Строение глаза человека: структура и функции. Как работает глаз

Зрение является каналом, посредством которого человек получает примерно 70% всех данных о мире, который его окружает. И возможно это только по той причине, что именно зрение человека представляет собой одну из самых сложных и поражающих воображение зрительных систем на нашей планете. Если бы не было зрения, все мы, скорее всего, просто жили бы в темноте.

Человеческий глаз обладает совершенным строением и обеспечивает зрение не только в цвете, но также в трёх измерениях и с высочайшей резкостью. Он обладает способностью моментально менять фокус на самые разные расстояния, осуществлять регуляцию объёма поступающего света, различать между собой огромное количество цветов и ещё большее количество оттенков, производить коррекцию сферических и хроматических аберраций и т.д. С мозгом глаз связывают шесть уровней сетчатки, в которых ещё перед тем, как информация будет отправлена в мозг, данные проходят через этап компрессии.

Но как же устроено наше с вами зрение? Как посредством усиления цвета, отражённого от предметов, мы трансформируем его в изображение? Если подумать об этом серьёзно, можно сделать вывод, что устройство зрительной системы человека до мельчайших подробностей «продумано» создавшей его Природой. Если же вы предпочитаете верить в то, что за создание человека ответственен Создатель или некая Высшая Сила, то эту заслугу можете приписать им. Но давайте не будем разбираться в , а продолжим разговор об устройстве зрения.

Огромное количество деталей

Строение глаза и его физиологию можно без обиняков назвать действительно идеальными. Подумайте сами: оба глаза находятся в костных впадинах черепа, которые защищают их от всевозможных повреждений, однако выступают из них они именно так, чтобы обеспечивался максимально широкий горизонтальный обзор.

Расстояние, на котором глаза находятся друг от друга, обеспечивает пространственную глубину. А сами глазные яблоки, как доподлинно известно, обладают шарообразной формой, благодаря чему способны вращаться в четырёх направлениях: влево, вправо, вверх и вниз. Но каждый из нас воспринимает всё это, как само собой разумеющееся - мало кому приходит в голову представить, что было бы, если бы наши глаза были квадратными или треугольными или их движение было бы хаотичным - это бы сделало зрение ограниченным, сумбурным и малоэффективным.

Итак, устройство глаза предельно сложно, но как раз это и делает возможным работу примерно четырёх десятков его различных составляющих. И даже если бы не было хоть одного из этих элементов, процесс зрения перестал бы осуществляться так, как ему следует осуществляться.

Чтобы убедиться в том, насколько сложно устроен глаз, предлагаем вам обратить своё внимание на рисунок ниже.

Давайте же поговорим о том, как реализуется на практике процесс зрительного восприятия, какие элементы зрительной системы в этом участвуют, и за что каждый из них отвечает.

Прохождение света

По мере приближения света к глазу световые лучи сталкиваются с роговицей (иначе её называют роговой оболочкой). Прозрачность роговицы позволяет свету проходить сквозь неё во внутреннюю поверхность глаза. Прозрачность, кстати, является важнейшей характеристикой роговицы, и прозрачной она остаётся по причине того, что особый протеин, который в ней содержится, сдерживает развитие кровеносных сосудов - процесс, происходящий практически в каждой из тканей человеческого тела. В том случае если бы роговица прозрачной не была, остальные компоненты зрительной системы не имели бы никакого значения.

Помимо прочего, роговица не даёт попадать во внутренние полости глаза сору, пыли и каким-либо химическим элементам. А кривизна роговой оболочки позволяет ей преломлять свет и помогать хрусталику фокусировать световые лучи на сетчатке.

После того как свет прошёл сквозь роговицу, он проходит через маленькое отверстие, расположенное посередине радужки глаза. Радужка же представляет собой круглую диафрагму, которая находится перед хрусталиком сразу за роговицей. Радужка также является тем элементом, который придаёт глазу цвет, а цвет зависит от преобладающего в радужке пигмента. Центральное отверстие в радужке - это и есть знакомый каждому из нас зрачок. Размер этого отверстия имеет возможность изменяться, чтобы контролировать количество поступающего в глаз света.

Размер зрачка изменятся непосредственно радужкой, а обусловлено это её уникальнейшим строением, ведь состоит она из двух различных видов мышечных тканей (даже здесь есть мышцы!). Первая мышца является круговой сжимающей - она располагается в радужке кругообразно. Когда свет яркий, происходит её сокращение, вследствие чего зрачок сокращается, как бы втягиваясь мышцей внутрь. Вторая мышца является расширяющей - она расположена радиально, т.е. по радиусу радужки, что можно сравнить со спицами в колесе. При тёмном освещении происходит сокращение этой второй мышцы, и радужка раскрывает зрачок.

Многие до сих пор испытывают некоторые затруднения, когда пытаются объяснить, каким же всё-таки образом происходит формирование вышеназванных элементов зрительной системы человека, ведь в любой другой промежуточной форме, т.е. на каком-либо эволюционном этапе работать они просто не смогли бы, но человек видит с самого начала своего существования. Загадка…

Фокусировка

Минуя названные выше этапы, свет начинает проходить через хрусталик, находящийся за радужкой. Хрусталик является оптическим элементом, имеющим форму выпуклого продолговатого шара. Хрусталик абсолютно гладок и прозрачен, в нём нет кровеносных сосудов, а сам он расположен в эластичном мешочке.

