Человеческое зрение — из чего состоит глаз и как он работает

СОДЕРЖАНИЕ

Человеческое зрение важная чувствительная функция визуализации окружающих человека объектов путем восприятия видимого спектра электромагнитных волн глазом и дальнейшей их обработки в области головного мозга.

Зрение, в сочетании с таким не менее важным органом чувств как слух, закладывает основной фундамент развития человека. Человеческий глаз это самый первый орган, воспринимающий видимый человеком световой диапазон, который впоследствии обрабатывается зрительной корой головного мозга.

  • Из чего состоит глаз человека?
    • Схема человеческого глаза в разрезе
  • Как работает глаз человека?
  • Дефекты зрения нарушения физики оптических свойств
    • Близорукость
    • Близорукость
  • Дальтонизм и зрительные иллюзии

chelovecheskoye-zreniye-iz-chego-sostoit-glaz-i-kak-on-rabotayet.jpg

Из чего состоит глаз человека?

Итак, вся поступившая внешняя информации в виде видимого спектра электромагнитных волн попадает на выстелающую глазное дно сетчату, которая состоит из множества чувствительных фоторецепторов. О важности данных фоторецепторов в человеческом зрении можно судить исходя от их 70-ти процентного присутствия в человеке на фоне всех остальных рецепторов в других органах человека.

Так называемые глазные яблока располагаются в глазницах, утопленных вглубь человеческого черепа и составляют диаметр около двух с половиной сантиметров. Основная часть глазных яблок скрыта в углублениях черепа тем самым защищена от внешних механических воздействий, и только незначительная их часть находится снаружи.

Глазные яблоки, выполняющие роль органической оптики, приводятся в движение с помощью шести мышц, которые обеспечивают движение яблока, что позволяет расматривать человеку объекты с максимально доступным углом обозрения. Ведь если бы глазное яблоко не имело бы подобных мышц, то оно было бы неподвижно статичным и угол обзора был бы не таким широким. Глаза в период бодрствования человека с помощью этих мышц сканируют внешнюю картинку под воздействием так называемого глазмного треморра постоянного дрожания.

Глаз, по сути, это оптическая линза, через которую проходит свет. Он имеет форму сферы и его полость заполнена прозрачным упругим веществом подобным стеклу. Его прозрачность обеспечивает пропускание светового потока к сетчатке, которую можно сравнить с матрицей цифрового фотоаппарата.

foto-rasshirennogo-i-suzhennogo-zrachka.jpg

Пропускная способность светового потока человеческого зрения регулируется зрачком глаза. Именно через него попадает свет в необходимом количестве в зависимости от его интенсивности. Пропускная способность регулируется путем расширения и сжатия зрачка. Как и в любой оптической системе при слабом свете зрачок максимально расширяется для того, чтобы можно было принять света максимум из возможного и сужается в случае, если если мощность светового потока высокая и достаточно лишь его часть для последующего его попадания на сетчатку, тем самым обезопасив ее от повреждения излишне ярким светом.

makro-foto-setchatki-glaza.jpg

Это изображение сетчатки (светочувствительной оболочки глаза, выстилающей глазное дно) в разрезе. Палочки и колбочки реагируют на свет и по нервным волокнам посылают импульсы в головной мозг.

Схема человеческого глаза в разрезе

Лучи света попадают в зрачок через роговицу переднюю прозрачную часть наружной оболочки глаза. Роговица является сильной преломляющей линзой. Радужная оболочка регулирует количество проникающего в глаз света, что позволяет видеть как при тусклом, так и при ярком свете. Хрусталик фокусирует на сетчатке свет от ближних и дальних предметов. Центральная ямка сетчатки область наибольшей остроты зрения.

skhema-iz-chego-sostoit-chelocheskiy-glaz.jpg

На рисунке глаз представлен в разрезе. Прежде чем попасть в зрачок, световой поток проходит через роговицу глаза. Она представляет собой ничто иное как прозрачную сферическую линзу, проходя через которую, лучи света преломляются.

