Téma: A fény mozgása a szemben. A fény áthaladása a szemen. Szemvédő eszközök. A retina rétegeinek felépítése és működése Fénysugár áthaladási sorrendje

, lencse és üvegtest. Ezek kombinációját dioptriás készüléknek nevezik. Normál körülmények között a fénysugarakat a szaruhártya és a lencse megtöri (elhajlítja) a vizuális célponttól, így a sugarak a retinára fókuszálnak. A szaruhártya (a szem fő fénytörő eleme) törőereje 43 dioptria. A lencse domborúsága változhat, törőereje 13 és 26 dioptria között változik. Ennek köszönhetően a lencse biztosítja a szemgolyó elhelyezését a közeli vagy távoli tárgyakhoz. Amikor például egy távoli tárgyból érkező fénysugarak egy normál szembe jutnak (elernyedt ciliáris izomzattal), a célpont fókuszban jelenik meg a retinán. Ha a szem egy közeli tárgyra irányul, akkor a retina mögé fókuszál (vagyis a rajta lévő kép elmosódik), amíg az akkomodáció meg nem történik. A ciliáris izom összehúzódik, gyengíti az öv rostjainak feszültségét; A lencse görbülete megnő, és ennek eredményeként a kép a retinára fókuszál.

A szaruhártya és a lencse együtt egy domború lencsét alkot. A tárgyból érkező fénysugarak áthaladnak a lencse csomópontján, és fordított képet alkotnak a retinán, akárcsak a fényképezőgépben. A retina a fotófilmhez hasonlítható abban, hogy mindkettő vizuális képeket rögzít. A retina azonban sokkal összetettebb. Folyamatos képsort dolgoz fel, és üzeneteket küld az agynak a vizuális tárgyak mozgásáról, a fenyegető jelekről, a fény és a sötétség időszakos változásairól, valamint a külső környezettel kapcsolatos egyéb vizuális adatokról.

Bár az emberi szem optikai tengelye áthalad a lencse csomópontján, valamint a retina fovea és a látókorong közötti pontján (35.2. ábra), a szemgolyó rendszere a szemgolyót a tárgy fixációnak nevezett régiójába irányítja. pont. Ettől a ponttól kezdve egy fénysugár megy át a csomóponton, és a központi foveába fókuszál; így a vizuális tengely mentén fut. Az objektum más részeiről érkező sugarak a retina területére fókuszálnak a központi fovea körül (35.5. ábra).

A sugarak fókuszálása a retinán nemcsak a lencsétől, hanem az írisztől is függ. Az írisz a kamera membránjaként működik, és nemcsak a szembe jutó fény mennyiségét szabályozza, hanem, ami még fontosabb, a látómező mélységét és a lencse szférikus aberrációját. A pupilla átmérőjének csökkenésével a látómező mélysége növekszik, és a fénysugarak a pupilla középső részén keresztül irányulnak, ahol a szférikus aberráció minimális. A pupilla átmérőjének változásai automatikusan (azaz reflexszerűen) következnek be, amikor a szem alkalmazkodik a közeli tárgyak vizsgálatához. Ezért az olvasás vagy más, a kis tárgyak megkülönböztetésével járó szem tevékenység során a szem optikai rendszere javítja a képminőséget.

A képminőséget befolyásoló másik tényező a fényszórás. Minimalizálja a fénysugár korlátozásával, valamint annak elnyelését az érhártya pigmentje és a retina pigmentrétege. Ebből a szempontból a szem ismét egy kamerához hasonlít. Ott a fényszóródást a sugárnyaláb korlátozásával és a kamra belső felületét borító fekete festék általi elnyelésével is megakadályozzák.

A kép fókuszálása megszakad, ha a pupilla mérete nem felel meg a dioptria törőképességének. A myopia (myopia) esetén a távoli tárgyak képei a retina elé fókuszálnak, anélkül, hogy elérnék azt (35.6. ábra). A hibát homorú lencsékkel korrigálják. Ezzel szemben a hypermetropia (távollátás) esetén a távoli tárgyak képei a retina mögé fókuszálnak. A probléma kiküszöböléséhez domború lencsékre van szükség (35.6. ábra). Igaz, az akkomodáció miatt átmenetileg fókuszálható a kép, de ettől a ciliáris izmok, a szemek pedig elfáradnak. Asztigmatizmus esetén aszimmetria lép fel a szaruhártya vagy a lencse (és néha a retina) felületének görbületi sugarai között különböző síkban. A korrekcióhoz speciálisan kiválasztott görbületi sugarú lencséket használnak.

A lencse rugalmassága az életkorral fokozatosan csökken. Akkomodációjának hatékonysága csökken közeli tárgyak megtekintésekor (presbyopia). Fiatal korban a lencse törőereje széles tartományban változhat, akár 14 dioptriáig is. 40 éves korig ez a tartomány felére csökken, 50 év után pedig 2 dioptriára és az alá. A presbyopia domború lencsékkel korrigálható.

A szem az egyetlen emberi szerv, amelynek optikailag átlátszó szövetei vannak, amelyeket egyébként a szem optikai közegének neveznek. Nekik köszönhető, hogy a fénysugarak bejutnak a szembe, és az ember lehetőséget kap a látásra. Próbáljuk meg a legprimitívebb formában megérteni a látószerv optikai berendezésének szerkezetét.

A szem gömb alakú. A tunica albuginea és a szaruhártya veszi körül. A tunica albuginea sűrű, összefonódó szálkötegekből áll, fehér és átlátszatlan. A szemgolyó elülső részében a szaruhártya ugyanúgy „bekerül” a tunica albugineába, mint az óraüveg a keretbe. Gömb alakú, és ami a legfontosabb, teljesen átlátszó. A szembe eső fénysugarak először a szaruhártyán haladnak át, ami erősen megtöri azokat.