Проходя сквозь хрусталик, свет преломляется, после чего происходит его фокусировка на ямке сетчатки - самом чувствительном месте, содержащем максимальное количество фоторецепторов.

Важно заметить, что уникальное строение и состав обеспечивают роговице и хрусталику большую силу преломления, гарантирующую короткое фокусное расстояние. И как же удивительно, что такая сложная система вмещается всего в одном глазном яблоке (подумайте только, как бы мог выглядеть человек, если бы для фокусировки световых лучей, идущих от предметов, требовался бы, например, метр!).

Не менее интересно и то, что совместная преломляющая сила этих двух элементов (роговицы и хрусталика) находится в прекрасном соотношении с глазным яблоком, а это можно смело назвать ещё одним доказательством того, что зрительная система создана просто непревзойдённо, т.к. процесс фокусирования слишком сложен, чтобы говорить о нём, как о чём-то, что произошло лишь благодаря пошаговым мутациям - эволюционным стадиям.

Если же речь идёт о предметах расположенных близко к глазу (как правило, близким считается расстояние менее 6 метров), то здесь всё ещё любопытнее, ведь в этой ситуации преломление световых лучей оказывается ещё более сильным. Обеспечивается же это увеличением кривизны хрусталика. Хрусталик соединён посредством цилиарных поясков с ресничной мышцей, которая, сокращаясь, даёт хрусталику возможность принимать более выпуклую форму, тем самым увеличивая свою преломляющую силу.

И здесь снова нельзя не упомянуть о сложнейшем строении хрусталика: составляют его множество ниточек, которые состоят из соединённых друг с другом клеточек, а тонкие пояски связывают его с цилиарным телом. Фокусировка осуществляется под контролем головного мозга крайне быстро и на полном «автомате» — осуществить такой процесс осознанно для человека невозможно.

Значение «фотоплёнки»

Результатом фокусировки становится сосредоточение изображения на сетчатке, представляющей собой многослойную ткань, чувствительную к свету, покрывающую заднюю часть глазного яблока. В сетчатке содержится примерно 137 000 000 фоторецепторов (для сравнения можно привести современные цифровые фотоаппараты, в которых подобных сенсорных элементов не более 10 000 000). Такое громадное количество фоторецепторов обусловлено тем, что расположены они крайне плотно - примерно 400 000 на 1 мм².

Здесь не будет лишним привести слова специалиста по микробиологии Алана Л. Гиллена, говорящего в своей книге «Тело по замыслу» о сетчатке глаза, как о шедевре инженерного проектирования. Он считает, что сетчатка является самым удивительным элементом глаза, сравнимым с фотоплёнкой. Светочувствительная сетчатка, расположенная на задней стороне глазного яблока, намного тоньше целлофана (её толщина составляет не более 0,2 мм) и гораздо чувствительнее, чем любая, созданная человеком фотоплёнка. Клетки этого уникального слоя способны обрабатывать до 10 миллиардов фотонов, в то время как самый чувствительный фотоаппарат способен обработать лишь несколько их тысяч. Но ещё удивительнее то, что человеческий глаз может улавливать единицы фотонов даже в темноте.

Всего сетчатку составляют 10 слоёв фоторецепторных клеток, 6 слоёв из которых являются слоями светочувствительных клеток. 2 вида фоторецепторов имеют особую форму, по причине чего их называют колбочками и палочками. Палочки крайне восприимчивы к свету и обеспечивают глазу чёрно-белое восприятие и ночное зрение. Колбочки, в свою очередь, не так восприимчивы к свету, но способны различать цвета - оптимальная работа колбочек отмечается в дневное время суток.

Благодаря работе фоторецепторов световые лучи трансформируются в комплексы электрических импульсов и посылаются в мозг на невероятно большой скорости, а сами эти импульсы за доли секунд преодолевают свыше миллиона нервных волокон.

Связь фоторецепторных клеток в сетчатке очень сложна. Колбочки и палочки никак напрямую с мозгом не связаны. Получив сигнал, они переадресовывают его биполярным клеткам, а те перенаправляют уже обработанные собою сигналы ганглиозным клеткам, более миллиона аксонов (нейритов, по которым передаются нервные импульсы) которых составляют единый зрительный нерв, по которому данные и поступают в мозг.

Два слоя промежуточных нейронов, до того как зрительные данные будут отправлены в мозг, способствуют параллельной обработке этой информации шестью уровнями восприятия, находящимися в сетчатке глаза. Необходимо это для того чтобы изображения распознавались как можно быстрее.

Восприятие мозга

После того как обработанная зрительная информация поступает в мозг, он начинает её сортировку, обработку и анализ, а также формирует цельное изображение из отдельных данных. Конечно же, о работе человеческого мозга ещё много чего неизвестно, однако даже того, что научный мир может предоставить сегодня, вполне достаточно, чтобы поразиться.