Первым фильтром, который регулирует световой потом прежде чем попасть в зрачок, является радужная оболочка глаза. С ее помощью человек способен видеть как в светлое, так и в темное время суток. Основной органической сферической линзой глаза является хрусталик, с помощью которого попадающий свет от близрасположенных и удаленных предметов фокусируется на сетчатке. Выделяют на сетчатке зону наибольшей остроты зрения центральную ямку сетчатки.

Существует участок сетчатки, в котором отсутствуют вообще фоторецепторы. В этой области, не воспринимающей световой поток, выходит зрительный нерв. Также эту область называют слепым пятном сетчатки. Данная неактивное в восприятии света слепое пятно сетчатки никаким образом не мешает корректности формирования картинки в зрительной коре головного мозга.

Как работает глаз человека?

Роговица с хрусталиком представляв собой оптические линзы в органическом исполнении, свойства которых знакомы нам из курса школьной физики. Они играют роль фокусирующей оптики светового потока на хрусталике.

А вот за количество попадаемого света на сетчатку, подобно диафрагме фотоаппарата, отвечает радужная оболочка с ее мышцами постоянно изменяющими диаметр зрачка для необходимого дозирования света на сетчатке глаза; уменьшая диаметр снижает световой поток и пропускает только необходимую порцию света, увеличивая диаметр увеличивает поток попадаемого света на сетчатку в случае если его мощность слаба и сетчатке необходимо получить как можно больше света для последующего восприятия объекта головным мозгом.

Фоторецепторов палочек насчитывается порядка 125 млн. и они отличаются от кобочек своей сверхчувствительностью к слабому свету, но при этом не воспринимают цветов. Фоторецепторов колбочек насчитывают около 7 млн, и они отвечают за восприятие цветового спектра света, а именно зеленого, красного и синего цвета при условиии обеспечения высокой яркости света. За каждый отдельный цвет отвечает отдельный тип колбочек.

Каждый вид фоторецепторов человеческого зрения коробочек и колбочек после восприятия свойственного им спектра света формирует импульсы для дальнейшей передачи по зрительному нерву в зрительную кору головного мозга, где после обработки человек получает визуальные изображения. Восприятие окружающих объектов двумя человеческими глазами незначительно отличаются друг от друга. Совмещая полученные изображения от двух глаз алгоритмы зрительной коры головного мозга совмещают картинки в единое трехмерное изображение, которое и позволяет человеку оценить относительную величину объекта и удаленность от него.

Фоторецепторы посылают нервные импульсы в мозг.

perevernutoye-izobrazheniye-na-setchatke-glaza.jpg

Обрабатывая сигналы, мозг снова переворачивает изображение, так что мы все видим правильно.

Слезная жидкость вырабатывается слезными железами. Она омывает поверхность глаза, когда мы моргаем. В слезах содержится убивающий бактерии фермент лизоцим. Через 2 отверстия в углу глаза слезы стекают в слезный проток и по нему в полость носа.

Дефекты зрения нарушения физики оптических свойств

Зрительные органы могут обладать врожденной оптической патологией либо приобреать ее в процессе жизни. Наиболее распространенные из них это близорукость или дальнозоркость. Здесь, судя логике названий, все очевидно.

Близорукость

В случае, если человек неспособен различать удаленные объекты, но при этом совершенно четко видит близрасположенные объекты, называют близорукостью. Неспособность чеко видеть удаленные предметы обусловнена дефектом цилиарной мышцы хрусталика, которая утратила способность достаточного расслабления, вследствие чего световой поток лучей фокусируется не на сетчатке, а перед ней. В итоге близорукий человек видит получаемое изображение удаленного объекта расплывчатым. Современная медицина научилась решать данную проблему путем индивидуального подбора контантных линз или очков с вогнутыми линзами.