A szaruhártya után a fénysugár áthalad a szem elülső kamráján - egy színtelen átlátszó folyadékkal teli téren. Mélysége átlagosan 3 milliméter. Az elülső kamra hátsó fala az írisz, amely színt ad a szemnek, a közepén egy kerek lyuk van - a pupilla. A szem vizsgálatakor feketének tűnik számunkra. Az íriszbe ágyazott izmoknak köszönhetően a pupilla megváltoztathatja a szélességét: világosban szűkülhet, sötétben pedig kitágulhat. Ez olyan, mint a kamera membránja, amely erős fényben automatikusan megvédi a szemet a nagy mennyiségű fény behatolásától, gyenge fényben pedig kitágul, segít a szemnek még a gyenge fénysugarakat is felfogni. A pupillán való áthaladás után a fénysugár egy különleges képződményt, az úgynevezett lencsét találja el. Könnyű elképzelni - ez egy lencse alakú test, amely egy közönséges nagyítóra emlékeztet. A fény szabadon áthaladhat a lencsén, ugyanakkor ugyanúgy megtörik, mint ahogy a fizika törvényei szerint a prizmán áthaladó fénysugár megtörik, azaz az alap felé eltérül.

Elképzelhetjük az objektívet két prizmaként, amelyek az alapnál egyesülnek. Az objektívnek van még egy rendkívül érdekes tulajdonsága: megváltoztathatja a görbületét. A lencse széle mentén vékony szálak, úgynevezett fahéj zónák vannak rögzítve, amelyek másik végükön az írisz gyökere mögött elhelyezkedő ciliáris izomzattal egyesülnek. A lencse hajlamos gömb alakúra felvenni, de ezt a megnyúlt szalagok megakadályozzák. Amikor a ciliáris izom összehúzódik, a szalagok ellazulnak, és a lencse domborúbbá válik. A lencse görbületében bekövetkezett változás nem marad hatás nélkül a látásra, mivel az ezzel kapcsolatos fénysugarak megváltoztatják a törés mértékét. A lencse ezen tulajdonsága, hogy megváltoztatja a görbületét, amint azt alább látni fogjuk, nagyon fontos a vizuális aktus szempontjából.

A lencse után a fény áthalad az üvegtesten, amely kitölti a szemgolyó teljes üregét. Az üvegtest vékony szálakból áll, amelyek között nagy viszkozitású, színtelen, átlátszó folyadék van; ez a folyadék olvadt üveghez hasonlít. Innen származik a neve - az üvegtest.

A szaruhártyán, az elülső kamrán, a lencsén és az üvegtesten áthaladó fénysugarak a fényérzékeny retinára (retina) esnek, amely a szem összes membránja közül a legösszetettebb. A retina külső részén sejtréteg található, amelyek mikroszkóp alatt pálcikáknak és kúpoknak tűnnek. A retina központi része túlnyomórészt kúpokat tartalmaz, amelyek fontos szerepet játszanak a legtisztább, legtisztább látás és színérzékelés folyamatában. A retina középpontjától távolabb pálcikák kezdenek megjelenni, melyek száma a retina perifériás területei felé növekszik. A kúpok, éppen ellenkezőleg, minél távolabb vannak a központtól, annál kevesebb lesz. A tudósok becslése szerint az emberi retina 7 millió kúpot és 130 millió rudat tartalmaz. A fényben működő kúpokkal ellentétben a rudak gyenge megvilágításban és sötétben kezdenek „dolgozni”. A rudak nagyon érzékenyek még kis mennyiségű fényre is, ezért lehetővé teszik a sötétben való navigálást.

Hogyan történik a látás folyamata? A retinát érő fénysugarak összetett fotokémiai folyamatot idéznek elő, ami a rudak és kúpok irritációját eredményezi. Ez az irritáció a retinán keresztül a látóideget alkotó idegrostok rétegébe továbbítódik. A látóideg egy speciális nyíláson keresztül jut át ​​a koponyaüregbe. Itt a vizuális rostok hosszú és összetett utat járnak be, és végül az occipitalis kéregben végződnek. Ez a terület a legmagasabb vizuális központ, amelyben a szóban forgó objektumnak pontosan megfelelő vizuális kép jön létre.

A látás egy biológiai folyamat, amely meghatározza a körülöttünk lévő tárgyak alakjának, méretének, színének észlelését és a köztük lévő tájékozódást. Ez a vizuális elemző funkciójának köszönhetően lehetséges, amely magában foglalja az észlelő készüléket - a szemet.

Látás funkció nemcsak a fénysugarak észlelésében. A távolság, a tárgyak térfogatának és a környező valóság vizuális észlelésének felmérésére használjuk.

Emberi szem - fotó

Jelenleg az emberi érzékszervek közül a legnagyobb terhelés a látószervekre esik. Ennek oka az olvasás, az írás, a televíziózás és más típusú információ és munka.

Az emberi szem szerkezete

A látószerv a szemgolyóból és az orbitán elhelyezkedő segédberendezésekből áll - az arckoponya csontjainak mélyedéséből.

A szemgolyó szerkezete

A szemgolyó gömb alakú testnek tűnik, és három membránból áll:

• Külső - rostos;
• középső - vaszkuláris;
• belső - háló.

Külső rostos membrán a hátsó szakaszban az albugineát vagy sclerát alkotja, elöl pedig fényáteresztően halad át a szaruhártyába.

Középső érhártyaúgy hívják, mert erekben gazdag. A sclera alatt található. Ennek a héjnak az elülső része alakul ki írisz, vagy írisz. Színe (szivárványszín) miatt hívják így. Az írisz tartalmaz tanítvány- egy kerek lyuk, amely egy veleszületett reflex révén a fény intenzitásától függően változtathatja a méretét. Ehhez az íriszben vannak olyan izmok, amelyek összehúzzák és kitágítják a pupillát.

