наш очей
Поза всяким сумнівом, очі можна вважати найважливішими з органів почуттів - через очі надходить понад 80 відсотків сприймається нами інформації про дійсність. Більш того, це єдиний з органів почуттів, що не має яких-небудь обмежень на дальність сприйняття.
Тактильні і смакові відчуття явно відносяться до «контактним» подразників; нюх і слух суттєво обмежені по дальності і не відрізняються особливими можливостями локалізації джерела запаху або звуку. Дивлячись же на нічне небо, ви можете побачити галактики, світло від яких добирався до нас через глибини космосу тисячі років; точно так же очей без особливих зусиль може розглянути всі деталі предмета, що знаходиться від вас в декількох сантиметрах.
Око має здатність бачити і при дуже яскравому сонячному світлі, і майже в повній темряві, зводячи воєдино мільйони світлових сигналів. Він розрізняє величезна кількість колірних відтінків, а за допомогою другого ока може оцінювати положення предмета в просторі, його обсяг. Очі мають здатність виявити маленьку синицю в листі величезного дуба і з приголомшливою точністю відстежити її рух.
Якщо говорити точніше, то всі ці чудові властивості притаманні не власне оці, а його начальнику, радника і контролеру - головного мозку. Перед тим як познайомитися з його діяльністю, давайте подивимося, з чого складаються і як діють різні частини нашого ока.
Очне яблуко можна уявити собі у вигляді майже правильної сфери діаметром близько 24 міліметрів, утвореної різними спеціалізованими структурами і тканинами. Така округла форма ідеально підходить для обертання. Нижче показано, як виглядає горизонтальний розріз очного яблука (рис. 2).
Рогівка - це прозора тканина, що покриває передню частину ока, як скло у годин прикриває циферблат. Крім своєї прозорості, рогівка відрізняється відсутністю в ній кровоносних судин і високою чутливістю (що особливо важливо для тих, хто носить контактні лінзи).
Райдужка є чимось на зразок округлого екрану, що складається з тонких, концентрично і радіально розташованих м'язів, при скороченні і розслабленні яких змінюється форма зіниці. Колір очей обумовлений саме радужкою і залежить від кількості в ній пігментних клітин - у тих, у кого очі блакитні, пігментних клітин мало, а у тих, у кого карі, - багато.
Зіниця - це отвір в центрі райдужки, здається чорним, оскільки всередині очі темно (ефект «червоних очей» при фотографуванні зі спалахом - не що інше, як вид зіниці при відображенні світла від сітківки). Розмір зіниці залежить від кількості падаючого на око світла, віку, ступеня фокусування і так далі.
З віком еластичність кришталика дещо зменшується, і він вже не може в потрібному ступені розширюватися. Це явище відоме під назвою пресбиопии (старечої далекозорості), і через нього людям після сорока років часто потрібні окуляри для читання.
Склоподібне тіло являє собою прозору желеподібну субстанцію, що займає задні дві третини обсягу очі. Невеликий простір між рогівкою і кришталиком заповнено прозорим рідким середовищем - внутрішньоочної рідиною.
Сітківка - це тканина товщиною в паперовий лист, що покриває внутрішню задню частину очного яблука. Складається вона з особливих чутливих до світла клітин (рецепторів), кількох шарів різноманітних нервових клітин і великої кількості кровоносних судин. На жаль, ми тут не маємо можливості більш детально розповісти вам про сітківці, так що краще зосередитися на тих питаннях, які допоможуть вам краще розібратися, що таке зір і які з ним бувають проблеми.
Сітківка в розрізі являє собою складну систему взаємопов'язаних нервових клітин. При погляді на рис. 3 ви побачите, що вона як би вивернута навиворіт - зовсім не так, як можна було б інтуїтивно очікувати. Щоб впливати на клітини-рецептори, фотони повинні пройти через всі її шари. Деякі фотони можуть відображатися і поглинатися кровоносними судинами так, що вони не досягають світлочутливого шару. Однією з причин, чому сітківка влаштована таким чином, може бути те, що світлочутливі клітини повинні стикатися з темним пігментним епітелієм, що перешкоджає розсіюванню світла і виконують поживні функції.
Якщо згадати ази біології, то клітини-рецептори - це палички і колбочки. названі так через свою форму. Паличок набагато більше, вони відрізняться підвищеною світлочутливістю в умовах недостатньої освітленості. Колбочки ж можуть розрізняти дрібні деталі і колір, але для цього вони потребують більшої кількості світла (в темряві всі кольори здаються однаковими, так як стимулюються тільки палички).
