловидное тело | Прозрачное тело в состоянии коллоида | Заполняет глазное яблоко. Пропускает лучи света | |
| Световоспринимающая | Фоторецепторы (нейроны) | В сетчатке в форме палочек и колбочек | Палочки воспринимают форму (зрение при слабом освещении), колбочки - цвет (цветовое зрение) |
| Зрительный нерв | Нервные клетки коры, от которых начинаются волокна зрительного нерва, соединены с отростками фоторецепторных нейронов | Воспринимает возбуждение и передает в зрительную зону коры головного мозга, где происходит анализ возбуждения и формирование зрительных образов |
В большой степени прогрессу физиологии зрения и слуха, способствовали работы Г. Л. Гельмгольца.
С первого дня появления ребёнка на свет зрение помогает ему познавать окружающий мир. С помощью глаз человек видит чудесный мир красок и солнца, зримо воспринимает колоссальный поток информации. Глаза дают человеку возможность читать и писать, знакомиться с произведениями искусства и литературы. Любая профессиональная работа требует от нас хорошего, полноценного зрения.
На человека постоянно действует непрерывный поток внешних раздражителей и разнообразная информация о процессах внутри организма. Понять эту информацию и правильно отреагировать на большое число происходящих вокруг событий позволяют человеку органы чувств. Среди раздражителей внешней среды для человека особенно большое значение имеют зрительные. Большая часть наших сведений о внешнем мире связана со зрением. Зрительный анализатор (зрительная сенсорная система) является важнейшим из всех анализаторов, т.к. он даёт 90% информации, которая идёт к мозгу от всех рецепторов. При помощи глаз мы не только воспринимаем свет и узнаём цвет объектов окружающего мира, но и получаем представление о форме предметов, их удалённости, размерах, высоте, ширине, глубине, иначе говоря, об их пространственном расположении. И всё это благодаря тонкому и сложному строению глаз и их связям с корой головного мозга.
Строение глаза. Вспомогательный аппарат глаза
Глаз - находится в орбитальной впадине черепа - в глазнице, сзади и с боков окружён мышцами, которые его двигают. Он состоит из глазного яблока со зрительным нервом и вспомогательных аппаратов.
Глаз - самый подвижный из всех органов человеческого организма. Он совершает постоянные движения, даже в состоянии кажущегося покоя. Мелкие движения глаз (микродвижения) играют значительную роль в зрительном восприятии. Без них невозможно было бы различать предметы. Кроме того, глаза совершают заметные движения (макродвижения) - повороты, перевод взора с одного предмета на другой, слежение за движущимися предметами. Различные движения глаза, повороты в стороны, вверх, вниз обеспечивают глазодвигательных мышцы, расположенные в глазнице. Всего их шесть. Четыре прямые мышцы крепятся к передней части склеры - и каждая из них поворачивает глаз в свою сторону. А две косые мышцы, верхняя и нижняя, прикрепляются к задней части склеры. Согласованное действие глазодвигательных мышц обеспечивает одновременный поворот глаз в ту или иную сторону.
Орган зрения нуждается в защите от повреждений для нормального развития и работы. Защитными приспособлениями глаз являются брови, веки и слёзная жидкость.
Бровь - парная дугообразная складка толстой кожи, покрытая волосами, в которую вплетаются лежащие под кожей мышцы. Брови отводят пот со лба и служат для защиты от очень яркого света. Веки закрываются рефлекторно. При этом они изолируют сетчатку от действия света, а роговицу и склеру - от каких-либо вредных воздействий. При моргании происходит равномерное распределение слёзной жидкости по всей поверхности глаза, благодаря чему глаз предохраняется от высыхания. Верхнее веко больше, чем нижнее, и его поднимает мышца. Веки закрываются за счёт сокращения круговой мышцы глаза, имеющей циркулярную ориентацию мышечных волокон. По свободному краю век располагаются ресницы , которые защищают глаза от пыли и слишком яркого света.
Слёзный аппарат . Слёзная жидкость вырабатывается специальными железами. Она содержит 97,8% воды, 1,4% органических веществ и 0,8% солей. Слёзы увлажняют роговицу и способствуют сохранению её прозрачности. Кроме того, они смывают с поверхности глаза, а иногда и век попавшие туда инородные тела, соринки, пыль и т.п. В слёзной жидкости содержатся вещества, убивающие микробов через слёзные канальцы, отверстия которых расположены во внутренних уголках глаз, попадает в так называемый слёзный мешок, а уже отсюда - в носовую полость.
Глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Диаметр глазного яблока составляет примерно 2,5 см. В движении глазного яблока принимает участие шесть мышц. Из них четыре прямые и две косые. Мышцы лежат внутри глазницы, начинаются от её костных стенок и прикрепляются к белочной оболочке глазного яблока позади роговицы. Стенки глазного яблока образованы тремя оболочками.