Дальнозоркость

С дальнозоркостью все ровным счетом наоборот. Такой дефект сопровождается неспособностью четко видеть близрасположенные предметы. Мышца хрусталика утрачивает физическую способность достаточным образом сжимать хрусталик. Световой фокус в данном случае укладывается позади за границами хрусталика. Эффек тот же, что и в случае с дальнозоркостью, только в отношении близких предметов расплывчатость. Одним из решением победить близорукость подобрать очки с выпуклыми линзами.

Дальтонизм и зрительные иллюзии

Также существует дефект отсутствия воприятия цветного спектра света даже при условии нормальной яркости света. Этот дефект называют дальтонизмом или цветовой слепотой.

Существует простой тест-картинка, глядя на которую можно определить сущесвует ли у человека дефект дальтонизма.

Картинка теста на дальтонизм

Эта картинка из цветных точек позволяет провести тест на дальтонизм. У дальтоников отсутствует 1 из 3 видов колбочек, различающих красный, зеленый и синий цвета. Чаще всего дальтонизм не различают красные и зеленые цвета.

test-kartinka-daltonizma.jpg

Если вы способны разглядеть в этом кружочке цифру 7, значит вы не страдаете цветовой слепотой. У мужчин цветовая слепота встречается чаще, чем у женщин.

Зрительные иллюзии сбивают с толку мозг. Обе пары красных линий прямые, но слева они кажутся вогнутыми, а справа выгнутыми наружу. Хотя, повторимся, на самом деле они прямые идущие параллельно друг другу.

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 специалисты-эволюционисты 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 мм.

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 правое полушарие, 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.

Движение глаз

Ещё одним из важных элементов зрительной системы является движение глаз. 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.

Очистка глаз

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, говорить о тревоге 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.

Глаз новорожденного

Глаз новорожденного имеет значительно более короткую, чем у взрослого, переднезаднюю ось (ок. 16-18 мм) и, соответственно, более высокую (80,0-90,9D) преломляющую силу. К году переднезадний размер глазного яблока ребенка увеличивается до 19,2 мм, к 3-м годам до 20,5 мм, к 7-ми до 21,1 мм, к 10-ти до 22 мм, к 15-ти годам составляет около 23 мм и к 2025 примерно 24 мм. Однако, величина и форма глазного яблока зависят от вида и величины того или иного вида рефракции (нарушения рефракции миопия, гиперметропия, нормальная рефракция эмметропия). Размеры глазного яблока ребенка имеют большое значение при оценке вида и стадии глазной патологии (врожденная глаукома, близорукость и др.).

Как правило, у детей при рождении и в младшем возрасте глаз имеет гиперметропическую рефракцию дальнозоркость (по данным исследований она выявлена в 92,8% всех исследованных глаз в возрасте до 3 лет, нормальная рефракция и близорукость в этом возрасте соответственно 3,7 и 2%). Степень дальнозоркости составляет в среднем 2,04,0D. По мере роста глаза его рефракция смещается в сторону нормальной. В первые 3 года жизни ребенка происходит интенсивный рост глаза, а также уплощение роговицы и особенно хрусталика.

Роговица

Роговица это основная преломляющая структура глаза. Ширина (или горизонтальный диаметр) роговицы у новорожденных в среднем 89 мм, к году 10 мм, к 11 годам 11,5 мм, что почти соответствует диаметру роговицы у взрослых. Рост роговицы, увеличение ее размеров происходит за счет растягивания и истончения ткани. Толщина центральной части роговицы уменьшается в среднем с 1,5 до 0,6 мм, а по периферии с 2,0 до 1,0 мм. Радиус кривизны передней поверхности роговицы новорожденного равен в среднем 7,0 мм, с возрастом происходит некоторое ее уплощение и к 7 годам кривизна составляет в среднем 7,5 мм, как и у взрослых (кривизна роговицы может варьироваться от 6,2 до 8,2 мм, в зависимости от вида и величины рефракции глаза). Преломляющая сила роговицы изменяется в зависимости от возраста обратно пропорционально радиусу кривизны: у детей первого года жизни она составляет в среднем 4648 D, а к 7 годам, как и у взрослых, около 4244 D. Сила преломления роговицы в вертикальном меридиане почти всегда примерно на 0,5 D больше, чем в горизонтальном, что и обуславливает, так называемый, «физиологический» астигматизм.