Az írisz rekeszizomként működik, amely szabályozza a fényérzékeny készülékbe jutó fény mennyiségét, és megóvja azt a pusztulástól azáltal, hogy a látószervet a fény és a sötétség intenzitásához igazítja. Az érhártya folyadékot képez - a szem kamráinak nedvességét.

Belső retina, vagy retina- a középső (choroid) membrán hátuljával szomszédos. Két levélből áll: külső és belső. A külső levél pigmentet, a belső levél fényérzékeny elemeket tartalmaz.

A retina a szem alját szegélyezi. Ha a pupilla oldaláról nézzük, alul fehéres kerek folt látható. Itt lép ki a látóideg. Nincsenek fényérzékeny elemek, ezért a fénysugarakat nem érzékelik, ezt hívják vakfolt. Ennek az oldalára van sárga folt (makula). Ez a legjobb látásélesség helye.

A retina belső rétegében fényérzékeny elemek vannak - vizuális sejtek. Végük rúd és kúp alakú. Botok vizuális pigmentet tartalmaznak - rodopszin, kúpok- jodopszin. A rudak szürkületi körülmények között érzékelik a fényt, a kúpok pedig meglehetősen erős megvilágításban érzékelik a színeket.

A szemen áthaladó fénysorozat

Tekintsük a fénysugarak útját a szemnek azon a részén, amely az optikai berendezését alkotja. Először a fény áthalad a szaruhártyán, a szem elülső kamrájának (a szaruhártya és a pupilla között), a pupillán, a lencsén (bikonvex lencse formájában), az üvegtesten (vastag átlátszó) közepes) és végül eléri a retinát.

Azokban az esetekben, amikor a szem optikai közegen áthaladó fénysugarak nem fókuszálnak a retinára, látási rendellenességek alakulnak ki:

• Ha előtte - rövidlátás;
• ha mögötte - távollátás.

A rövidlátás korrigálására bikonkáv szemüveget, a távollátás esetén pedig bikonvex szemüveget használnak.

Mint már említettük, a retina rudakat és kúpokat tartalmaz. Amikor fény éri őket, irritációt okoz: összetett fotokémiai, elektromos, ionos és enzimatikus folyamatok mennek végbe, amelyek idegi izgalmat okoznak - ez egy jel. A látóideg mentén jut be a kéreg alatti (quadrigeminalis, vizuális thalamus stb.) látóközpontokba. Ezután az agy occipitalis lebenyeinek kéregébe kerül, ahol vizuális érzésként érzékelik.

Az idegrendszer teljes komplexuma, beleértve a fényreceptorokat, a látóidegeket és az agy látóközpontjait, alkotja a vizuális elemzőt.

A szem segédkészülékének felépítése

A szem a szemgolyón kívül egy segédkészüléket is tartalmaz. A szemhéjakból áll, hat izomból, amelyek mozgatják a szemgolyót. A szemhéjak hátsó felületét membrán borítja - a kötőhártya, amely részben a szemgolyóra nyúlik. Ezenkívül a könnyező készülék a szem egyik segédszerve. A könnymirigyből, a könnycsatornából, a zsákból és az orr-könnyvezetékből áll.

A könnymirigy váladékot - lizozim tartalmú könnyet - választ ki, ami káros hatással van a mikroorganizmusokra. A homlokcsont üregében található. 5-12 tubulusa a külső szemzugban a kötőhártya és a szemgolyó közötti résbe nyílik. A szemgolyó felületének megnedvesítése után a könnyek a szem belső sarkába (az orrba) folynak. Itt a könnycsatornák nyílásaiban gyűlnek össze, amelyen keresztül bejutnak a szintén a szem belső sarkában található könnyzsákba.

A zsákból a nasolacrimalis csatorna mentén a könnyek az orrüregbe, az alsó kagyló alá irányulnak (ezért lehet néha észrevenni, ahogy sírás közben kifolynak a könnyek az orrból).

Látáshigiénia

A képződés helyéről - a könnymirigyekből - a könnyek kiáramlásának útvonalainak ismerete lehetővé teszi az olyan higiéniai készség megfelelő elvégzését, mint a szem „törlése”. Ebben az esetben a kezek mozgását tiszta (lehetőleg steril) szalvétával a külső szemzugtól a belső felé kell irányítani, „a szemet az orr felé töröljük”, a könnyek természetes folyása felé, és ne ellene, ezzel segítve a szemgolyó felszínén lévő idegen test (por) eltávolítását.

A látószervet védeni kell az idegen testektől és sérülésektől. Ha olyan helyen dolgozik, ahol részecskék, anyagszilánkok vagy forgács képződnek, védőszemüveget kell használni.

Ha látása romlik, ne habozzon, forduljon szemészhez, és kövesse az ajánlásait, hogy elkerülje a betegség további fejlődését. A munkahelyi világítás intenzitása függ az elvégzett munka típusától: minél finomabb mozdulatokat hajtanak végre, annál intenzívebbnek kell lennie a világításnak. Ne legyen se fényes, se nem gyenge, hanem pontosan olyan, amelyik a legkisebb vizuális igénybevételt igényli, és hozzájárul a hatékony munkavégzéshez.

Hogyan lehet fenntartani a látásélességet

A világítási szabványokat a helyiség rendeltetésétől és a tevékenység típusától függően alakították ki. A fény mennyiségét egy speciális eszközzel - egy luxmérővel - határozzák meg. A világítás helyességét az egészségügyi szolgálat, valamint az intézmények, vállalkozások adminisztrációja ellenőrzi.

Emlékeztetni kell arra, hogy az erős fény különösen hozzájárul a látásélesség romlásához. Ezért ne nézzen napszemüveg nélkül erős, mesterséges és természetes fényforrások felé.

A szem megerőltetése miatti látásromlás megelőzése érdekében bizonyos szabályokat be kell tartania:

• Olvasás és írás közben egyenletes, elegendő megvilágítás szükséges, amely nem okoz fáradtságot;
• a szem és az olvasás, írás vagy az Ön által elfoglalt kis tárgyak közötti távolságnak körülbelül 30-35 cm-nek kell lennie;
• a tárgyakat, amelyekkel dolgozik, kényelmesen kell elhelyezni a szem számára;
• Nézzen tévéműsorokat a képernyőtől 1,5 méternél közelebb. Ebben az esetben a helyiséget rejtett fényforrással kell megvilágítani.

A normál látás megőrzése szempontjából nem kis jelentőségű a dúsított étrend általában, és különösen az A-vitamin, amely az állati termékekben, a sárgarépában és a sütőtökben bővelkedik.

A kimért életmód, ideértve a munka és a pihenés megfelelő váltogatását, a táplálkozást, a rossz szokások kizárását, beleértve a dohányzást és az alkoholos italok fogyasztását, nagyban hozzájárul a látás és általában az egészség megőrzéséhez.

A látószerv megőrzésének higiéniai követelményei olyan kiterjedtek és sokrétűek, hogy a fentiekre nem lehet korlátozni. Munkatevékenységétől függően változhatnak, ezeket orvosával ellenőrizni kell, és követni kell.

A mindennapi életben gyakran használunk olyan eszközt, amely szerkezetében nagyon hasonlít a szemhez, és ugyanazon az elven működik. Ez egy kamera. Mint sok más dolognál, amikor az ember feltalálta a fényképezést, egyszerűen utánozta valamit, ami már létezik a természetben! Most ezt látni fogja.

Az emberi szem körülbelül 2,5 cm átmérőjű szabálytalan gömb alakú. Ezt a golyót szemgolyónak nevezik. A fény behatol a szembe, és visszaverődik a körülöttünk lévő tárgyakról. Az ezt a fényt érzékelő eszköz a szemgolyó hátsó falán (belülről) található, és ún RETINA. Több réteg fényérzékeny sejtből áll, amelyek feldolgozzák a kapott információkat, és a látóideg mentén továbbítják az agyba.

De ahhoz, hogy a szemébe minden oldalról belépő fénysugarak a retina által elfoglalt ilyen kis területre fókuszálódjanak, meg kell törniük, és kifejezetten a retinára kell összpontosítaniuk. Erre a célra a szemgolyóban van egy természetes bikonvex lencse - KRISTÁLY. A szemgolyó elülső részén található.

A lencse képes megváltoztatni a görbületét. Természetesen ezt nem ő maga teszi, hanem egy speciális ciliáris izom segítségével. A közeli tárgyak látására hangolódva a lencse megnöveli a görbületét, domborúbbá válik és erősebben töri meg a fényt. A távoli tárgyak megtekintéséhez a lencse laposabbá válik.

A lencse azon tulajdonságát, hogy megváltoztatja a törőképességét, és egyben az egész szem fókuszpontját, ún. SZÁLLÁS.

A fénytörésben a szemgolyó nagy részét (a térfogat 2/3-át) kitöltő anyag - az üvegtest - is részt vesz. Átlátszó zselészerű anyagból áll, amely nemcsak megtöri a fényt, hanem biztosítja a szem formáját és összenyomhatatlanságát is.

A fény nem a szem teljes elülső felülete mentén jut be a lencsébe, hanem egy kis lyukon - a pupillán keresztül (ezt fekete körként látjuk a szem közepén). A pupilla méretét, így a bejövő fény mennyiségét speciális izmok szabályozzák. Ezek az izmok az íriszben találhatók, amely körülveszi a pupillát ( ÍRISZ). Az írisz az izmok mellett pigmentsejteket tartalmaz, amelyek meghatározzák szemünk színét.

Figyelje a szemét a tükörben, és látni fogja, hogy ha erős fényt vet a szemére, a pupilla beszűkül, de sötétben éppen ellenkezőleg, nagy lesz és kitágul. A szemkészülék így védi a retinát az erős fény káros hatásaitól.

A szemgolyót kívülről 0,3-1 mm vastag, tartós fehérjemembrán borítja - SKLEROA. A kollagén fehérje által alkotott rostokból áll, és védő és támogató funkciót lát el. A sclera fehér, tejes árnyalattal, kivéve az elülső falat, amely átlátszó. Őt hívják SZARUHÁRTYA. A fénysugarak elsődleges törése a szaruhártyában történik

A fehérjehéj alatt van ÉR, amely gazdag vérkapillárisokban és táplálékot biztosít a szemsejtek számára. Ebben található az írisz a pupillával. A periféria mentén az írisz átmegy CILIÁRIS, vagy SZEMPILLA, TEST. Vastagságában a ciliáris izom található, amely, mint emlékszik, megváltoztatja a lencse görbületét, és a szállást szolgálja.

A szaruhártya és a szivárványhártya, valamint a szivárványhártya és a lencse között terek vannak - a szem kamrái, amelyek átlátszó, fénytörő folyadékkal vannak feltöltve, amely táplálja a szaruhártyát és a lencsét.

A szemhéjak - felső és alsó - és a szempillák is védik a szemet. A szemhéjak vastagságában könnymirigyek találhatók. Az általuk kiválasztott folyadék folyamatosan hidratálja a szem nyálkahártyáját.

A szemhéj alatt 3 pár izom található, amelyek biztosítják a szemgolyó mozgékonyságát. Az egyik pár forgatja a szemet balra és jobbra, a másik - fel és le, a harmadik pedig az optikai tengelyhez képest.

Az izmok nemcsak a szemgolyó forgását, hanem alakjának megváltoztatását is biztosítják. A helyzet az, hogy a szem egésze is részt vesz a kép fókuszálásában. Ha a fókusz a retinán kívül van, a szem kissé megnyúlik, hogy közelről lásson. És fordítva, lekerekít, ha az ember távoli tárgyakat néz.

Ha az optikai rendszerben változások vannak, akkor az ilyen szemekben rövidlátás vagy távollátás jelenik meg. Az ilyen betegségekben szenvedőknél nem a retinán van a hangsúly, hanem előtte vagy mögötte, és ezért mindent elmosódottan látnak.

Nál nél rövidlátás A szemben a szemgolyó sűrű héja (sclera) az anteroposterior irányba nyúlik. A szem gömb alakú helyett ellipszoid alakot vesz fel. A szem hossztengelyének ilyen megnyúlása miatt a tárgyakról készült képek nem magára a retinára fókuszálnak, hanem előtt azt, és az illető arra törekszik, hogy mindent közelebb hozzon a szeméhez, vagy divergő („mínusz”) lencsés szemüveget használ a lencse törőerejének csökkentése érdekében.

Távollátás akkor alakul ki, ha a szemgolyót hosszirányban lerövidítjük. Az ebben az állapotban lévő fénysugarakat összegyűjtik mögött retina. Annak érdekében, hogy egy ilyen szem jól lásson, gyűjtőszemüveget kell elé helyezni - „plusz” szemüveget.

Foglaljuk össze mindazt, amit fentebb elmondtunk. A fény a szaruhártyán keresztül jut be a szembe, sorban áthalad az elülső kamra folyadékán, a lencsén és az üvegtesten, és végül eléri a fényérzékeny sejtekből álló retinát.

Most térjünk vissza a fényképezőgéphez. A fénytörő rendszer (lencse) szerepét a fényképezőgépben egy lencserendszer tölti be. A lencsébe jutó fénysugár méretét szabályozó membrán a pupilla szerepét tölti be. A fényképezőgép „retinája” pedig a fényképészeti film (analóg fényképezőgépeknél) vagy egy fényérzékeny mátrix (digitális fényképezőgépeknél). Lényeges különbség azonban a fényképezőgép retinája és fényérzékeny mátrixa között, hogy sejtjeiben nem csak a fény érzékelése történik, hanem a vizuális információk kezdeti elemzése és a vizuális képek legfontosabb elemeinek kiválasztása is, pl. , egy tárgy mozgásának iránya és sebessége, mérete.

Apropó...

A szem retináján és a kamera fényérzékeny mátrixán egy redukált fordított a külvilág képe az optika törvényeinek eredménye. De te látod a világot Nem fordítva, mert az agy látóközpontjában a kapott információ ennek a „korrekciónak” figyelembe vételével kerül elemzésre.

Az újszülöttek azonban körülbelül három hétig fejjel lefelé látják a világot. Három hétre az agy megtanulja megfordítani, amit lát.

Van egy ilyen érdekes kísérlet, amelynek szerzője George M. Stratton, a Kaliforniai Egyetemről. Ha az ember felveszi a szemüveget, ami felforgatja a vizuális világot, akkor az első napokban teljes dezorientációt tapasztal a térben. De egy hét után az ember megszokja az őt körülvevő „fejjel lefelé” világot, és egyre kevésbé veszi észre, hogy a körülötte lévő világ feje tetejére áll; új vizuális-motoros koordinációt alakít ki. Ha ezután eltávolítja a felfordított szemüveget, akkor az ember ismét zavart tapasztal a térben való tájékozódásban, ami hamarosan elmúlik. Ez a kísérlet bemutatja a vizuális apparátus és az agy egészének rugalmasságát.

Oktató videó:
Ahogy látjuk

A látás az a csatorna, amelyen keresztül az ember az őt körülvevő világra vonatkozó összes adat hozzávetőleg 70%-át megkapja. És ez csak azért lehetséges, mert az emberi látás bolygónk egyik legbonyolultabb és legcsodálatosabb vizuális rendszere. Ha nem lenne látás, valószínűleg mindannyian egyszerűen a sötétben élnénk.

Az emberi szemnek tökéletes szerkezete van, és nem csak színben, hanem három dimenzióban és a legmagasabb élességgel is látást biztosít. Képes azonnali fókuszt váltani különféle távolságokra, szabályozni a bejövő fény hangerejét, megkülönböztetni a hatalmas számú színt és még több árnyalatot, kijavítani a gömbi és kromatikus aberrációkat stb. A szem agya a retina hat szintjéhez kapcsolódik, ahol az adatok egy tömörítési szakaszon mennek keresztül, még mielőtt az információ eljutna az agyba.

De hogyan működik a látásunk? Hogyan alakíthatjuk át a tárgyakról visszavert színt képpé a színek fokozásával? Ha ezt komolyan gondolja, arra a következtetésre juthat, hogy az emberi látórendszer felépítését a legapróbb részletekig „átgondolta” az azt létrehozó Természet. Ha inkább azt hiszed, hogy a Teremtő vagy valami Felsőbb Erő felelős az ember teremtéséért, akkor ezt a hitelt nekik tulajdoníthatod. De ne értsük, hanem beszéljünk tovább a látás szerkezetéről.

Hatalmas mennyiségű részlet

A szem szerkezete és fiziológiája őszintén nevezhető igazán ideálisnak. Gondoljon bele: mindkét szem a koponya csontos üregeiben található, amelyek megvédik őket mindenféle károsodástól, de úgy nyúlnak ki belőlük, hogy a lehető legszélesebb vízszintes látást biztosítsák.

A szemek egymástól való távolsága biztosítja a térbeli mélységet. És maguk a szemgolyók, mint bizonyosan ismert, gömb alakúak, aminek köszönhetően négy irányban foroghatnak: balra, jobbra, fel és le. De mindezt mindannyian természetesnek tekintjük – kevesen gondolják, mi történne, ha a szemünk négyzet vagy háromszög alakú lenne, vagy mozgásuk kaotikus lenne – ez korlátozná, kaotikussá és hatástalanná tenné a látást.

Tehát a szem szerkezete rendkívül összetett, de pontosan ez teszi lehetővé mintegy négy tucat különböző alkotóelemének munkáját. És még ha ezek közül az elemek közül legalább egy hiányzik is, a látás folyamata megszűnne úgy végrehajtani, ahogyan kellene.

Ha látni szeretné, milyen összetett a szem, kérjük, vegye figyelembe az alábbi ábrát.

Beszéljünk arról, hogy a vizuális észlelés folyamata hogyan valósul meg a gyakorlatban, a vizuális rendszer mely elemei vesznek részt ebben, és mindegyikük miért felelős.

A fény áthaladása

Ahogy a fény közeledik a szemhez, a fénysugarak összeütköznek a szaruhártyával (más néven szaruhártya). A szaruhártya átlátszósága lehetővé teszi, hogy a fény átjusson rajta a szem belső felületére. Az átlátszóság egyébként a szaruhártya legfontosabb jellemzője, ami annak köszönhető, hogy a benne található speciális fehérje gátolja az erek fejlődését - ez a folyamat az emberi szervezet szinte minden szövetében előfordul. Ha a szaruhártya nem lenne átlátszó, a látórendszer többi összetevőjének nem lenne jelentősége.

A szaruhártya többek között megakadályozza, hogy törmelék, por és bármilyen kémiai elem bejusson a szem belső üregeibe. A szaruhártya görbülete pedig lehetővé teszi, hogy megtörje a fényt, és segítse a lencsét a fénysugarakat a retinára fókuszálni.

Miután a fény áthaladt a szaruhártyán, áthalad egy kis lyukon, amely az írisz közepén található. Az írisz egy kerek membrán, amely a lencse előtt, közvetlenül a szaruhártya mögött található. Az írisz a szem színét adó elem is, a szín pedig az íriszben uralkodó pigmenttől függ. Az íriszben lévő központi lyuk mindannyiunk számára ismerős pupilla. Ennek a lyuknak a mérete megváltoztatható a szembe jutó fény mennyiségének szabályozásához.

A pupilla méretét közvetlenül a szivárványhártya fogja megváltoztatni, és ez egyedi szerkezetének köszönhető, mivel két különböző típusú izomszövetből áll (itt még izmok is vannak!). Az első izom egy körkörös kompresszor - körkörösen az íriszben található. Ha erős a fény, összehúzódik, aminek következtében a pupilla összehúzódik, mintha egy izom húzná befelé. A második izom egy nyújtóizom - radiálisan helyezkedik el, azaz. az írisz sugara mentén, ami egy kerék küllőihez hasonlítható. Sötét megvilágítás esetén ez a második izom összehúzódik, és az írisz kinyitja a pupillát.

Sokan még mindig nehézségekbe ütköznek, amikor megpróbálják elmagyarázni, hogyan történik az emberi látórendszer fent említett elemeinek kialakulása, mert bármely más köztes formában, pl. az evolúció bármely szakaszában egyszerűen nem lennének képesek működni, de az ember létének legelejétől lát. Rejtély…

Összpontosítás

A fenti szakaszok megkerülésével a fény áthalad az írisz mögött található lencsén. A lencse egy domború, hosszúkás golyó alakú optikai elem. A lencse teljesen sima és átlátszó, nincsenek benne véredények, maga pedig egy rugalmas tasakban található.

A lencsén áthaladva a fény megtörik, majd a retina foveumára fókuszál - a legérzékenyebb helyre, amely a maximális számú fotoreceptort tartalmazza.

Fontos megjegyezni, hogy az egyedi szerkezet és összetétel a szaruhártya és a lencse nagy törőképességét biztosítja, garantálva a rövid gyújtótávolságot. És milyen elképesztő, hogy egy ilyen összetett rendszer egyetlen szemgolyóban is elfér (gondoljunk csak bele, hogyan nézhet ki az ember, ha például egy méter kellene a tárgyakból érkező fénysugarak fókuszálásához!).

Nem kevésbé érdekes, hogy e két elem (szaruhártya és lencse) együttes törőereje kiváló korrelációban van a szemgolyóval, és ez nyugodtan nevezhető újabb bizonyítéknak arra, hogy a látórendszer egyszerűen felülmúlhatatlan, mert a fókuszálás folyamata túl bonyolult ahhoz, hogy úgy beszéljünk róla, mint valamiről, ami csak lépésről-lépésre mutációk – evolúciós szakaszok – révén történt.

Ha a szemhez közel található tárgyakról beszélünk (általában a 6 méternél kisebb távolságot közelnek tekintjük), akkor minden még érdekesebb, mert ebben a helyzetben a fénysugarak törése még erősebbnek bizonyul. . Ezt a lencse görbületének növekedése biztosítja. A lencse ciliáris sávokon keresztül kapcsolódik a ciliáris izomhoz, amely összehúzódáskor lehetővé teszi, hogy a lencse domborúbb formát vegyen fel, ezáltal megnő a törőereje.

És itt is nem hagyhatjuk figyelmen kívül a lencse bonyolult szerkezetét: sok szálból áll, amelyek egymáshoz kapcsolódó sejtekből állnak, és vékony övek kötik össze a ciliáris testtel. A fókuszálás az agy irányítása alatt rendkívül gyorsan és teljesen „automatikusan” történik - lehetetlen, hogy egy személy ezt a folyamatot tudatosan végrehajtsa.

A "kamerafilm" jelentése

A fókuszálás eredményeképpen a kép a retinára fókuszál, amely a szemgolyó hátsó részét borító többrétegű fényérzékeny szövet. A retina megközelítőleg 137 000 000 fotoreceptort tartalmaz (összehasonlításképpen a modern digitális fényképezőgépeket említhetjük, amelyekben nem több, mint 10 000 000 ilyen szenzoros elem). A fotoreceptorok ilyen nagy száma annak a ténynek köszönhető, hogy rendkívül sűrűn helyezkednek el - körülbelül 400 000 / 1 mm².

Nem lenne helytelen itt Alan L. Gillen mikrobiológus szavait idézni, aki „The Body by Design” című könyvében a szem retinájáról, mint a mérnöki tervezés remekművéről beszél. Úgy véli, hogy a retina a szem legcsodálatosabb eleme, összehasonlítható a fényképészeti filmekkel. A szemgolyó hátulján található fényérzékeny retina sokkal vékonyabb, mint a celofán (vastagsága nem haladja meg a 0,2 mm-t), és sokkal érzékenyebb, mint bármely ember által készített fotófilm. Ennek az egyedülálló rétegnek a sejtjei akár 10 milliárd fotont is képesek feldolgozni, míg a legérzékenyebb kamera csak néhány ezret. De ami még elképesztőbb, hogy az emberi szem még sötétben is képes néhány fotont észlelni.

A retina összesen 10 fotoreceptor sejtrétegből áll, amelyek közül 6 réteg fényérzékeny sejtek. A fotoreceptorok 2 típusa különleges alakú, ezért nevezik őket kúpoknak és pálcikáknak. A rudak rendkívül érzékenyek a fényre, és fekete-fehér érzékelést és éjszakai látást biztosítanak a szemnek. A kúpok viszont nem annyira érzékenyek a fényre, de képesek megkülönböztetni a színeket - a kúpok optimális működése nappal megfigyelhető.

A fotoreceptorok munkájának köszönhetően a fénysugarak elektromos impulzusok komplexumaivá alakulnak, és hihetetlenül nagy sebességgel jutnak el az agyba, és ezek az impulzusok maguk is egymillió idegroston haladnak át a másodperc törtrésze alatt.

A fotoreceptor sejtek kommunikációja a retinában nagyon összetett. A kúpok és rudak nem kapcsolódnak közvetlenül az agyhoz. Miután megkapták a jelet, átirányítják a bipoláris sejtekre, a már feldolgozott jeleket pedig a ganglionsejtekre, több mint egymillió axonra (neuritokra, amelyek mentén az idegimpulzusok továbbhaladnak), amelyek egyetlen látóideget alkotnak, amelyen keresztül az adatok bejutnak. az agy.

Az interneuronok két rétege, mielőtt vizuális adatokat küldenének az agyba, megkönnyíti ezen információk párhuzamos feldolgozását a retinában található hat érzékelési réteg által. Erre azért van szükség, hogy a képek a lehető leggyorsabban felismerhetők legyenek.

Az agy észlelése

Miután a feldolgozott vizuális információ bekerül az agyba, elkezdi szortírozni, feldolgozni, elemezni, és az egyes adatokból teljes képet alkot. Az emberi agy működéséről persze még sok minden nem ismert, de még az is elég, hogy mit tud nyújtani a tudományos világ manapság a csodálkozáshoz.

Két szem segítségével két „kép” keletkezik az embert körülvevő világról - egy minden retinához. Mindkét „kép” átkerül az agyba, és a valóságban az ember két képet lát egyszerre. De hogyan?

De a lényeg a következő: az egyik szem retinapontja pontosan megegyezik a másik szemének retinapontjával, és ez arra utal, hogy az agyba belépő mindkét kép átfedheti egymást, és kombinálható, hogy egyetlen képet kapjunk. Az egyes szemek fotoreceptorai által kapott információ a látókéregben konvergál, ahol egyetlen kép jelenik meg.

Abból adódóan, hogy a két szemnek eltérő a vetülete, bizonyos ellentmondások figyelhetők meg, de az agy úgy hasonlítja össze és kapcsolja össze a képeket, hogy az ember semmilyen következetlenséget nem észlel. Ezen túlmenően ezek az inkonzisztenciák felhasználhatók a térbeli mélység érzésére.

Mint ismeretes, a fénytörés miatt az agyba belépő vizuális képek kezdetben nagyon kicsik és fejjel lefelé haladnak, de a „kimeneten” azt a képet kapjuk, amit látni szoktunk.

Ezenkívül a retinában a képet az agy két részre osztja függőlegesen - egy vonalon keresztül, amely áthalad a retina fossan. A mindkét szem által fogadott képek bal oldali részei átirányításra kerülnek a -ra, a jobb oldali részek pedig balra. Így a néző személy mindegyik féltekéje csak a látottak egy részéről kap adatokat. És ismét - a „kimeneten” szilárd képet kapunk, kapcsolat nyomai nélkül.

A képek szétválasztása és a rendkívül összetett optikai utak lehetővé teszik, hogy az agy minden féltekéjétől külön-külön lásson minden szem használatával. Ez lehetővé teszi, hogy felgyorsítsa a bejövő információáramlás feldolgozását, és egy szem látást is biztosít, ha valaki hirtelen valamilyen okból nem lát a másik szemével.

Arra a következtetésre juthatunk, hogy az agy a vizuális információ feldolgozása során eltávolítja a „vakfoltokat”, a szem mikromozgásaiból, pislogásokból, látószögből stb. megfigyelés alatt áll.

A vizuális rendszer másik fontos eleme az. Nem lehet lekicsinyelni ennek a kérdésnek a jelentőségét, mert... Ahhoz, hogy egyáltalán megfelelően tudjuk használni a látást, tudnunk kell elfordítani, felemelni, leengedni, egyszóval mozgatni a szemünket.

Összesen 6 külső izom kapcsolódik a szemgolyó külső felületéhez. Ezek az izmok 4 egyenes izomból (alsó, felső, oldalsó és középső) és 2 ferde izomból (alsó és felső).

Abban a pillanatban, amikor valamelyik izom összehúzódik, a vele szemben lévő izom ellazul – ez biztosítja a sima szemmozgást (különben minden szemmozgás rángatózó lenne).

Ha mindkét szemét elfordítja, mind a 12 izom mozgása (6 izom mindkét szemben) automatikusan megváltozik. És figyelemre méltó, hogy ez a folyamat folyamatos és nagyon jól koordinált.

A híres szemész, Peter Janey szerint a szervek és szövetek központi idegrendszerrel való kommunikációjának szabályozása és koordinálása mind a 12 szemizom idegein keresztül (ezt nevezik beidegzésnek) az agyban végbemenő nagyon összetett folyamatok egyike. Ha ehhez hozzáadjuk a tekintet átirányításának pontosságát, a mozgások simaságát és egyenletességét, a szem forgási sebességét (és ez összesen másodpercenként 700°-ot tesz ki), és mindezt összeadjuk, akkor tulajdonképpen egy olyan mobil szem, amely a teljesítmény szempontjából fenomenális. És az a tény, hogy egy személynek két szeme van, még bonyolultabbá teszi - szinkron szemmozgások esetén ugyanaz az izom beidegzés szükséges.

A szemet forgató izmok különböznek a vázizmoktól, mert... sokféle rostból állnak, és még nagyobb számú neuron irányítja őket, különben a mozgások pontossága lehetetlenné válna. Ezeket az izmokat egyedinek is nevezhetjük, mert képesek gyorsan összehúzódni és gyakorlatilag nem fáradnak el.

Tekintettel arra, hogy a szem az emberi test egyik legfontosabb szerve, folyamatos ápolást igényel. Pontosan erre a célra egy „integrált tisztítórendszert” biztosítanak, úgymond, amely szemöldökből, szemhéjból, szempillából és könnymirigyekből áll.

A könnymirigyek rendszeresen ragacsos folyadékot termelnek, amely lassan mozog lefelé a szemgolyó külső felületén. Ez a folyadék lemossa a szaruhártyáról a különféle törmelékeket (port stb.), majd bejut a belső könnycsatornába, majd az orrcsatornán lefolyik, kiürülve a szervezetből.

A könnyek nagyon erős antibakteriális anyagot tartalmaznak, amely elpusztítja a vírusokat és baktériumokat. A szemhéjak ablaktörlőként működnek – 10-15 másodperces időközönként önkéntelen pislogással tisztítják és hidratálják a szemet. A szemhéjakkal együtt a szempillák is működnek, megakadályozva, hogy bármilyen törmelék, szennyeződés, baktériumok stb. kerüljenek a szembe.

Ha a szemhéjak nem töltik be funkciójukat, az ember szeme fokozatosan kiszárad, és hegek borítják. Ha nem lennének könnycsatornák, a szemek állandóan megtelnének könnyfolyadékkal. Ha az ember nem pislogna, törmelék kerülne a szemébe, és akár meg is vakulhat. A teljes „tisztítórendszernek” kivétel nélkül minden elem munkáját magában kell foglalnia, különben egyszerűen megszűnne működni.

Szem, mint állapotjelző

Az ember szeme sok információt képes továbbítani a más emberekkel és az őt körülvevő világgal való interakció során. A szemek szeretetet sugározhatnak, éghetnek a haragtól, tükrözhetik az örömöt, a félelmet vagy a szorongást vagy a fáradtságot. A szemek azt mutatják, hogy az ember merre néz, érdekli-e valami, vagy sem.

Például, amikor az emberek lesütik a szemüket, miközben valakivel beszélnek, ez egészen másként értelmezhető, mint a normál felfelé irányuló tekintet. A gyermekek nagy szemei ​​örömet és gyengédséget váltanak ki a körülöttük lévőkből. A pupillák állapota pedig azt a tudatállapotot tükrözi, amelyben az ember egy adott pillanatban van. A szem az élet és a halál jelzője, ha globális értelemben beszélünk. Valószínűleg ezért nevezik őket a lélek „tükrének”.

Konklúzió helyett

Ebben a leckében az emberi látórendszer felépítését vizsgáltuk. Természetesen sok részletet kihagytunk (ez a téma maga nagyon terjedelmes, és problémás egy óra keretébe illeszteni), de mégis igyekeztünk az anyagot úgy átadni, hogy világos elképzelése legyen arról, HOGYAN az ember látja.

Nem lehetett nem észrevenni, hogy mind a szem összetettsége, mind képességei lehetővé teszik, hogy ez a szerv a legmodernebb technológiákat és tudományos fejlesztéseket is sokszorosan felülmúlja. A szem világosan demonstrálja a mérnöki tudomány összetettségét számos árnyalatban.

De a látás szerkezetének ismerete természetesen jó és hasznos, de a legfontosabb tudni, hogyan lehet a látást visszaállítani. Az a tény, hogy az ember életmódja, életkörülményei és néhány egyéb tényező (stressz, genetika, rossz szokások, betegségek és még sok más) - mindez gyakran hozzájárul ahhoz, hogy a látás az évek során romoljon, azaz . e. a vizuális rendszer hibásan kezd működni.

De a látásromlás a legtöbb esetben nem visszafordíthatatlan folyamat – bizonyos technikák ismeretében ez a folyamat visszafordítható, és a látás, ha nem is olyan, mint egy babánál (bár ez néha lehetséges), akkor olyan jó minden egyes személy számára lehetséges. Ezért a látásfejlesztésről szóló kurzusunk következő leckét a látás helyreállításának módszereivel fogjuk szentelni.

Nézd meg a gyökeret!

Tesztelje tudását

Ha szeretné tesztelni tudását a lecke témájában, akkor egy rövid, több kérdésből álló tesztet is kitölthet. Minden kérdésnél csak 1 lehetőség lehet helyes. Miután kiválasztotta az egyik opciót, a rendszer automatikusan a következő kérdésre lép. A kapott pontokat a válaszok helyessége és a kitöltésre fordított idő befolyásolja. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a kérdések minden alkalommal eltérőek, és a lehetőségek vegyesek.