При помощи двух глаз формируются две «картинки» мира, который окружает человека - по одной на каждую сетчатку. Обе «картинки» передаются в мозг, и в действительности человек видит два изображения в одно и то же время. Но как?

А дело вот в чём: точка сетчатки одного глаза точно соответствует точке сетчатки другого, а это говорит о том, чтоб оба изображения, попадая в мозг, могут накладываться друг на друга и сочетаться вместе для получения единого изображения. Информация, полученная фоторецепторами каждого из глаз, сходится в зрительной коре головного мозга, где и появляется единое изображение.

По причине того, что у двух глаз может быть разная проекция, могут наблюдаться и некоторые несоответствия, однако мозг сопоставляет и соединяет изображения таким образом, что человек никаких несоответствий не ощущает. Мало того - эти несоответствия могут быть использованы с целью получения чувства пространственной глубины.

Как известно, из-за преломления света зрительные образы, поступающие в мозг, изначально являются очень маленькими и перевёрнутыми, однако «на выходе» мы получаем то изображение, которое привыкли видеть.

Помимо этого в сетчатке изображение делится мозгом надвое по вертикали - через линию, которая проходит через ямку сетчатки. Левые части изображений, полученных обоими глазами, перенаправляются в , а правые части - в левое. Так, каждое из полушарий смотрящего человека получает данные только от одной части того, что он видит. И снова - «на выходе» мы получаем цельное изображение без каких бы то ни было следов соединения.

Разделение изображений и крайне сложные оптические пути делают так, что мозг видит отдельно каждым из своих полушарий с использованием каждого из глаз. Это позволяет ускорить обработку потока входящей информации, а также обеспечивает зрение одним глазом, если вдруг человек по какой-либо причине перестаёт видеть другим.

Можно заключить, что мозг в процессе обработки зрительной информации убирает «слепые» пятна, искажения из-за микродвижений глаз, морганий, угла зрения и т.п., предлагая своему хозяину адекватное целостное изображение наблюдаемого.

Ещё одним из важных элементов зрительной системы является . Умалять значение этого вопроса никак нельзя, т.к. чтобы вообще иметь возможность использовать зрение должным образом мы должны уметь поворачивать глаза, поднимать их, опускать, короче говоря - двигать глазами.

Всего можно выделить 6 внешних мышц, которые соединяются с внешней поверхностью глазного яблока. К этим мышцам относятся 4 прямые (нижняя, верхняя, боковая и средняя) и 2 косые (нижняя и верхняя).

В тот момент, когда какая-либо из мышц сокращается, мышца, являющаяся для неё противоположной, расслабляется - это обеспечивает ровное движение глаз (в противном случае все движения глазами осуществлялись бы рывками).

При повороте двух глаз автоматически изменяется движение всех 12 мышц (по 6 мышц на каждый глаз). И примечательно то, что процесс этот является непрерывным и очень хорошо скоординированным.

По словам знаменитого офтальмолога Питера Джени, контроль и координация связи органов и тканей с центральной нервной системой посредством нервов (это называется иннервацией) всех 12 глазных мышц представляет собой один из очень сложных процессов, происходящих в мозге. Если же добавить к этому точность перенаправления взора, плавность и ровность движений, скорость, с которой может вращаться глаз (а она составляет в сумме до 700° в секунду), и соединить всё это, мы получим на самом деле феноменальную по части исполнения подвижную глазную систему. А то, что человек имеет два глаза, делает её ещё более сложной - при синхронном движении глаз необходима одинаковая мускульная иннервация.

Мышцы, которые вращают глаза, отличны от мышц скелета, т.к. их составляет множество всевозможных волокон, а контролируются они ещё большим числом нейронов, иначе точность движений стала бы невозможной. Данные мышцы можно назвать уникальными ещё и потому, что они способны быстро сокращаться и практически не устают.

Учитывая то, что глаз - это один из наиболее важных органов человеческого организма, он нуждается в непрерывном уходе. Именно для этого как раз и предусмотрена, если так можно назвать, «интегрированная система очистки», которая состоит из бровей, век, ресниц и слёзных желёз.

При помощи слёзных желёз регулярно производится липкая жидкость, с медленной скоростью движущаяся вниз по внешней поверхности глазного яблока. Эта жидкость смывает различный сор (пыль и т.п.) с роговицы, после чего входит во внутренний слёзный канал и затем стекает по носовому каналу, выводясь из организма.

В слезах содержится очень сильное антибактериальное вещество, уничтожающее вирусы и бактерии. Веки выполняют функцию стеклоочистителей - они очищают и увлажняют глаза благодаря непроизвольному морганию с интервалом в 10-15 секунд. Вместе с веками работают ещё и ресницы, предотвращая попадание в глаз любого сора, грязи, микробов и т.п.

Если бы веки не выполняли свою функцию, глаза человека постепенно бы засохли и покрылись рубцами. Если бы не было слёзного протока, глаза бы постоянно заливались слёзной жидкостью. Если бы человек не моргал, в его глаза попадал бы мусор, и он мог бы даже ослепнуть. Вся «очистительная система» должна включать в себя работу всех элементов без исключения, в противном случае она просто перестала бы функционировать.