В первые месяцы жизни ребенка роговица малочувствительна вследствие еще не закончившегося функционального развития черепных нервов. В этот период особенно опасно попадание в конъюнктивальный мешок инородных тел, которые не вызывают раздражения глаз, боли и беспокойства ребенка и, следовательно, могут привести к тяжелым повреждениям роговицы (кератиту) вплоть до ее разрушения. В дальнейшем чувствительность роговицы повышается и у годовалого ребенка она почти такая же, как и у взрослого. См. строение роговицы глаза.

Радужная оболочка

babyrogo.jpg

Радужная оболочка это передняя часть сосудистой оболочки глаза, образует вертикально стоящую диафрагму с отверстием в центре зрачком, регулирующим поступление света внутрь глаза в зависимости от внешних условий. Радужная оболочка может иметь различную окраску от голубой до черной. Цвет ее зависит от количества содержащегося в ней пигмента меланина: чем больше пигмента, тем темнее радужная оболочка; при отсутствии или малом количестве пигмента эта оболочка имеет голубой или светло-серый цвет. У детей в радужной оболочке мало пигмента, поэтому у новорожденных и детей первого года жизни она голубовато-сероватая. Окончательно цвет радужки формируется к 1012 годам. У детей грудного возраста плохо развиты мышечные волокна, расширяющие зрачок и поэтому зрачок узкий (22,5 мм). К 13-ем годам зрачок приобретает размеры, характерные для взрослых (33,5 мм).

Хрусталик

Хрусталик вторая важнейшая оптическая система, на долю которой приходится около одной трети преломляющей силы глаза (до 20,0 D). Хрусталик обладает свойством изменять кривизну своей передней поверхности и приспосабливать глаз к ясному видению предметов, расположенных на различных расстояниях (функция аккомодации). Форма и величина хрусталика существенно меняется с возрастом. У новорожденных форма хрусталика приближается к шаровидной, его толщина составляет примерно 4 мм, диаметр 6 мм, кривизна передней поверхности 5,5 мм. В зрелом и пожилом возрастах толщина хрусталика достигает 4,6 мм, а диаметр 10 мм, при этом радиус кривизны передней поверхности увеличивается до 10 мм, а задней до 9 мм. Соответственно меняется и преломляющая сила хрусталика: если у детей она составляет порядка 43,0 D, то у взрослых 20,0 D.

Сетчатка

Сетчатка важнейшая составляющая зрительного анализатора, являющаяся его периферическим звеном. Сложнейшая структура позволяет сетчатке первой воспринимать свет, обрабатывать и трансформировать световую энергию в нервный импульс, который далее по цепочке нейронов передается в зрительные центры коры головного мозга, где и происходит восприятие и переработка зрительной информации. Сетчатка является внутренней оболочкой глазного яблока, выстилающей глазное дно. Самым важным местом сетчатки является так называемое желтое пятно (macula) с центральной (0,075 мм) областью (fovea centralis). Эта область наилучшего восприятия зрительных ощущений.

У новорожденного сетчатка состоит из 10 слоев:

  • пигментного эпителия;
  • слоя палочек и колбочек;
  • наружной пограничной мембраны;
  • наружного ядерного слоя;
  • наружного плексиформного (сетчатого) слоя;
  • внутреннего ядерного слоя;
  • внутреннего плексиформного слоя;
  • слоя ганглиозных и мультиполярных клеток;
  • слоя нервных волокон;
  • внутренней пограничной мембраны.

Первые четыре слоя относятся к светочувствительному аппарату сетчатки, а остальные составляют мозговой отдел. После первого полугодия и по мере роста глаза растягиваются и истончаются не только наружные, но и внутренние слои сетчатки. В связи с этим значительные изменения претерпевает сетчатка в макулярной и особенно фовеолярной (центральной) области: здесь остаются лишь 1-й, 2-й, 3-й и 10-й слои, что и обеспечивает в будущем высокую разрешающую зрительную способность этой зоны. См. строение сетчатки.