Оболочки глаза
Снаружи оно покрыто белочной оболочкой (склерой ). Она самая толстая, прочная и обеспечивает глазному яблоку определённую форму. Склера составляет приблизительно 5/6 часть наружной оболочки, она непрозрачна, белого цвета и частью видна в пределах глазной щели. Белковая оболочка - очень прочная соединительнотканная оболочка, которая покрывает весь глаз и защищает его от механических и химических повреждений.
Передняя часть этой оболочки прозрачная. Она называется - роговицей . Роговица имеет безупречную чистоту и прозрачность благодаря тому, что постоянно протирается мигающим веком и промывается слезой. Роговица - единственное место в белковой оболочке, через которое внутрь глазного яблока проникают лучи света. Склера и роговица - довольно плотные образования, обеспечивающие глазу сохранение формы и предохранение его внутренней части от различных внешних вредных воздействий. За роговицей находится кристально прозрачная жидкость.
Изнутри к склере прилегает вторая оболочка глаза - сосудистая . Она обильно снабжена кровеносными сосудами (выполняет питательную функцию) и пигментом, содержащим красящее вещество. Передняя часть сосудистой оболочки называется радужной . Находящийся в ней пигмент обусловливает цвет глаз. Окраска радужки зависит от количества пигмента меланина. Когда его много - глаза тёмно- или светло-карие, а когда мало - серые, зеленоватые или голубые. Людей с отсутствием меланина называют альбиносами. В центре радужки есть небольшое отверстие - зрачок , который, суживаясь или расширяясь, пропускает, то больше, то меньше света. Радужка отделяется от собственно сосудистой оболочки ресничным телом. В толще его находится ресничная мышца, на тонких упругих нитях которой подвешен - хрусталик - прозрачное тело, похожее на лупу, крошечная двояковыпуклая линза диаметром 10 мм. Он преломляет лучи света и собирает их в фокусе на сетчатке. При сокращении или расслаблении ресничной мышцы хрусталик меняет свою форму - кривизну поверхностей. Это свойство хрусталика позволяет чётко видеть предметы как на близком, так и на далёком расстоянии.
Третья, внутренняя оболочка глаза - сетчатая . Сетчатка имеет сложное строение. Она состоит из светочувствительных клеток - фоторецепторов и воспринимает свет, поступающий в глаз. Она расположена только на задней стенке глаза. В сетчатке различают десять слоёв клеток. Особенно важное значение имеют клетки, получившие название колбочек и палочек. В сетчатой оболочке палочки и колбочки расположены неравномерно. Палочки (около 130 млн.) отвечают за восприятие света, а колбочки (около 7 млн.) - за цветовое восприятие.
Палочки и колбочки имеют в зрительном акте различное назначение. Первые работают на минимальном количестве света и составляют сумеречный аппарат зрения; колбочки же действуют при больших количествах света и служат для дневной деятельности аппарата зрения. Различная функция палочек и колбочек обеспечивает высокую чувствительность глаза к очень высоким и низким освещенностям. Способность глаза приспосабливаться к разной яркости освещения называется адаптацией .
Глаз человека способен различать бесконечное разнообразие цветовых оттенков. Восприятие многообразия цветов обеспечивают колбочки сетчатки. Колбочки чувствительны к цветам только при ярком свете. При слабом освещении восприятие цветов резко ухудшается, и все предметы в сумерках кажутся серыми. Колбочки и палочки действуют вместе. От них отходят нервные волокна, образующие затем зрительный нерв, выходящий из глазного яблока и направляющийся в головной мозг. Зрительный нерв состоит примерно из 1 млн. волокон. В центральной части зрительного нерва проходят сосуды. В месте выхода зрительного нерва палочки и колбочки отсутствуют, вследствие чего свет этим участком сетчатки не воспринимается.
Зрительный нерв (проводящие пути )
Сетчатка глаза является первичным нервным центром обработки зрительной информации. Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется диском зрительного нерва (слепое пятно ). В центре диска в сетчатку входит центральная артерия сетчатки. Зрительные нервы проходят в полость черепа через каналы зрительных нервов.
На нижней поверхности головного мозга образуется перекрест зрительных нервов - хиазма , но перекрещиваются только волокна, идущие от медиальных частей сетчаток. Эти перекрещивающиеся зрительные пути называются зрительными трактами . Большинство волокон зрительного тракта устремляются в латеральное коленчатое тело , головного мозга. Латеральное коленчатое тело имеет слоистое строение и названо так потому, что его слои изгибаются наподобие колена. Нейроны этой структуры направляют свои аксоны через внутреннюю капсулу, затем в составе зрительной радиации к клеткам затылочной доли коры больших полушарий возле шпорной борозды. По этому пути идет информация только о зрительных стимулах.