Глаза как показатель состояния

Глаза человека способны передавать немало информации в процессе его взаимодействия с другими людьми и окружающим миром. Глаза могут излучать любовь, гореть от гнева, отражать радость, страх или беспокойство, или усталости. Глаза показывают, куда смотрит человек, заинтересован он в чём-либо или же нет.

Например, когда люди закатывают глаза, беседуя с кем-то, это можно расценивать совершенно иначе, нежели обычный взгляд, направленный вверх. Большие глаза у детей вызывают у окружающих восторг и умиление. А состояние зрачков отражает то состояние сознания, в котором в данный момент времени находится человек. Глаза - это показатель жизни и смерти, если уж говорить в глобальном смысле. Наверное, именно по этой причине их называют «зеркалом» души.

Вместо заключения

В этом уроке мы с вами рассмотрели устройство зрительной системы человека. Естественно, мы упустили немало деталей (сама по себе эта тема очень объёмна и вместить её в рамки одного урока проблематично), но всё же постарались донести материал так, чтобы вы имели чёткое представление о том, КАК видит человек.

Вы не могли не заметить, что как сложность, так и возможности глаза позволяют этому органу многократно превосходить даже самые современные технологии и научные разработки. Глаз является наглядной демонстрацией сложности инженерии в огромном количестве нюансов.

Но знать об устройстве зрения - это, конечно же, хорошо и полезно, однако наиболее важно знать о том, как зрение можно восстанавливать. Дело в том, что и образ жизни человека, и условия, в которых он живёт, и некоторые другие факторы (стрессы, генетика, вредные привычки, заболевания и многое другое) - всё это нередко способствует тому, что с годами зрение может ухудшаться, т.е. зрительная система начинает давать сбои.

Но ухудшение зрения в большинстве случаев не является необратимым процессом - зная определённые методики, данный процесс можно повернуть вспять, и сделать зрение, если уж и не таким, как у младенца (хотя иногда возможно и это), то хорошим настолько, насколько вообще это возможно для каждого отдельно взятого человека. Поэтому следующий урок нашего курса по развитию зрения будет посвящён методам восстановления зрения.

Зрите в корень!

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Глаза человека - это сложнейшая оптическая система, состоящая из множества функциональных элементов. Благодаря их слаженной работе мы воспринимаем 90 % поступающей информации, то есть именно от зрения по большей части зависит качество нашей жизни. Знание особенностей строения глаза поможет нам лучше понять его работу и важность здоровья каждого из элементов его структуры.

Как устроены глаза человека, многие помнят еще со школы. Основными частями являются роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. К глазному яблоку подходят мышцы, обеспечивающие им согласованное движение, а человеку - качественное объемное зрение. Как же взаимодействуют между собой все эти элементы?

Устройство глаза человека: взгляд изнутри

Устройство глаза напоминает мощную линзу, которая собирает лучи света. Эту функцию выполняет роговица - передняя прозрачная оболочка глаза. Интересно, что ее диаметр увеличивается с рождения и до 4 лет, после чего не изменяется, хотя само яблоко продолжает расти. Поэтому у маленьких детей глаза кажутся больше, чем у взрослых. Пройдя сквозь нее, свет достигает радужной оболочки - светонепроницаемой диафрагмы глаза, в центре которой находится отверстие - зрачок. Благодаря его способности сужаться и расширяться наш глаз может быстро адаптироваться к свету разной интенсивности. Из зрачка лучи попадают на двояковыпуклую линзу - хрусталик. Его функция заключается в преломлении лучей и фокусировке изображения. Хрусталик играет важную роль в составе светопреломляющего аппарата, поскольку способен настраиваться на видение объектов, расположенных на разном расстоянии от человека. Такое устройство глаза позволяет нам хорошо видеть и вблизи, и вдали.

Многие из нас со школы помнят о таких частях человеческого глаза, как роговица, зрачок, радужка, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. В чем же заключается их предназначение?

Перевернутый мир

Из зрачка лучи света, отраженные от предметов, проецируются на сетчатку глаза. Она представляет некое подобие экрана, на котором «передается» изображение окружающего мира. Интересно, что изначально оно является перевернутым. Так, земля и деревья передаются на верхнюю часть сетчатки глаза, солнце и облака - на нижнюю. То, на что в данный момент направлен наш взгляд, проецируется на центральную часть сетчатки (ямку фовеа). Она в свою очередь является центром макулы, или зоны желтого пятна. Именно этот участок глаза отвечает за ясное центральное зрение. Анатомические особенности фовеа определяют ее высокую разрешающую способность. У человека имеется по одной центральной ямке, у ястреба - по две в каждом глазу, а, например, у кошек она и вовсе представлена длинной зрительной полоской. Именно поэтому зрение некоторых птиц и животных более острое, чем у нас. Благодаря такому устройству наши глаза четко видят даже мелкие предметы и детали, а также различают цвета.