Колбочки розташовуються тісно, одна поруч з іншою, в центрі сітківки, в області, званої жовтою плямою (macula) і має розмір лише близько 2 міліметрів. У центрі цієї плями є невелике заглиблення, так звана центральна ямка (fovea), яка відповідає за найбільшу гостроту зору.
За своїми розмірами вона майже непомітна - всього близько 0,1 міліметра. Коли ви на щось дивіться, то повертаєте свої очі так, щоб промені світла падали прямо на центральну ямку. Це потрібно запам'ятати і мати на увазі, коли ми будемо обговорювати проблеми косоокості.
Всього в сітківці кожного очі налічується понад 130 мільйонів світлочутливих клітин - близько 125 мільйонів паличок і приблизно 6,5 мільйона колб. Велика частина колб зосереджена в жовтій плямі - в області центральної ямки на квадратний міліметр їх доводиться 147000; саме тому жовта пляма вважається ділянкою, найкраще здатним сприймати світлове роздратування (можна заради інтересу порівняти його з хорошим лазерним принтером, у якого дозвіл становить 5500 точок на квадратний міліметр).
Крім того, у центральній ямки є ще два гідності:- зверху вона покрита дуже тонким шаром сітківки і отже, невеликою кількістю кровоносних судин, що перешкоджають проникненню променів світла;
Розміри центральної ямки настільки малі, що поле, в якому досягається гранична чіткість, вельми обмежена. При кожному погляді в область ямки потрапляє дуже невелику ділянку, що показано на рис. 4.
Чому ж в сітківці так багато клітин? Щомиті нам потрібно «дробити» будь-яку картинку на мільйони бітів інформації. Деякі групи клітин організовані таким чином, щоб розрізняти тільки найдрібніші деталі. Наприклад, одні клітини сигналізують лише про наявність чорної вертикальної лінії на світлому тлі, інші ж - про чорну горизонтальної лінії, треті - про наявність лінії, нахиленої під певним кутом.
Є групи клітин, що повідомляють про контурах, але тільки певним чином орієнтованих. Інші клітини відповідають за сприйняття руху, причому в одному конкретному напрямку. Якщо продовжувати, то потрібно згадати і про клітинах, відповідальних за сприйняття кольорів, форми і так далі.
Тепер, ймовірно, ви починаєте розуміти всю складність пристрою сітківки ока, де все це величезна кількість інформації обробляється за частки секунди.
Електричні імпульси, що породжуються клітинами сітківки, передаються приблизно мільйоном нервових волокон (зі швидкістю близько мільярда біт в секунду), що виходять з ока і утворюють зоровий нерв. У місці його виходу на задній стінці ока, природно, немає світлочутливих клітин, і цю ділянку (розміром приблизно 1,5 міліметра), можна сказати, «сліпий». Це так зване сліпе пляма. Ви можете зробити досвід з наведеним нижче малюнком (рис. 5).
Кров до внутрішніх шарів сітківки надходить по судинах, які входять разом із зоровим нервом, потім розділяються і перекривають всю поверхню сітківки. Це єдине місце в нашому організмі, де можна безпосередньо побачити кровоносні судини (що і робить лікар, заглядаючи вам в око під час обстеження очного дна).
Шість окорухових м'язів прикріплені до зовнішньої сторони ока і управляють його рухом. Вони представлені у вигляді трьох попарно симетричних груп. Так, наприклад, скорочення внутрішньої прямого м'яза і розслаблення зовнішньої прямого м'яза направить очей трохи ближче до перенісся. Рухи очей настільки природні, що ми рідко їх помічаємо. Вся робота окорухових м'язів дуже злагоджена і точна, крім того, вона здійснюється узгоджено з роботою м'язів другого ока. Оскільки між собою м'язи обох очей який з'єднані, то подібна координація здійснюється з ¬ міццю нервових імпульсів, що виходять з головного мозку.
Повіки захищають тендітну рогівку від попадання на неї чужорідних частинок і за рахунок регулярного моргання підтримують на ній шар сльози. Сльози виробляються слізної залозою, розташованої в кістковій западині верхнелатеральной частини очниці. Суха рогівка швидко втратила б свою прозорість