Функции зрения
| Системы | Придатки и части глаза | Функции |
| Вспомогательные | Брови | Отводят пот со лба |
| Веки | Защищают глаза от световых лучей, пыли, пересыхания | |
| Слёзный аппарат | Слёзы смачивают, очищают, дезинфицируют | |
| Оболочки глазного яблока | Белочная |
|
| Сосудистая | Питание глаза | |
| Сетчатка | Восприятие света, светорецепторы | |
| Оптическая | Роговица | Преломляет лучи света |
| Водянистая влага | Пропускает лучи света | |
| Радужная оболочка (радужка) | Содержит пигмент, придающий цвет глазу, регулирует отверстие зрачка | |
| Зрачок | Регулирует количество света, расширяясь и суживаясь | |
| Хрусталик | Преломляет и фокусирует лучи света, обладает аккомодацией | |
| Стекловидное тело | Заполняет глазное яблоко. пропускает лучи света | |
| Световоспринимающая (зрительный рецептор) | Фоторецепторы (нейроны) |
|
| Зрительный нерв | Воспринимает возбуждение рецепторных клеток и передаёт в зрительную зону коры головного мозга, где происходит анализ возбуждения и формирование зрительных образов |
Глаз как оптический прибор
Параллельным потоком световое излучение попадает на радужная оболочку (выполняет роль диафрагмы), с отверстием, через которое свет поступает в глаз; эластичный хрусталик - это своеобразная двояковыпуклая линза, фокусирующая изображение; эластичная полость (стекловидное тело), придающая глазу сферическую форму и удерживающая на своих местах его элементы. Хрусталик и стекловидное тело обладают свойствами передавать структуру видимого изображения с наименьшими искажениями. Регулирующие органы управляют непроизвольными движениями глаза и приспосабливают его функциональные элементы к конкретным условиям восприятия. Они изменяют пропускную способность диафрагмы, фокусное расстояние линзы, давление внутри эластичной полости и другие характеристики. Управляют этими процессами центры в среднем мозгу с помощью множества чувствительных и исполнительных элементов, распределенных по всему глазному яблоку. Измерение световых сигналов происходит во внутреннем слое сетчатки, состоящем из множества фоторецепторов, способные преобразовывать световое излучение в нервные импульсы. Фоторецепторы в сетчатке распределены неравномерно, образуя три области восприятия.
Первая - область обзора - находится в центральной части сетчатки. Плотность фоторецепторов в ней наивысшая, поэтому она обеспечивает четкое цветное изображение предмета. Все фоторецепторы в этой области по своему устройству в принципе одинаковы, отличаются они только избирательной чувствительностью к длинам волн светового излучения. Одни из них наиболее чувствительны к излучениям (средняя части), вторые - в верхней части, третьи - в нижней. У человека есть три вида фоторецепторов, реагирующих на синие, зеленые и красные цвета. Здесь же, в сетчатке, выходные сигналы этих фоторецепторов совместно обрабатываются в результате чего усиливается контраст изображения, выделяются контуры объектов и определяется их цвет.
Объемное изображение воспроизводится в коре головного мозга, куда направляются видеосигналы от правого и левого глаза. У человека область обзора охватывает всего в 5°, и только в ее пределах он может осуществлять обзорно-сравнительные измерения (ориентироваться в пространстве, распознавать объекты, следить за ними, определять их относительное расположение и направление движения). Вторая область восприятия выполняет функцию захвата целей. Она располагается вокруг области обзора и не дает четкого изображения видимой картины. Ее задача - быстрое обнаружение контрастных целей и изменений, происходящих во внешней обстановке. Поэтому в этой области сетчатки плотность обычных фоторецепторов невысока (почти в 100 раз меньше, чем в области обзора), зато имеется множество (в 150 раз больше) других, адаптивных фоторецепторов, реагирующих только на изменение сигнала. Совместная обработка сигналов тех и других фоторецепторов обеспечивает высокое быстродействие зрительного восприятия в этой области. Кроме того, человек способен быстро улавливать малейшие движения боковым зрением. Функциями захвата управляют отделы среднего мозга. Здесь интересующий объект не рассматривается и не распознается, а определяется его относительное расположение, скорость и направление движения и даётся команда глазодвигательным мышцам - быстро повернуть оптические оси глаз так, чтобы объект попал в зону обзора для детального рассмотрения.
Третью область образуют краевые участки сетчатки , на которые не попадает изображение объекта. В ней плотность фоторецепторов самая маленькая - в 4000 раз меньше, чем в области обзора. Ее задача - измерение усредненной яркости света, которая используется зрением как точка отсчета для определения интенсивности попадающих в глаз потоков света. Именно поэтому при различном освещении зрительное восприятие меняется.