Палочки и колбочки

Отдельно стоит упомянуть о фоторецепторах сетчатки глаза - палочках и колбочках. Они помогают нам видеть. Колбочки отвечают за цветное зрение. В основном они сосредоточены в центре сетчатки. Их порог чувствительности выше, чем у палочек. С помощью колбочек мы видим цвета при условии достаточного освещения. Палочки также расположены в сетчатке, но их концентрация максимальна на ее периферии. Данные фоторецепторы активны при тусклом освещении. Именно благодаря им мы можем различать объекты в темноте, но не видим их цвета, поскольку колбочки остаются неактивными.

Чудо зрения

Чтобы мы видели мир «правильно», к работе глаза должен подключиться мозг. Поэтому информация, которая была собрана светочувствительными клетками сетчатки, передается зрительному нерву. Для этого она преобразуется в электрические импульсы. По нервным тканям они передаются от глаза в мозг человека. Именно здесь начинается анализаторская работа. Мозг обрабатывает поступившую информацию, и мы воспринимаем мир таким, какой он есть - солнце в небе сверху, а под ногами - земля. Чтобы проверить этот факт, можно надеть на глаза специальные очки, переворачивающие изображение. Через какое-то время мозг приспособится, и человек снова будет видеть картинку в привычном для себя ракурсе.

В результате описанных процессов наши глаза способны видеть окружающий мир во всей его полноте и яркости!

Больше 80% всей информации, которую мы получаем от окружающей действительности, приходит по каналам зрительного восприятия: проще говоря, мы этот мир в основном видим. Остальные чувства вносят гораздо меньший вклад в дело познания, и, лишь лишившись зрения, человек может с удивлением обнаружить, какой богатый потенциал у него есть.

Мы настолько привыкли смотреть и видеть, что даже не задумываемся, как это происходит. Давайте полюбопытствуем и обнаружим, что механизмы зрения очень похожи на технику фотографии, а строение и функции глаза - один в один обыкновенная фотокамера.

​Устройство глаза человека

Человеческий орган зрения имеет форму маленького шарика. Начнем изучать его анатомию снаружи и будем продвигаться к центру:

• Сверху расположен плотный слой белой соединительной ткани - склера. Он защищает глаз со всех сторон, кроме внешней, непосредственно обращенной в мир. Здесь склера переходит в роговицу, а место их соединения называется лимб. Если вы ткнете себя пальцем в открытый глаз, то попадете именно в роговицу .
• Следующий слой - густая сеть тонких сосудов. Клетки органа должны обильно снабжаться питательными веществами и кислородом, чтобы работать в полную силу, поэтому капилляры неустанно приносят сюда кровь. В передней части сосудистая оболочка отделена от роговицы полостью, заполненной жидкостью. Это передняя камера глаза. Есть еще и задняя, но об этом позже. Водянистую жидкость продуцируют цилиарные (ресничные) тела, расположенные на границе сосудистой оболочки и радужки.
• На передней части глаза сосудистая оболочка сменяется радужной. Это очень тонкий и практически непроницаемый для света слой. Пигментные клетки окрашивают его, определяя цвет глаз человека. В самом центре радужки есть отверстие - зрачок. Он способен увеличиваться и уменьшаться в зависимости от степени освещенности. Управляют этими изменениями круговые и радиальные мышцы.
• Сразу за радужной оболочкой находится небольшая задняя камера глаза, также заполненная жидкостью цилиарного тела.
• После нее располагается хрусталик , подвешенный на связках. Это двояковыпуклая прозрачная линза, способная с помощью мышц изменять свою кривизну.
• Третья оболочка глаза, расположенная под сосудистой, - нервная, называемая сетчаткой. Она покрывает глазное яблоко со всех сторон, кроме передней, оканчиваясь около радужки. Сзади из сетчатки выходит толстое сплетение нервных волокон - зрительный нерв . Место его непосредственного выхода называется слепым пятном.
• Всю центральную часть заполняет прозрачное желеобразное вещество, названное стекловидным телом.

Схема строения глаза человека в разрезе приведена на рисунке. Здесь можно увидеть обозначения основных структур глаза:

Инфраструктура

Глаз - орган крайне хрупкий и ужасно важный, поэтому его нужно обильно питать и надежно защищать. Питание обеспечивает широкая капиллярная сеть, защиту - все окружающие структуры:

• кости. Глаза располагаются в углублениях черепа - глазницах, снаружи остается лишь крохотная часть органа;
• веки. Тонкие складки кожи защищают от физических воздействий, пыли и яркого света. Их внутренняя поверхность покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой, которая обеспечивает легкое скольжение век по поверхности глазного яблока;
• волоски. Брови и ресницы препятствуют попаданию пота, пыли и мелких частиц;
• секреты желез. Вокруг глаза располагается большое количество слизистых, а также слезные железы. Вещества, входящие в состав их секретов, защищают орган от физических, химических и биологических факторов.

Глаза - необычайно деловые органы. Они все время двигаются, поворачиваются, сжимаются. Чтобы все это делать, требуется мощный мышечный аппарат , представленный шестью наружными глазодвигательными мышцами:

• медиальная двигает глаз к центру;
• латеральная - разворачивает вбок;
• верхняя прямая и нижняя косая - поднимают;
• нижняя прямая и верхняя косая - опускают;
• слаженная работа верхней и нижней косых мышц управляет движениями по кругу.