Передняя камера глаза

Передняя камера глаза ограничена спереди задней поверхностью роговицы, по периферии (в углу) корнем радужки, ресничным телом, сзади передней поверхностью радужки, а в зрачковой области передней капсулой хрусталика. К моменту рождения ребенка передняя камера глаза уже сформирована, однако по форме и размерам она значительно отличается от камеры у взрослых. Это объясняется наличием короткой передне-задней оси глаза, своеобразием формы радужной оболочки и шаровидной формой передней поверхности хрусталика. Важно знать, что задняя поверхность радужной оболочки тесно контактирует с межзрачковой областью передней капсулы хрусталика.

У новорожденного глубина передней камеры в центре (от роговицы до передней поверхности хрусталика) достигает 2 мм, а угол камеры острый и узкий, к году камера увеличивается до 2,5 мм, а к 3 годам она почти такая же, как у взрослых, т. е. около 3,5 мм; угол камеры становится более открытым. Во внутриутробном периоде развития угол передней камеры закрыт мезодермальной тканью, однако к моменту рождения эта ткань в значительной мере рассасывается. Задержка в обратном развитии мезодермы может привести к повышению внутриглазного давления еще до рождения ребенка и развитию гидрофтальма (водянка глаза).

Около 5% детей рождаются с закрытым отверстием слезно-носового канала, но под влиянием слезной жидкости ткань (пробка) в первые дни почти всегда рассасывается, и начинается нормальное отведение слезы. В противном случае, прекращается отток слезы, образуется ее застой и возникает дакриоцистит новорожденных.

Глазница

Глазница является защитным костным остовом, вместилищем глаза и основных его придатков. Характерные особенности глазницы новорожденного состоят в том, что ее горизонтальный размер больше вертикального, глубина глазницы невелика и по форме она напоминает трехгранную пирамиду, ось которой сходится вперед, что иногда может создавать видимость сходящегося косоглазия. Хорошо развита только верхняя стенка глазницы. В процессе роста, в основном за счет увеличения больших крыльев основной кости, развития лобной и верхнечелюстной пазух, глазница становится глубже и приобретает вид четырехгранной пирамиды, направление оси выравнивается, в связи с чем, увеличивается межзрачковое расстояние. К 8-10 годам форма и размеры глазницы почти такие же, как у взрослых.

После рождения ребенка зрительный анализатор проходит определенные этапы развития, среди которых основные пять:

  • формирование области желтого пятна и центральной области сетчатки в течение первого полугодия жизни; из 10 слоев сетчатки остаются в основном четыре это зрительные клетки, их ядра и бесструктурные пограничные мембраны;
  • увеличение функциональной мобильности зрительных путей и формирование их в течение первого полугодия жизни;
  • совершенствование зрительных клеточных элементов коры и корковых зрительных центров в течение первых 2 лет жизни;
  • формирование и укрепление связей зрительного анализатора с другими анализаторами в течение первых лет жизни;
  • морфологическое и функциональное развитие черепных нервов в первые (2-4) месяцы жизни.

Смотрите также:

  • Проверка зрения у ребенка online
  • Развитие зрительных функций у детей
  • Близорукость у детей
  • Лечение косоглазия
  • Амблиопия
  • Детская дальнозоркость
  • Врожденная катаракта
  • Актуальные вопросы о детском зрении

Строение и функции глазного аппарата

Глаз человека имеет круглую форму и называется глазным яблоком (рис. 5). Глаза расположены в специальных углублениях в черепе глазницах (рис. 6).

7ee73b60_1910_0133_5535_376a9c593878.jpg

Рис. 5. Глазное яблоко (Источник)

805d5db0_1910_0133_5536_376a9c593878.jpg

Рис. 6. Череп человека (Источник)

Движением глаза управляют специальные мышцы, расположенные по бокам, сверху и снизу глазного яблока. Эти мышцы прикреплены к склере твердой оболочке белого цвета, которая защищает те части глаза, которые находятся внутри глазного яблока (рис. 7).

81e6f5b0_1910_0133_5537_376a9c593878.jpg

Рис. 7. Строение глаза (Источник)

Внешняя сторона глаза защищена верхним и нижним веками. Веки человека это складки кожи, которые поднимаются и опускаются специальными мышцами. Постоянно закрываясь и открываясь, они позволяют глазу оставаться чистым и увлажненным. Если в темной комнате резко включить яркий свет, человек обязательно зажмурится сомкнутся его веки, защищая глаза от слепящего света и давая им возможность постепенно привыкнуть к смене освещения. Если поднести близко к лицу какой-либо предмет, веки автоматически закроются, защищая глаза от возможной опасности.

Брови тоже охраняют глаза: они препятствуют попаданию пота со лба в глаза.

Ресницы защищают глаза от пыли, дождя, снега и других помех. На обоих глазах человека примерно 80 ресниц, каждая из которых сменяется каждые 100 дней. Таким образов за жизнь человека сменяется 8000090000 ресниц.

У людей, живущих в зоне степей, пустынь и полупустынь, узкий разрез глаз так природа помогла приспособиться человеку к пыльным ветрам и песчаным бурям.

Спереди глаз покрыт прозрачной тонкой оболочкой, роговицей, которая состоит из клеток, легко пропускающих свет. Мы видим сквозь роговицу, как сквозь прозрачное стекло. Роговица нуждается в постоянном увлажнении, иначе она тускнеет (рис. 8).

836ca9c0_1910_0133_5538_376a9c593878.jpg

Рис. 8. Строение глаза (Источник)

Вверху наружного угла глаза есть слезная железа, в ней хранится жидкость слезы (рис. 9). При моргании железа открывается, выделяется жидкость, которая смачивает глаз и защищает его от высыхания. Мы моргаем каждые 6 секунд, то есть в течение жизни мы опускаем и поднимаем веки около 250 млн раз. Слезы солоноватые на вкус и прозрачные. Поэтому говорят: Чистый, как слеза.

84e85660_1910_0133_5539_376a9c593878.jpg

Рис. 9. Слеза (Источник)

В составе слез есть белки, которые помогают защищать глаз от попавших на его поверхность микробов. Чтобы слезы не скапливались вокруг глаз, излишек выводится через слезный канал в носовую полость. Вот почему, поплакав, человек вынужден вытирать не только глаза, но и нос.

Роговица покрывает цветную часть глаза радужную оболочку. Радужка уникальна на Земле нет даже 2 людей с одинаковыми радужными оболочками глаз (рис. 10).

866e29f0_1910_0133_553a_376a9c593878.jpg

Рис. 10. Радужная оболочка глаза (Источник)

87f576e0_1910_0133_553b_376a9c593878.jpg

Рис. 11. Ношение солнцезащитных очков (Источник)

Чтобы сберечь радужку, необходимо в яркую солнечную погоду носить солнцезащитные очки (рис. 1). Сзади к радужной оболочке прикреплены мышцы, которые позволяют ей менять форму в зависимости от освещения: чем меньше света, тем уже кольцо радужки. Таким образом, радужка контролирует, сколько света проникнет через зрачок черный кружок, который находится в центре радужной оболочки. Именно через него внутрь глаза проходит свет. Если свет яркий, зрачок сужается, а если свет слабый тусклый расширяется. От этого зрачок выглядит то совсем маленьким, то большим в зависимости от сильного или слабого освещения (рис. 12).