Оптическая система

Внутреннее строение человека - результат работы самого искусного мастера на свете - природы. Некоторые механизмы и системы организма поражают воображение своей сложностью и филигранной точностью. А вот глаз работает достаточно просто , люди с давних времен умеют делать нечто похожее:

• Падающий свет отражается от предмета и попадает на роговицу. Это первый рубеж преломления.
• Сквозь жидкость передней камеры поток фотонов достигает радужки. Дальше он пройдет не весь. Какой процент света попадет внутрь и будет обработан сетчаткой, определяет зрачок. Он сужается и расширяется в зависимости от внешних условий. В целом радужка работает как диафрагма фотоаппарата.
• Преодолев еще одно препятствие - заднюю глазную камеру , свет попадает на линзу хрусталика, которая собирает его в один тонкий пучок и фокусирует на сетчатой оболочке. С помощью мышц хрусталик может изменять свою кривизну - этот процесс называется аккомодацией и обеспечивает формирование четкой картинки на разных расстояниях. С возрастом хрусталик уплотняется и уже не может работать в полную силу. Развивается старческая дальнозоркость - глаз не может сфокусироваться на близких предметах, и они кажутся расплывчатыми.
• На пути к сетчатке сфокусированный световой луч проходит сквозь стекловидное тело . В норме оно прозрачное и не мешает работе оптической системы, но в старости структура начинает изменяться. Крупные молекулы белков, из которых она состоит, собираются в конгломераты, а окружающее их вещество разжижается. Это проявляется как ощущение мух или пятен в глазах.
• Наконец, свет достигает своей финальной точки - сетчатки. Здесь формируется сильно уменьшенное и перевернутое изображение предмета. Да, именно перевернутое. Если бы на этом этапе обработка картинки прекратилась, мы бы видели все вверх ногами, но умный мозг, конечно, все исправит. На сетчатке выделяют область желтого пятна, ответственную за острое центральное зрение. Главные рабочие клетки нервной оболочки - всем известные палочки и колбочки. Они отвечают за светочувствительность и различение цветов. Если колбочки трудятся плохо, человек страдает дальтонизмом.
• Нервные клетки сетчатки преобразуют свет в электрические импульсы, а зрительный нерв переправляет их в мозг. Там происходит анализ и обработка изображения, и мы видим то, что видим.

Схематичное описание зрительного процесса представлено на картинке:

Нарушения фокусировки изображения

Сквозь зрачок в глаз попадают параллельные лучи света, которые собирает линза хрусталика. В норме они фокусируются прямо на поверхности сетчатки. В этом случае изображение получается четким, и можно говорить о хорошем зрении. Но так происходит только в том случае, если расстояние от хрусталика до сетчатки точно равно фокусному расстоянию линзы.

Но не все глаза одинаково круглые. Бывает, что тело органа вытянуто в длину и похоже на огурчик. При этом собранные хрусталиком лучи не доходят до сетчатки и фокусируются где-то в стекловидном теле. Из-за этого человек плохо видит отдаленные предметы, они кажутся размытыми. Называют такое состояние близорукостью, или, по-научному, миопией.

Бывает и наоборот. Если глаз немного сплющен спереди назад, то фокус хрусталика оказывается за сетчаткой. Это мешает четко различать близкие предметы и называется дальнозоркостью (гиперметропией).

При различных патологиях хрусталика, роговицы и других структур глаза может происходить изменение их формы, которое влечет за собой ошибки в работе оптической системы. Из-за неправильного построения светового пути лучи фокусируются не там и не так, как необходимо. Компенсировать и лечить подобные дефекты очень трудно. В медицине они объединяются под общим термином астигматизм.

Нарушения зрительной функции - проблема довольно распространенная. Она может быть диагностирована как у взрослого человека, так и у ребенка. Чем раньше патология обнаружена, тем больше шансов на успех в борьбе с ней.

Профилактика болезней

Чтобы органы зрения были в порядке и работали как хорошая фотокамера, важно обеспечить им комфортные условия существования: обильное питание в виде богатой полезными веществами крови и качественную связь в виде широкой сети нейронов. Очень важно:

• не перенапрягать глаза, регулярно давать им отдыхать, расслабляться;
• обеспечивать хорошую освещенность рабочего места;
• полноценно питаться, получая с продуктами все необходимые витамины;
• соблюдать гигиену органов зрения, не допускать воспалений и травм.

Человеческие глаза - мощная и необычайно точно устроенная система. Ее хорошая работа имеет большое значение для полноценной жизни, полной впечатлений и удовольствий.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Человеческий глаз часто приводят в качестве примера удивительной природной инженерии - но судя по тому, что это один из 40 вариантов устройств, которые появлялись в процессе эволюции у разных организмов, нам стоит поумерить свой антропоцентризм и признать, что по строению человеческий глаз не является чем-то совершенным.

Рассказ про глаз учше всего начать с фотона. Квант электромагнитного излучения неспешно влетает строго в глаз ничего не подозревающего прохожего, который жмурится от неожиданного блика с чьих-то часов.

Первая деталь оптической системы глаза - это роговица. Она меняет направление движения света. Это возможно благодаря такому свойству света, как преломление, ответственного в том числе за радугу. Скорость света постоянна в вакууме - 300 000 000 м/с. Но при переходе из одной среды в другую (в данном случае из воздуха в глаз) свет меняет свою скорость и направление движения. У воздуха коэффициент преломления равен 1,000293, у роговицы - 1,376. Это значит, что луч света в роговице замедляет свое движение в 1,376 раз и отклоняется ближе к центру глаза.

Любимый способ раскалывать партизан - светить им яркой лампой в лицо. Это больно по двум причинам. Яркий свет - это мощное электромагнитное излучение: триллионы фотонов атакуют сетчатку, и ее нервные окончания вынуждены передавать бешеное количество сигналов в мозг. От перенапряжения нервы, как провода, перегорают. При этом мышцы радужки вынуждены сжиматься так сильно, как только могут, отчаянно пытаясь закрыть зрачок и защитить сетчатку.

И подлетает к зрачку. С ним все просто - это отверстие в радужной оболочке. За счет круговых и радиальных мышц радужная оболочка может соответственно сужать и расширять зрачок, регулируя количество света, проникающего в глаз, как диафрагма в фотоаппарате. Диаметр зрачка человека может меняться от 1 до 8 мм в зависимости от освещенности.

Пролетев сквозь зрачок, фотон попадает на хрусталик - вторую линзу, ответственную за его траекторию. Хрусталик преломляет свет слабее, чем роговица, зато он подвижен. Хрусталик висит на цилинарных мышцах, которые меняют его кривизну, тем самым позволяя нам фокусироваться на предметах на разном расстоянии от нас.

Именно с фокусом связаны нарушения зрения. Самые распространенные - близорукость и дальнозоркость. Изображение в обоих случаях фокусируется не на сетчатке, как должно, а перед ней (близорукость), или за ней (дальнозоркость). Виноват в этом глаз, который меняет форму с круглой на овальную, и тогда сетчатка удаляется от хрусталика или приближется к нему.

После хрусталика фотон пролетает сквозь стекловидное тело (прозрачный студень - 2/3 объема всего глаза, на 99% - вода) прямиком на сетчатку. Здесь регистрируются фотоны, и сообщения о прибытии отправляются по нервам в мозг.

Сетчатка устлана клетками-фоторецепторами: когда света нет, они вырабатывают специальные вещества - нейротрансмиттеры, но как только в них попадает фотон, клетки-фоторецепторы перестают их вырабатывать - и это сигнал для мозга. Есть два типа этих клеток: палочки, которые более чувствительны к свету, и колбочки, которые лучше различают движение. Палочек у нас около ста миллионов и еще 6-7 миллионов колбочек, итого больше ста миллионов светочувствительных элементов - это больше 100 мегапикселей, что никакому «хасселю» не снилось.

Слепое пятно - точка прорыва, где совсем нет светочувствительных клеток. Оно довольно большое - 1-2 мм в диаметре. К счастью, у нас бинокулярное зрение и есть мозг, который совмещает две картинки c пятнами в одну нормальную.

На моменте передачи сигнала в человеческом глазу возникает проблема с логикой. Подводный, не особо нуждающийся в зрении житель осьминог в этом смысле гораздо последовательней. У осьминогов фотон сначала врезается в слой колбочек и палочек на сетчатке, сразу за которым ждет слой нейронов и передает сигнал в мозг. У человека свет сперва продирается сквозь слои нейронов - и только потом ударяется в фоторецепторы. Из-за этого в глазу есть первое пятно - слепое.

Второе пятно - желтое, это центральная область сетчатки прямо напротив зрачка, чуть выше зрительного нерва. Этим местом глаз видит лучше всего: концентрация светочувствительных клеток здесь сильно увеличена, поэтому наше зрение по центру визуального поля значительно острее периферийного.

Изображение на сетчатке перевернуто. Мозг умеет правильно интерпретировать картинку, и восстанавливает из перевернутого оригинальное изображение. Дети первые пару дней видят все вверх ногами, пока их мозг устанавливает свой фотошоп. Если надеть очки, переворачивающие изображение (это впервые проделали еще в 1896 году), то через пару дней наш мозг научится интерпретировать и такую перевернутую картинку правильно.

Глаз человека – это парный орган, обеспечивающий функцию зрения. Свойства глаза разделяются на физиологические и оптические , потому изучаются физиологической оптикой – наукой, находящейся на стыке биологии и физики.

Глаз по форме напоминает шар, поэтому его называют глазным яблоком .

В черепе имеется глазница – место расположения глазного яблока. Значительная его поверхность защищена там от повреждений.

Глазодвигательные мышцы обеспечивают двигательную способность глазного яблока. Постоянное увлажнение глаза, создающее тонкую защитную пленку, обеспечивается слезными железами.

Строение глаза человека – схема

Структурные части глаза

Информация, которую получает глаз, – это свет , отраженный от предметов. Конечный этап – это информация, поступающая в мозг, который, собственно и “видит” предмет. Между ними находится глаз – непостижимое чудо, сотворенное природой.

Фото с описанием

Первая поверхность, на которую попадает свет, – . Это “линза”, преломляющая падающий свет. Наподобие этого природного шедевра сконструированы части различных оптических приборов, например, фотоаппаратов. Роговица, имеющая сферическую поверхность, фокусирует все лучи в одной точке.

Но до окончательного этапа световым лучам приходится пройти длинный путь:

1. Свет проходит сначала переднюю камеру с бесцветной жидкостью.
2. Лучи падают на , определяющую цвет глаз.
3. Лучи проходят затем через – отверстие, находящееся в центре радужной оболочки. Боковые мышцы способны расширять или сужать зрачок в зависимости от внешних обстоятельств. Слишком яркий свет может глазу навредить, поэтому зрачок сужается. В темноте – расширяется. Диаметр зрачка реагирует не только на степень освещенности, но и на различные эмоции. Например, у человека, испытывающего страх или боль, зрачки становятся больше. Эта функция называется адаптацией .
4. В задней камере расположено следующее чудо – хрусталик . Это биологическая двояковыпуклая линза, задача которой – сфокусировать лучи на сетчатке, выполняющей роль экрана. Но, если стеклянная линза имеет постоянные размеры, то радиусы хрусталика имеют возможность изменяться при сжатии и расслаблении окружающих мышц. Эта функция называется аккомодацией . Заключается она в способности видеть резко, как удаленные, так и близкие предметы, меняя радиусы хрусталика.
5. Между хрусталиком и сетчаткой пространство занято стекловидным телом . Лучи проходят сквозь него спокойно, благодаря его прозрачности. Стекловидное тело помогает сохранять форму глаза.
6. Изображение предмета отображается на сетчатке , но в перевернутом виде. Таким оно получается из-за строения “оптической схемы” прохождения лучей света. В сетчатке эта информация перекодируется в электромагнитные импульсы, после чего они обрабатываются мозгом, переворачивающим изображение.

Таково внутреннее строение глаза и путь светового потока внутри него.

Видео:

Оболочки глаза

В глазном яблоке имеется три оболочки:

1. Фиброзная – является наружной. Защищает, придает глазу форму. На ней крепятся мышцы.

Состав :

• – передняя часть. Являясь прозрачной, пропускает внутрь глаза лучи.
• Склера белого цвета – задняя поверхность.

2. Сосудистая оболочка глаза – ее строение и функции можно увидеть на рисунке выше. Является средней “прослойкой”. Кровеносные сосуды, имеющиеся в ней, обеспечивают кровоснабжение и питание.

Состав сосудистой оболочки:

• Радужка – отдел, находящийся спереди, в центре его расположен зрачок. Цвет глаз зависит от содержания в радужной оболочке пигмента меланина. Чем больше меланина, тем темнее цвет. Содержащиеся в радужке гладкие мышцы изменяют размер зрачка;
• Ресничное тело. За счет мышц изменяет кривизну поверхностей хрусталика;
• Сама сосудистая оболочка – находится сзади. Пронизана множеством мелких кровеносных сосудов.

1. Сетчатка – является внутренней оболочкой. Строение сетчатки глаза человека весьма специфично.

Она имеет несколько слоев, обеспечивающих разные функции, основная из которых – восприятие света .

Содержит палочки и колбочки – светочувствительные рецепторы. Функционируют рецепторы по-разному в зависимости от времени дня или освещения в помещении. Ночь – это время палочек, днем активизируются колбочки.

Веко

Хотя веки и не входят в состав зрительного органа, рассматривать их имеет смысл только в совокупности.

Назначение и строение века глаза:

1. Внешний вид

Веко состоит из мышц, покрытых кожей, с ресницами на краю.

1. Назначение

Основная цель – это защита глаза от агрессивной внешней среды, а также постоянное увлажнение.

1. Функционирование

Благодаря наличию мышц веко может легко двигаться. При регулярном смыкании верхнего и нижнего века совершается увлажнение глазного яблока.

Веко состоит из нескольких элементов:

• наружная кожно-мышечная ткань;
• хрящ, служащий для поддержания века;
• конъюнктива, представляющая собой слизистую ткань и имеющая слезные железы.

Нетрадиционная медицина

Одним из методов нетрадиционной медицины, основанной на строении глаза, является иридодиагностика. Схема радужной оболочки помогает врачу поставить диагноз при различных заболеваниях в организме:

Такой анализ основан на предположении, что разные органы и участки тела человека соответствуют определенным областям на радужной оболочке. Если орган заболел, то это отражается на соответствующем участке. По этим изменениям можно узнать диагноз.

Значение зрения в нашей жизни трудно переоценить. Чтобы оно и дальше служило нам, необходимо ему помогать: носить очки для коррекции зрения, если это требуется, и солнцезащитные очки при ярком солнце. Важно понимать, что со временем происходят возрастные изменения, которые можно задержать только .