8981b0c0_1910_0133_553c_376a9c593878.jpg

Рис. 12. Строение глаза (Источник)

В центре глаза, позади радужной оболочки и зрачка, расположена овальная линза хрусталик. Он похож на линзу фотоаппарата и так же, как она, пропускает через себя свет. Хрусталик прозрачный, бесцветный и эластичный. Для того чтобы сфокусировать изображение, хрусталик изменяет свою форму, становясь то более выпуклым, то более плоским. Иногда в работе хрусталика происходит сбой, тогда некоторые люди нечетко видят предметы вблизи (дальнозоркость) или вдалеке (близорукость). Тогда люди носят очки, чтобы помочь хрусталику. Также хрусталик можно тренировать: для этого достаточно несколько раз перевести взгляд с дальнего объекта на ближний и обратно.

После хрусталика свет проходит через стекловидное тело, заполняющее всю полость глазного яблока. Стекловидное тело состоит из тонких волокон, между которыми находится бесцветная прозрачная жидкость, обладающая большой вязкостью; эта жидкость напоминает расплавленное стекло. Отсюда и произошло его название стекловидное тело.

Сетчатка та часть глаза, с помощью которой мы видим. Сетчатка плотно покрывает заднюю часть глазного яблока. Она также важна, как пленка в фотоаппарате. Сколько бы мы ни зажимали на затвор, сколько бы света ни проходило сквозь линзу объектива, если в фотоаппарате нет пленки, все равно никакой фотографии не получится. То же самое происходит и с глазами. Если бы в них не было сетчатки, мы бы ничего не видели.

Свет сначала проходит через роговицу и зрачок, затем через хрусталик, потом сквозь прозрачную жидкость, заполняющую глазное яблоко внутри, и, наконец, в самой дальней части глазного яблока достигает сетчатки. Хотя размер сетчатки невелик, на ее поверхности находится более 130 миллионов чувствительных к свету клеток. Эти клетки делятся на 2 типа: палочки (различают белый, черный и все оттенки серого цвета; помогают видеть в темноте) и колбочки (различают все цвета, но могут работать только при свете). Когда свет достигает сетчатки, она передает сигнал по особому нерву (он называется зрительным нервом) в специальный отдел мозга. Изображение это уменьшено и перевернуто (рис. 13).

8b277930_1910_0133_553d_376a9c593878.jpg

Рис. 13. Прием изображения глазом (http://ladativi.ru/assets/images/eye2.jpg)

А когда наш мозг получает сигнал, мы, наконец, видим то, на что смотрят наши глаза.

Повторим последовательность:

1. Свет проходит сквозь роговицу и зрачок к хрусталику.

2. Затем он проходит через хрусталик и жидкость, заполняющую глазное яблоко, и попадает на сетчатку.

3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.

4. Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.

5. Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

Береги зрение

Зрение огромное богатство человека. Слепым очень трудно. А дефекты зрения трудно исправить. Поэтому необходимо беречь глаза и заботиться о зрении (рис. 14).

8caf3910_1910_0133_553e_376a9c593878.jpg

Рис. 14. Берегите зрение!

Следуйте таким правилам:

1. Нужно промывать глаза утром и вечером.

2. Не трите глаза грязными руками, чтобы не занести микробы и сор.

3. Если в глаз попала соринка, обратитесь за помощью ко взрослым, промойте глаза водой.

4. Остерегайтесь попадания в глаза острых предметов.

5. Не читайте лежа, в транспорте, при плохом освещении.

6. Старайтесь держать книгу на расстоянии 3035 см (чтобы определить это расстояние, поставьте локоть на стол и кончиками пальцев дотянитесь до виска на таком расстоянии от глаз стоит держать книгу или тетрадь).

7. Помните, что при чтении и письме свет должен падать слева.

8. Смотрите телевизор не более 11,5 часов в день.

9. Сидите не ближе 3 м от телевизора, подальше от монитора компьютера.

10. Работайте на компьютере не более 15 минут подряд.

11. Ежедневно делайте гимнастику для глаз.

12. Употребляйте в пищу продукты, богатые витаминами, которые необходимы для правильной работы глаз: морковь, лук, сладкий перец, помидоры, петрушку.

На следующем уроке мы узнаем, сколько у человека на самом деле ушей, убедимся в том, что ухо помогает не только слышать и слушать, но и сохранять физическое равновесие, познакомимся с необычными фактами об этом слуховом органе.

Список литературы

  1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 4. М.: Баллас.
  2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 4. М.: ИД Федоров.
  3. Плешаков А.А. Окружающий мир 4. М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Festival.1september.ru (Источник).
  2. Openclass.ru (Источник).
  3. Zrenielib.ru (Источник).

Домашнее задание

1. Напишите соответствующие названия.

1. Орган зрения.(Глаз)

2. Углубление в лицевой части черепа, в котором помещается глазное яблоко.(Глазница)

3. Подвижные кожные складки, защищающие глаза от ветра и пыли.(Веки)

4. Поднимание и опускание век.(Моргание)

5. Волоски на краях век.(Ресницы)

6. Дугообразные полоски волос над глазной впадиной.(Брови)

7. Прозрачная оболочка, которой покрыто глазное яблоко.(Роговица)

8. Отверстие в центре радужной оболочки.(Зрачок)

9. Часть глаза в виде выпуклой линзы.(Хрусталик)

10. Дно глаза(Сетчатка)

11. Заболевание глаз, при котором удаленные предметы видятся яснее, чем близкие.(Дальнозоркость)

2. Зарисуйте строение глаза, сделайте подписи.

3. * Ответьте на вопрос: Почему все кошки ночью серые?

Основные функции глаза

  • оптическая система, проецирующая изображение;
  • система, воспринимающая икодирующая полученную информацию для головного мозга;
  • обслуживающая система жизнеобеспечения.

Строение глаза

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача передать правильное изображение зрительному нерву.

Роговица прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. Вней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит воптическую систему глаза. Роговица граничит снепрозрачной внешней оболочкой глаза склерой. См. строение роговицы.

Передняя камера глаза это пространство между роговицей ирадужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка поформе похожа накруг сотверстием внутри (зрачком). Радужка состоит измышц, при сокращении ирасслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит всосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает зацвет глаз (если онголубой значит, вней мало пигментных клеток, если карий много). Выполняет туже функцию, что диафрагма вфотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок отверстие врадужке. Его размеры обычно зависят отуровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик естественная линза глаза. Онпрозрачен, эластичен может менять свою форму, почти мгновенно наводя фокус, засчет чего человек видит хорошо ивблизи, ивдали. Располагается вкапсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как ироговица, входит воптическую систему глаза.

Стекловидное тело гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная взаднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует вовнутриглазном обмене веществ. Входит воптическую систему глаза.

Сетчатка состоит изфоторецепторов (они чувствительны ксвету) инервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные всетчатке, делятся надва вида: колбочки ипалочки. Вэтих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) вэлектрическую энергию нервной ткани, т. е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью ипозволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают запериферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, ноименно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают зацентральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится вцентральной ямке (макуле), отвечающей засамую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает ксосудистой оболочке, нонамногих участках неплотно. Именно здесь она иимеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая впередней части глазного яблока впрозрачную роговицу. Ксклере крепятся 6глазодвигательных мышц. Вней находится небольшое количество нервных окончаний исосудов.

Сосудистая оболочка выстилает задний отдел склеры, кней прилегает сетчатка, скоторой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна закровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается впатологический процесс. Всосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при еезаболевании невозникают боли, обычно сигнализирующие окаких-либо неполадках.

Зрительный нерв при помощи зрительного нерва сигналы отнервных окончаний передаются вголовной мозг.

Источники:

  • https://www.sciencedebate2008.com/chelovecheskoye-zreniye-iz-chego-sostoit-glaz-i-kak-on-rabotayet/
  • https://4brain.ru/zrenie/kak-ustroeno.php
  • https://nsk.excimerclinic.ru/babyvision/kidseye/
  • https://interneturok.ru/lesson/okruj-mir/4-klass/izuchaem-organy-chuvstv/vzglyad-na-glaz
  • https://excimerclinic.ru/press/stroenieglaza/

Комментировать
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит