Subiect: Mișcarea luminii în ochi. Trecerea luminii prin ochi. Dispozitive de protecție a ochilor. Structura și funcția straturilor retinei Secvența de trecere a unui fascicul de lumină

, cristalin și corp vitros. Combinația lor se numește aparat de dioptrie. În condiții normale, razele de lumină sunt refractate (îndoite) de la ținta vizuală de către cornee și cristalin, astfel încât razele să fie focalizate pe retină. Puterea de refracție a corneei (elementul principal de refracție al ochiului) este de 43 dioptrii. Convexitatea lentilei poate varia, iar puterea sa de refracție variază între 13 și 26 dioptrii. Datorită acestui fapt, lentila oferă acomodare globului ocular la obiecte situate la distanțe apropiate sau îndepărtate. Când, de exemplu, razele de lumină de la un obiect îndepărtat intră într-un ochi normal (cu un mușchi ciliar relaxat), ținta apare focalizată pe retină. Dacă ochiul este îndreptat către un obiect din apropiere, se concentrează în spatele retinei (adică imaginea de pe ea se estompează) până când apare acomodarea. Mușchiul ciliar se contractă, slăbind tensiunea fibrelor centurii; Curbura lentilei crește și, ca urmare, imaginea este focalizată pe retină.

Corneea și cristalinul formează împreună o lentilă convexă. Razele de lumină de la un obiect trec prin punctul nodal al lentilei și formează o imagine inversată pe retină, ca într-o cameră. Retina poate fi comparată cu filmul fotografic prin faptul că ambele înregistrează imagini vizuale. Cu toate acestea, retina este mult mai complexă. Procesează o secvență continuă de imagini și, de asemenea, trimite creierului mesaje despre mișcările obiectelor vizuale, semnele de amenințare, schimbările periodice ale luminii și întunericului și alte date vizuale despre mediul extern.

Deși axa optică a ochiului uman trece prin punctul nodal al cristalinului și punctul retinei dintre fovee și discul optic (Fig. 35.2), sistemul oculomotor orientează globul ocular către o regiune a obiectului numită fixare. punct. Din acest punct, o rază de lumină trece prin punctul nodal și este focalizată în fovea centrală; astfel, merge de-a lungul axei vizuale. Razele din alte părți ale obiectului sunt focalizate în zona retinei din jurul foveei centrale (Fig. 35.5).

Focalizarea razelor pe retină depinde nu numai de cristalin, ci și de iris. Irisul acționează ca diafragma camerei și reglează nu numai cantitatea de lumină care intră în ochi, ci, mai important, adâncimea câmpului vizual și aberația sferică a lentilei. Pe măsură ce diametrul pupilei scade, adâncimea câmpului vizual crește și razele de lumină sunt direcționate prin partea centrală a pupilei, unde aberația sferică este minimă. Modificările în diametrul pupilei apar automat (adică în mod reflex) atunci când ochiul se adaptează (se adaptează) pentru a examina obiectele apropiate. Prin urmare, în timpul citirii sau a altor activități oculare care implică discriminarea obiectelor mici, calitatea imaginii este îmbunătățită de sistemul optic al ochiului.

Un alt factor care afectează calitatea imaginii este împrăștierea luminii. Este minimizată prin limitarea fasciculului de lumină, precum și absorbția acestuia de către pigmentul coroidei și stratul pigmentar al retinei. În acest sens, ochiul seamănă din nou cu o cameră. Acolo, împrăștierea luminii este împiedicată și prin limitarea fasciculului de raze și absorbția acestuia prin vopsea neagră care acoperă suprafața interioară a camerei.

Focalizarea imaginii este perturbată dacă dimensiunea pupilei nu corespunde puterii de refracție a dioptriei. La miopie (miopie), imaginile obiectelor îndepărtate sunt focalizate în fața retinei, fără a ajunge la ea (Fig. 35.6). Defectul este corectat folosind lentile concave. În schimb, în ​​cazul hipermetropiei (hipermetropie), imaginile obiectelor îndepărtate sunt focalizate în spatele retinei. Pentru a elimina problema, sunt necesare lentile convexe (Fig. 35.6). Adevărat, imaginea poate fi focalizată temporar datorită acomodării, dar acest lucru face ca mușchii ciliari să devină obosiți și ochii să devină obosiți. În cazul astigmatismului, apare o asimetrie între razele de curbură ale suprafețelor corneei sau cristalinului (și uneori ale retinei) în planuri diferite. Pentru corectare se folosesc lentile cu raze de curbură special selectate.

Elasticitatea cristalinului scade treptat odată cu vârsta. Eficiența acomodarii sale scade la vizualizarea obiectelor apropiate (presbiopie). La o vârstă fragedă, puterea de refracție a lentilei poate varia într-o gamă largă, până la 14 dioptrii. Până la vârsta de 40 de ani, acest interval este redus la jumătate, iar după 50 de ani - la 2 dioptrii și mai jos. Presbiopia se corectează cu lentile convexe.

Ochiul este singurul organ uman care are țesuturi optic transparente, care altfel sunt numite medii optice ale ochiului. Datorită lor, razele de lumină trec în ochi și o persoană are ocazia să vadă. Să încercăm să înțelegem în cea mai primitivă formă structura aparatului optic al organului vederii.

Ochiul are o formă sferică. Este inconjurata de tunica albuginea si corneea. Tunica albuginea este formată din mănunchiuri dense, de fibre împletite, este albă și opaca. În partea din față a globului ocular, corneea este „inserată” în tunica albuginea, în același mod ca un geam de ceas într-un cadru. Are o formă sferică și, cel mai important, este complet transparentă. Razele de lumină care cad asupra ochiului trec mai întâi prin cornee, care le refractă puternic.

După cornee, fasciculul de lumină trece prin camera anterioară a ochiului - un spațiu umplut cu lichid transparent incolor. Adâncimea sa este în medie de 3 milimetri. Peretele din spate al camerei anterioare este irisul, care dă culoare ochiului în centrul său există o gaură rotundă - pupila. Când examinăm ochiul, ni se pare negru. Datorită mușchilor încorporați în iris, pupila își poate schimba lățimea: se îngustează la lumină și se extinde în întuneric. Aceasta este ca o diafragmă a camerei, care protejează automat ochiul de intrarea unei cantități mari de lumină în lumină puternică și, dimpotrivă, în lumină slabă, extinzându-se, ajutând ochiul să capteze chiar și razele slabe de lumină. După ce trece prin pupilă, fasciculul de lumină lovește o formațiune specială numită lentilă. Este ușor de imaginat - este un corp lenticular, care amintește de o lupă obișnuită. Lumina poate trece liber prin lentilă, dar în același timp este refractată în același mod în care, conform legilor fizicii, o rază de lumină care trece printr-o prismă este refractă, adică este deviată spre bază.

Ne putem imagina lentila ca două prisme unite la bază. Lentila are o altă caracteristică extrem de interesantă: își poate schimba curbura. Fire subțiri numite zonule de scorțișoară sunt atașate de-a lungul marginii cristalinului, care la celălalt capăt al lor sunt fuzionate cu mușchiul ciliar situat în spatele rădăcinii irisului. Lentila tinde să capete o formă sferică, dar acest lucru este prevenit de ligamentele întinse. Când mușchiul ciliar se contractă, ligamentele se relaxează și cristalinul devine mai convex. O modificare a curburii lentilei nu rămâne fără un efect asupra vederii, deoarece razele de lumină în legătură cu aceasta modifică gradul de refracție. Această proprietate a lentilei de a-și schimba curbura, așa cum vom vedea mai jos, este foarte importantă pentru actul vizual.

După cristalin, lumina trece prin corpul vitros, care umple întreaga cavitate a globului ocular. Corpul vitros este format din fibre subțiri, între care se află un lichid transparent incolor cu vâscozitate mare; acest lichid seamănă cu sticla topită. De aici provine numele - corpul vitros.

Razele de lumină, care trec prin cornee, camera anterioară, cristalin și corpul vitros, cad pe retina sensibilă la lumină (retina), care este cea mai complexă dintre toate membranele ochiului. Partea exterioară a retinei are un strat de celule care, la microscop, arată ca niște tije și conuri. Partea centrală a retinei conține predominant conuri, care joacă un rol major în procesul de vedere și senzație de culoare cea mai clară și distinctă. Mai departe de centrul retinei încep să apară tije, al căror număr crește spre zonele periferice ale retinei. Conurile, dimpotrivă, cu cât sunt mai departe de centru, cu atât devin mai puține. Oamenii de știință au calculat că retina umană conține 7 milioane de conuri și 130 de milioane de tije. Spre deosebire de conuri, care funcționează în lumină, tijele încep să „lucreze” la lumină slabă și în întuneric. Tijele sunt foarte sensibile chiar și la cantități mici de lumină și, prin urmare, permit unei persoane să navigheze în întuneric.

Cum are loc procesul vederii? Razele de lumină care lovesc retina provoacă un proces fotochimic complex, care are ca rezultat iritarea tijelor și a conurilor. Această iritație este transmisă prin retină la stratul de fibre nervoase care alcătuiesc nervul optic. Nervul optic trece printr-o deschidere specială în cavitatea craniană. Aici, fibrele vizuale parcurg un drum lung și complex și în cele din urmă se termină în cortexul occipital. Această zonă este cel mai înalt centru vizual, în care este recreată o imagine vizuală care corespunde exact obiectului în cauză.

Vederea este un proces biologic care determină percepția formei, mărimii, culorii obiectelor din jurul nostru și orientarea între ele. Acest lucru este posibil datorită funcției analizorului vizual, care include aparatul perceptiv - ochiul.

Funcția de vedere nu numai în perceperea razelor de lumină. Îl folosim pentru a evalua distanța, volumul obiectelor și percepția vizuală a realității înconjurătoare.

Ochiul uman - fotografie

În prezent, dintre toate simțurile umane, cea mai mare sarcină cade asupra organelor vederii. Acest lucru se datorează citirii, scrisului, privirii la televizor și altor tipuri de informații și muncă.

Structura ochiului uman

Organul vederii este format din globul ocular și aparatul auxiliar situat pe orbită - adâncitura oaselor craniului facial.

Structura globului ocular

Globul ocular are aspectul unui corp sferic și este format din trei membrane:

• Extern - fibros;
• mijlociu - vascular;
• intern - plasă.

Membrana fibroasa exterioaraîn secțiunea posterioară formează albuginea, sau sclera, iar în față trece în cornee, permeabilă la lumină.

Coroida mijlocie numit așa pentru că este bogat în vase de sânge. Situat sub sclera. Se formează partea anterioară a acestei învelișuri iris, sau iris. Se numește așa datorită culorii sale (culoarea curcubeului). Irisul conține elev- o gaura rotunda care isi poate modifica dimensiunea in functie de intensitatea luminii printr-un reflex innascut. Pentru a face acest lucru, există mușchi în iris care constrâng și dilată pupila.

Irisul acționează ca o diafragmă care reglează cantitatea de lumină care intră în aparatul sensibil la lumină și îl protejează de distrugere prin ajustarea organului de vedere la intensitatea luminii și a întunericului. Coroida formează fluid - umiditatea camerelor ochiului.

Retina interioară, sau retina- adiacent spatelui membranei medii (coroide). Constă din două frunze: exterioară și interioară. Frunza exterioară conține pigment, frunza interioară conține elemente fotosensibile.

Retina căptușește partea inferioară a ochiului. Dacă te uiți la el din lateralul pupilei, poți vedea o pată rotundă albicioasă în partea de jos. Acesta este punctul de ieșire al nervului optic. Nu există elemente fotosensibile și, prin urmare, razele de lumină nu sunt percepute, se numește punct orb. În lateral este pată galbenă (macula). Acesta este locul cu cea mai mare acuitate vizuală.

În stratul interior al retinei există elemente sensibile la lumină - celule vizuale. Capetele lor au forma de tije și conuri. Bastoane conține un pigment vizual - rodopsina, conuri- iodopsină. Tijele percep lumina în condiții de amurg, iar conurile percep culorile într-o lumină destul de puternică.

Secvență de lumină care trece prin ochi

Să luăm în considerare calea razelor de lumină prin acea parte a ochiului care formează aparatul său optic. În primul rând, lumina trece prin cornee, umoarea apoasă a camerei anterioare a ochiului (între cornee și pupilă), pupila, cristalinul (sub formă de cristalin biconvex), corpul vitros (un material gros transparent). mediu) și în cele din urmă lovește retina.

În cazurile în care razele de lumină, care au trecut prin mediul optic al ochiului, nu sunt focalizate pe retină, se dezvoltă anomalii de vedere:

• Dacă în fața ei - miopie;
• dacă în spate – hipermetropie.

Pentru corectarea miopiei se folosesc ochelari biconcavi, iar pentru hipermetropie se folosesc ochelari biconvexi.

După cum sa menționat deja, retina conține bastonașe și conuri. Când lumina le lovește, provoacă iritații: au loc procese fotochimice, electrice, ionice și enzimatice complexe, care provoacă excitație nervoasă - un semnal. Intră în centrele vizuale subcorticale (quadrigeminale, talamusul vizual etc.) de-a lungul nervului optic. Apoi este trimis la cortexul lobilor occipitali ai creierului, unde este perceput ca o senzație vizuală.

Întregul complex al sistemului nervos, inclusiv receptorii de lumină, nervii optici și centrii vizuali din creier, formează analizatorul vizual.

Structura aparatului auxiliar al ochiului

Pe lângă globul ocular, ochiul include și un aparat auxiliar. Este format din pleoape, șase mușchi care mișcă globul ocular. Suprafața din spate a pleoapelor este acoperită de o membrană - conjunctiva, care se extinde parțial pe globul ocular. În plus, aparatul lacrimal este unul dintre organele auxiliare ale ochiului. Se compune din glanda lacrimală, canalicule lacrimale, sac și canalul nazo-lacrimal.

Glanda lacrimală secretă o secreție - lacrimi care conțin lizozim, care are un efect dăunător asupra microorganismelor. Este situat în fosa osului frontal. Cei 5-12 tubuli ai săi se deschid în golul dintre conjunctivă și globul ocular din colțul exterior al ochiului. După ce a umezit suprafața globului ocular, lacrimile curg în colțul interior al ochiului (spre nas). Aici se colectează în orificiile canaliculelor lacrimale, prin care pătrund în sacul lacrimal, situat tot în colțul interior al ochiului.

Din sac, de-a lungul canalului nazolacrimal, lacrimile sunt direcționate în cavitatea nazală, sub concha inferioară (de aceea poți observa uneori cum curg lacrimile din nas în timp ce plângi).

Igiena vederii

Cunoașterea căilor de scurgere a lacrimilor din locurile de formare - glandele lacrimale - vă permite să efectuați corect o astfel de abilitate de igienă precum „ștergerea” ochilor. În acest caz, mișcarea mâinilor cu un șervețel curat (de preferință steril) trebuie direcționată din colțul exterior al ochiului spre cel interior, „ștergeți ochii spre nas”, spre curgerea naturală a lacrimilor, și nu împotriva acestuia, ajutând astfel la îndepărtarea corpului străin (praful) de pe suprafața globului ocular.

Organul vederii trebuie protejat de corpuri străine și de deteriorare. Când lucrați unde se formează particule, așchii de materiale sau așchii, trebuie să folosiți ochelari de protecție.

Dacă vederea se deteriorează, nu ezitați și contactați un medic oftalmolog și urmați recomandările acestuia pentru a evita dezvoltarea ulterioară a bolii. Intensitatea luminii locului de muncă ar trebui să depindă de tipul de muncă efectuată: cu cât sunt efectuate mișcări mai subtile, cu atât iluminarea ar trebui să fie mai intensă. Nu ar trebui să fie nici strălucitor, nici slab, ci exact cel care necesită cea mai mică încordare vizuală și contribuie la o muncă eficientă.

Cum să menții acuitatea vizuală

Standardele de iluminat au fost elaborate in functie de scopul incaperii si de tipul de activitate. Cantitatea de lumină este determinată folosind un dispozitiv special - un luxmetru. Corectitudinea iluminatului este monitorizată de către serviciul de sănătate și administrația instituțiilor și întreprinderilor.

Trebuie amintit că lumina puternică contribuie în special la deteriorarea acuității vizuale. Prin urmare, ar trebui să evitați să priviți fără ochelari de soare către surse de lumină puternică, atât artificială, cât și naturală.

Pentru a preveni deteriorarea vederii din cauza oboselii mari a ochilor, trebuie să urmați anumite reguli:

• Când citiți și scrieți, este necesară o iluminare uniformă, suficientă, care să nu provoace oboseală;
• distanta de la ochi pana la subiectul de citit, scris sau mici obiecte cu care esti ocupat sa fie de aproximativ 30-35cm;
• obiectele cu care lucrezi trebuie asezate confortabil pentru ochi;
• Urmăriți emisiunile TV la cel puțin 1,5 metri de ecran. În acest caz, este necesar să iluminați camera folosind o sursă de lumină ascunsă.

De o importanță nu mică pentru menținerea vederii normale este o dietă fortificată în general, și în special vitamina A, care este abundentă în produsele de origine animală, morcovi și dovleac.

Un stil de viață măsurat, inclusiv alternarea corectă a muncii și odihna, alimentația, excluzând obiceiurile proaste, inclusiv fumatul și consumul de băuturi alcoolice, contribuie foarte mult la păstrarea vederii și a sănătății în general.

Cerințele igienice pentru conservarea organului vederii sunt atât de extinse și variate încât cele de mai sus nu pot fi limitate la. Acestea pot varia în funcție de activitatea dvs. de muncă, trebuie verificate cu medicul dumneavoastră și urmate.

În viața de zi cu zi, tu și cu mine folosim adesea un dispozitiv care este foarte asemănător ca structură cu un ochi și funcționează pe același principiu. Aceasta este o cameră. Ca și în multe alte lucruri, atunci când omul a inventat fotografia, el a imitat pur și simplu ceva ce există deja în natură! Acum vei vedea asta.

Ochiul uman are forma unei mingi neregulate cu un diametru de aproximativ 2,5 cm. Această minge se numește globul ocular. Lumina intră în ochi și este reflectată de obiectele din jurul nostru. Aparatul care percepe această lumină este situat pe peretele din spate al globului ocular (din interior) și se numește RETINĂ. Este format din mai multe straturi de celule sensibile la lumină care procesează informațiile pe care le primesc și o trimit creierului de-a lungul nervului optic.

Dar pentru ca razele de lumină care intră în ochi din toate părțile să fie focalizate pe o zonă atât de mică ocupată de retină, ele trebuie să sufere refracția și să se concentreze în mod specific asupra retinei. Pentru a face acest lucru, există o lentilă naturală biconvexă în globul ocular - CRISTAL. Este situat în partea din față a globului ocular.

Lentila este capabilă să-și schimbe curbura. Desigur, nu face acest lucru el însuși, ci cu ajutorul unui mușchi ciliar special. Pentru a vă adapta la vederea obiectelor din apropiere, lentila își mărește curbura, devine mai convexă și refractă lumina mai puternic. Pentru a vedea obiecte îndepărtate, obiectivul devine mai plat.

Proprietatea lentilei de a-și schimba puterea de refracție și, în același timp, punctul focal al întregului ochi, se numește CAZARE.

Substanța care umple cea mai mare parte a globului ocular (2/3 din volum) - corpul vitros - participă, de asemenea, la refracția luminii. Constă dintr-o substanță transparentă asemănătoare jeleului care nu numai că refractă lumina, dar oferă și forma ochiului și incompresibilitatea acestuia.

Lumina intră în cristalin nu de-a lungul întregii suprafețe frontale a ochiului, ci printr-o mică gaură - pupilă (o vedem ca un cerc negru în centrul ochiului). Mărimea pupilei și, prin urmare, cantitatea de lumină care intră, este reglată de mușchi speciali. Acești mușchi se găsesc în iris, care înconjoară pupila ( IRIS). Irisul, pe lângă mușchi, conține celule pigmentare care determină culoarea ochilor noștri.

Urmăriți-vă ochii în oglindă și veți vedea că dacă veți străluci ochiul cu o lumină puternică, pupila se îngustează, dar în întuneric, dimpotrivă, devine mare și se dilată. Acesta este modul în care aparatul ocular protejează retina de efectele nocive ale luminii puternice.

La exterior, globul ocular este acoperit cu o membrană proteică durabilă de 0,3-1 mm grosime - SCLEROA. Este format din fibre formate din proteina colagen și îndeplinește o funcție de protecție și de susținere. Sclera este albă cu o nuanță lăptoasă, cu excepția peretelui anterior, care este transparent. Ei o sună CORNEE. Refracția primară a razelor de lumină are loc în cornee

Sub învelișul proteic este VASCULAR, care este bogat în capilare sanguine și oferă nutriție celulelor oculare. În el se află irisul cu pupila. De-a lungul periferiei, irisul trece în CILIAR, sau GEANĂ, CORP. În grosimea sa se află mușchiul ciliar, care, după cum vă amintiți, modifică curbura cristalinului și servește pentru acomodare.

Între cornee și iris, precum și între iris și cristalin, există spații - camere ale ochiului umplute cu un lichid transparent, refractor al luminii, care hrănește corneea și cristalinul.

Pleoapele - superioare și inferioare - și genele asigură, de asemenea, protecție ochilor. În grosimea pleoapelor există glande lacrimale. Lichidul pe care îl secretă hidratează în mod constant membrana mucoasă a ochiului.

Sub pleoape sunt 3 perechi de mușchi care asigură mobilitatea globului ocular. O pereche întoarce ochiul la stânga și la dreapta, cealaltă - în sus și în jos, iar a treia îl rotește în raport cu axa optică.

Mușchii asigură nu numai rotația globului ocular, ci și modificări ale formei acestuia. Faptul este că ochiul în ansamblu participă și el la focalizarea imaginii. Dacă focalizarea este în afara retinei, ochiul se întinde ușor pentru a vedea de aproape. Și invers, devine rotunjit atunci când o persoană se uită la obiecte îndepărtate.

Dacă există modificări în sistemul optic, atunci apare miopie sau hipermetropie în astfel de ochi. La persoanele care suferă de aceste boli, accentul nu este pe retină, ci în fața sau în spatele ei și, prin urmare, văd totul neclar.

La miopie În ochi, învelișul dens al globului ocular (sclera) este întins în direcția anteroposterior. În loc să fie sferic, ochiul capătă forma unui elipsoid. Datorită acestei alungiri a axei longitudinale a ochiului, imaginile obiectelor sunt focalizate nu pe retină însăși, ci inainte de aceasta, iar persoana se străduiește să aducă totul mai aproape de ochi sau folosește ochelari cu lentile divergente („minus”) pentru a reduce puterea de refracție a lentilei.

Clarviziune se dezvoltă dacă globul ocular este scurtat pe direcția longitudinală. Razele de lumină în această stare sunt colectate in spate retină. Pentru ca un astfel de ochi să vadă bine, este necesar să plasați ochelari de colectare în fața lui - ochelari „plus”.

Să rezumăm tot ce s-a spus mai sus. Lumina pătrunde în ochi prin cornee, trece secvenţial prin lichidul camerei anterioare, cristalin şi corpul vitros şi ajunge în cele din urmă în retină, care constă din celule sensibile la lumină.

Acum să revenim la dispozitivul cu cameră. Rolul sistemului de refracție a luminii (lentila) din cameră este jucat de un sistem de lentile. Diafragma, care reglează dimensiunea fasciculului de lumină care intră în lentilă, joacă rolul pupilei. Iar „retina” camerei este un film fotografic (în camerele analogice) sau o matrice sensibilă la lumină (în camerele digitale). Cu toate acestea, o diferență importantă între retină și matricea fotosensibilă a unei camere este că în celulele sale nu are loc doar percepția luminii, ci și analiza inițială a informațiilor vizuale și selecția celor mai importante elemente ale imaginilor vizuale, de exemplu. , direcția și viteza de mișcare a unui obiect, dimensiunea acestuia.

Apropo...

Pe retina ochiului și pe matricea fotosensibilă a camerei, o reducere inversat imaginea lumii exterioare este rezultatul legilor opticii. Dar tu vezi lumea Nu inversată, deoarece în centrul vizual al creierului informația primită este analizată ținând cont de această „corecție”.

Dar nou-născuții văd lumea cu susul în jos până la aproximativ trei săptămâni. La trei săptămâni, creierul învață să inverseze ceea ce vede.

Există un experiment atât de interesant, al cărui autor este George M. Stratton de la Universitatea din California. Dacă o persoană își pune ochelari care răstoarnă lumea vizuală cu susul în jos, atunci în primele zile experimentează o dezorientare completă în spațiu. Dar după o săptămână o persoană se obișnuiește cu lumea „cu susul în jos” din jurul său și și mai puțin își dă seama că lumea din jurul său este cu susul în jos; el dezvoltă o nouă coordonare vizual-motorie. Dacă după aceasta scoateți ochelarii inversați, atunci persoana experimentează din nou o perturbare a orientării în spațiu, care trece în curând. Acest experiment demonstrează flexibilitatea aparatului vizual și a creierului în ansamblu.

Video educativ:
După cum vedem

Viziunea este canalul prin care o persoană primește aproximativ 70% din toate datele despre lumea care o înconjoară. Și acest lucru este posibil doar pentru că vederea umană este unul dintre cele mai complexe și uimitoare sisteme vizuale de pe planeta noastră. Dacă nu ar exista viziune, cel mai probabil am trăi cu toții pur și simplu în întuneric.

Ochiul uman are o structură perfectă și oferă viziune nu numai în culoare, ci și în trei dimensiuni și cu cea mai mare claritate. Are capacitatea de a schimba instantaneu focalizarea la o varietate de distanțe, de a regla volumul luminii care intră, de a distinge între un număr mare de culori și un număr și mai mare de nuanțe, de a corecta aberațiile sferice și cromatice etc. Creierul ochiului este conectat la șase niveluri ale retinei, în care datele trec printr-o etapă de compresie chiar înainte ca informațiile să fie trimise la creier.

Dar cum funcționează viziunea noastră? Cum transformăm culoarea reflectată de obiecte într-o imagine prin îmbunătățirea culorii? Dacă te gândești serios la asta, poți trage concluzia că structura sistemului vizual uman este „gândită” până la cel mai mic detaliu de către Natura care a creat-o. Dacă preferați să credeți că Creatorul sau o Putere Superioară este responsabilă pentru crearea omului, atunci le puteți atribui acest credit. Dar să nu înțelegem, dar să continuăm să vorbim despre structura viziunii.

O cantitate mare de detalii

Structura ochiului și fiziologia lui pot fi numite cu adevărat ideale. Gândește-te singur: ambii ochi sunt localizați în orbitele osoase ale craniului, care îi protejează de tot felul de daune, dar ies din ei în așa fel încât să asigure cea mai largă viziune orizontală posibilă.

Distanța la care se află ochii unul de celălalt oferă profunzime spațială. Și globii oculari înșiși, după cum se știe cu siguranță, au o formă sferică, datorită căreia se pot roti în patru direcții: stânga, dreapta, sus și jos. Dar fiecare dintre noi consideră că toate acestea sunt de la sine înțeles – puțini oameni își imaginează ce s-ar întâmpla dacă ochii noștri ar fi pătrați sau triunghiulari sau dacă mișcarea lor ar fi haotică – acest lucru ar face ca viziunea să fie limitată, haotică și ineficientă.

Deci, structura ochiului este extrem de complexă, dar tocmai acesta este ceea ce face posibilă munca a aproximativ patru duzini dintre diferitele sale componente. Și chiar dacă cel puțin unul dintre aceste elemente ar lipsi, procesul de viziune ar înceta să se desfășoare așa cum ar trebui să fie realizat.

Pentru a vedea cât de complex este ochiul, vă invităm să acordați atenție figurii de mai jos.

Să vorbim despre modul în care procesul de percepție vizuală este implementat în practică, ce elemente ale sistemului vizual sunt implicate în acest lucru și de ce este responsabil fiecare dintre ele.

Trecerea luminii

Pe măsură ce lumina se apropie de ochi, razele de lumină se ciocnesc cu corneea (cunoscută și sub denumirea de cornee). Transparența corneei permite luminii să treacă prin ea în suprafața interioară a ochiului. Transparența, apropo, este cea mai importantă caracteristică a corneei și rămâne transparentă datorită faptului că o proteină specială pe care o conține inhibă dezvoltarea vaselor de sânge - un proces care are loc în aproape fiecare țesut al corpului uman. Dacă corneea nu ar fi transparentă, componentele rămase ale sistemului vizual nu ar avea nicio semnificație.

Printre altele, corneea împiedică deșeurile, praful și orice elemente chimice să intre în cavitățile interne ale ochiului. Iar curbura corneei îi permite să refracte lumina și să ajute cristalinul să focalizeze razele de lumină pe retină.

După ce lumina a trecut prin cornee, aceasta trece printr-un mic orificiu situat în mijlocul irisului. Irisul este o diafragmă rotundă care se află în fața cristalinului chiar în spatele corneei. Irisul este și elementul care dă culoarea ochilor, iar culoarea depinde de pigmentul predominant în iris. Orificiul central din iris este pupila familiară fiecăruia dintre noi. Mărimea acestei găuri poate fi modificată pentru a controla cantitatea de lumină care intră în ochi.

Mărimea pupilei va fi schimbată direct de iris, iar acest lucru se datorează structurii sale unice, deoarece este alcătuită din două tipuri diferite de țesut muscular (chiar și aici există mușchi!). Primul mușchi este un compresor circular - este situat în iris într-o manieră circulară. Când lumina este strălucitoare, se contractă, în urma căruia pupila se contractă, ca și cum ar fi trasă spre interior de un mușchi. Al doilea mușchi este un mușchi de extensie - este situat radial, adică. de-a lungul razei irisului, care poate fi comparată cu spițele unei roți. La lumină întunecată, acest al doilea mușchi se contractă, iar irisul deschide pupila.

Mulți încă mai întâmpină unele dificultăți atunci când încearcă să explice modul în care are loc formarea elementelor menționate mai sus ale sistemului vizual uman, deoarece în orice altă formă intermediară, i.e. în orice stadiu evolutiv ei pur și simplu nu ar putea funcționa, dar omul vede încă de la începutul existenței sale. Mister…

Concentrarea

Ocolind etapele de mai sus, lumina începe să treacă prin lentila situată în spatele irisului. Lentila este un element optic în formă de minge alungită convexă. Lentila este absolut netedă și transparentă, nu există vase de sânge în ea și ea însăși este situată într-un sac elastic.

Trecând prin lentilă, lumina este refractă, după care este focalizată pe foveea retinei - cel mai sensibil loc care conține numărul maxim de fotoreceptori.

Este important de menționat că structura și compoziția unică asigură corneei și cristalinului o putere de refracție mare, garantând o distanță focală scurtă. Și cât de uimitor este că un sistem atât de complex se potrivește doar într-un singur glob ocular (doar gândește-te cum ar putea arăta o persoană dacă, de exemplu, ar fi nevoie de un metru pentru a focaliza razele de lumină care provin de la obiecte!).

Nu mai puțin interesant este faptul că puterea de refracție combinată a acestor două elemente (cornee și cristalin) este în corelație excelentă cu globul ocular, iar aceasta poate fi numită în siguranță o altă dovadă că sistemul vizual este creat pur și simplu de neîntrecut, deoarece procesul de focalizare este prea complex pentru a vorbi despre el ca pe ceva care s-a întâmplat doar prin mutații pas cu pas – stadii evolutive.

Dacă vorbim de obiecte situate aproape de ochi (de regulă, o distanță mai mică de 6 metri este considerată apropiată), atunci totul este și mai curios, deoarece în această situație refracția razelor de lumină se dovedește a fi și mai puternică. . Acest lucru este asigurat de o creștere a curburii lentilei. Cristalinul este conectat prin benzi ciliare la mușchiul ciliar, care, atunci când este contractat, permite cristalinului să capete o formă mai convexă, crescând astfel puterea de refracție.

Și, din nou, nu putem să nu menționăm structura complexă a cristalinului: constă din multe fire, care constau din celule conectate între ele, iar curele subțiri îl conectează cu corpul ciliar. Concentrarea se realizează sub controlul creierului extrem de rapid și complet „automat” - este imposibil ca o persoană să efectueze un astfel de proces în mod conștient.

Înțelesul cuvântului „film de cameră”

Focalizarea are ca rezultat focalizarea imaginii pe retină, care este un țesut sensibil la lumină cu mai multe straturi care acoperă partea din spate a globului ocular. Retina conține aproximativ 137.000.000 de fotoreceptori (pentru comparație, putem cita camerele digitale moderne, care nu au mai mult de 10.000.000 de astfel de elemente senzoriale). Un număr atât de mare de fotoreceptori se datorează faptului că aceștia sunt localizați extrem de dens - aproximativ 400.000 pe 1 mm².

Nu ar fi deplasat aici să cităm cuvintele microbiologului Alan L. Gillen, care vorbește în cartea sa „The Body by Design” despre retina ochiului ca o capodopera a designului ingineresc. El crede că retina este cel mai uimitor element al ochiului, comparabil cu filmul fotografic. Retina sensibilă la lumină, situată pe partea din spate a globului ocular, este mult mai subțire decât celofanul (grosimea sa nu depășește 0,2 mm) și mult mai sensibilă decât orice film fotografic realizat de om. Celulele acestui strat unic sunt capabile să proceseze până la 10 miliarde de fotoni, în timp ce cea mai sensibilă cameră poate procesa doar câteva mii. Dar ceea ce este și mai uimitor este că ochiul uman poate detecta câțiva fotoni chiar și în întuneric.

În total, retina este formată din 10 straturi de celule fotoreceptoare, dintre care 6 straturi sunt straturi de celule sensibile la lumină. 2 tipuri de fotoreceptori au o formă specială, motiv pentru care se numesc conuri și tije. Tijele sunt extrem de sensibile la lumină și oferă ochiului percepție alb-negru și vedere pe timp de noapte. Conurile, la rândul lor, nu sunt atât de sensibile la lumină, dar sunt capabile să distingă culorile - funcționarea optimă a conurilor este observată în timpul zilei.

Datorită muncii fotoreceptorilor, razele de lumină sunt transformate în complexe de impulsuri electrice și trimise la creier cu o viteză incredibil de mare, iar aceste impulsuri în sine parcurg peste un milion de fibre nervoase într-o fracțiune de secundă.

Comunicarea celulelor fotoreceptoare în retină este foarte complexă. Conurile și tijele nu sunt conectate direct la creier. După ce au primit semnalul, îl redirecționează către celulele bipolare și redirecționează semnalele pe care le-au procesat deja către celulele ganglionare, mai mult de un milion de axoni (nevrite de-a lungul cărora sunt transmise impulsurile nervoase) care formează un singur nerv optic, prin care intră datele. creierul.

Două straturi de interneuroni, înainte ca datele vizuale să fie trimise la creier, facilitează procesarea paralelă a acestor informații de către șase straturi de percepție situate în retină. Acest lucru este necesar pentru ca imaginile să fie recunoscute cât mai repede posibil.

Percepția creierului

După ce informația vizuală procesată intră în creier, începe să le sorteze, să le proceseze și să le analizeze și, de asemenea, formează o imagine completă din datele individuale. Desigur, există încă multe necunoscute despre funcționarea creierului uman, dar chiar și ceea ce poate oferi lumea științifică astăzi este suficient pentru a fi uimit.

Cu ajutorul a doi ochi, se formează două „imagini” ale lumii care înconjoară o persoană - câte una pentru fiecare retină. Ambele „imagini” sunt transmise creierului, iar în realitate persoana vede două imagini în același timp. Dar cum?

Dar ideea este aceasta: punctul retinian al unui ochi corespunde exact punctului retinian al celuilalt, iar acest lucru sugerează că ambele imagini, care intră în creier, se pot suprapune și se pot combina pentru a obține o singură imagine. Informațiile primite de fotoreceptorii din fiecare ochi converg în cortexul vizual, unde apare o singură imagine.

Datorită faptului că cei doi ochi pot avea proiecții diferite, pot fi observate unele inconsecvențe, dar creierul compară și conectează imaginile în așa fel încât o persoană să nu perceapă nicio inconsecvență. Mai mult, aceste inconsecvențe pot fi folosite pentru a obține un sentiment de profunzime spațială.

După cum știți, datorită refracției luminii, imaginile vizuale care intră în creier sunt inițial foarte mici și cu susul în jos, dar „la ieșire” obținem imaginea pe care suntem obișnuiți să o vedem.

În plus, în retină, imaginea este împărțită de creier în două vertical - printr-o linie care trece prin fosa retiniană. Părțile din stânga imaginilor primite de ambii ochi sunt redirecționate către , iar părțile din dreapta sunt redirecționate către stânga. Astfel, fiecare dintre emisferele persoanei care vizionează primește date doar de la o singură parte a ceea ce vede. Și din nou - „la ieșire” obținem o imagine solidă, fără urme de conexiune.

Separarea imaginilor și căile optice extrem de complexe fac astfel încât creierul să vadă separat de fiecare dintre emisferele sale folosind fiecare dintre ochi. Acest lucru vă permite să accelerați procesarea fluxului de informații primite și, de asemenea, oferă viziune cu un ochi dacă dintr-o dată o persoană din anumite motive încetează să vadă cu celălalt.

Putem concluziona că creierul, în procesul de procesare a informațiilor vizuale, îndepărtează punctele „oarbe”, distorsiunile datorate micro-mișcărilor ochilor, clipirii, unghiului de vedere etc., oferind proprietarului său o imagine holistică adecvată a ceea ce este fiind observat.

Un alt element important al sistemului vizual este. Nu există nicio modalitate de a minimiza importanța acestei probleme, pentru că... Pentru a ne putea folosi cum trebuie vederea, trebuie să fim capabili să ne întoarcem ochii, să-i ridicăm, să-i coborâm, pe scurt, să ne mișcăm ochii.

În total, există 6 mușchi externi care se conectează la suprafața exterioară a globului ocular. Acești mușchi includ 4 mușchi drepti (inferior, superior, lateral și mijlociu) și 2 oblici (inferior și superior).

În momentul în care oricare dintre mușchi se contractă, mușchiul opus acestuia se relaxează - acest lucru asigură o mișcare lină a ochilor (altfel toate mișcările oculare ar fi sacadate).

Când întorci ambii ochi, mișcarea tuturor celor 12 mușchi (6 mușchi în fiecare ochi) se schimbă automat. Și este de remarcat faptul că acest proces este continuu și foarte bine coordonat.

Potrivit celebrului oftalmolog Peter Janey, controlul și coordonarea comunicării organelor și țesuturilor cu sistemul nervos central prin nervii (aceasta se numește inervație) a tuturor celor 12 mușchi ai ochiului este unul dintre procesele foarte complexe care au loc în creier. Dacă adăugăm la aceasta acuratețea redirecționării privirii, netezimea și uniformitatea mișcărilor, viteza cu care ochiul se poate roti (și se ridică la un total de până la 700° pe secundă) și combinăm toate acestea, vom de fapt obțineți un ochi mobil care este fenomenal în ceea ce privește performanța. Și faptul că o persoană are doi ochi îl face și mai complex - cu mișcări oculare sincrone, aceeași inervație musculară este necesară.

Mușchii care rotesc ochii sunt diferiți de mușchii scheletici deoarece... sunt alcătuite din multe fibre diferite și sunt controlate de un număr și mai mare de neuroni, altfel acuratețea mișcărilor ar deveni imposibilă. Acești mușchi pot fi numiți și unici deoarece sunt capabili să se contracte rapid și practic nu obosesc.

Având în vedere că ochiul este unul dintre cele mai importante organe ale corpului uman, are nevoie de îngrijire continuă. Tocmai în acest scop este prevăzut un „sistem de curățare integrat”, ca să spunem așa, care constă din sprâncene, pleoape, gene și glande lacrimale.

Glandele lacrimale produc în mod regulat un lichid lipicios care se mișcă lent pe suprafața exterioară a globului ocular. Acest lichid spala diverse resturi (praf, etc.) din cornee, dupa care intra in canalul lacrimal intern si apoi curge in canalul nazal, fiind eliminat din organism.

Lacrimile conțin o substanță antibacteriană foarte puternică care distruge virușii și bacteriile. Pleoapele acționează ca ștergătoare de parbriz - curăță și hidratează ochii prin clipirea involuntară la intervale de 10-15 secunde. Alături de pleoape funcționează și genele, împiedicând orice resturi, murdărie, germeni etc. să intre în ochi.

Dacă pleoapele nu și-au îndeplinit funcția, ochii unei persoane s-ar usca treptat și s-ar acoperi cu cicatrici. Dacă nu ar exista canale lacrimale, ochii ar fi în mod constant umpluți cu lichid lacrimal. Dacă o persoană nu clipește, resturile i-ar pătrunde în ochi și ar putea chiar să orbească. Întregul „sistem de curățare” trebuie să includă funcționarea tuturor elementelor fără excepție, altfel ar înceta pur și simplu să funcționeze.

Ochii ca indicator al stării

Ochii unei persoane sunt capabili să transmită o mulțime de informații în timpul interacțiunii sale cu alți oameni și cu lumea din jurul său. Ochii pot radia dragoste, arde de furie, reflectă bucurie, frică sau anxietate sau oboseală. Ochii arată unde se uită o persoană, dacă este sau nu interesată de ceva.

De exemplu, atunci când oamenii își dau ochii peste cap în timp ce vorbesc cu cineva, acest lucru poate fi interpretat foarte diferit de o privire normală în sus. Ochii mari la copii evocă încântare și tandrețe în rândul celor din jur. Iar starea elevilor reflectă starea de conștiință în care se află o persoană la un moment dat în timp. Ochii sunt un indicator al vieții și al morții, dacă vorbim într-un sens global. Acesta este probabil motivul pentru care ele sunt numite „oglinda” sufletului.

În loc de o concluzie

În această lecție ne-am uitat la structura sistemului vizual uman. Desigur, am ratat o mulțime de detalii (acest subiect în sine este foarte voluminos și este problematic să-l încadrăm într-o singură lecție), dar am încercat totuși să transmitem materialul, astfel încât să aveți o idee clară despre CUM vede o persoană.

Nu ai putut să nu observi că atât complexitatea, cât și capacitățile ochiului permit acestui organ să depășească de multe ori chiar și cele mai moderne tehnologii și dezvoltări științifice. Ochiul este o demonstrație clară a complexității ingineriei într-un număr mare de nuanțe.

Dar cunoașterea structurii vederii este, desigur, bună și utilă, dar cel mai important lucru este să știi cum poate fi restabilită vederea. Faptul este că stilul de viață al unei persoane, condițiile în care trăiește și alți factori (stres, genetică, obiceiuri proaste, boli și multe altele) - toate acestea contribuie adesea la faptul că vederea se poate deteriora de-a lungul anilor, adică . e. sistemul vizual începe să funcționeze defectuos.

Dar deteriorarea vederii în cele mai multe cazuri nu este un proces ireversibil - cunoscând anumite tehnici, acest proces poate fi inversat, iar vederea poate fi făcută, dacă nu la fel cu cea a unui bebeluș (deși acest lucru este uneori posibil), atunci la fel de bun ca posibil pentru fiecare persoană în parte. Prin urmare, următoarea lecție din cursul nostru despre dezvoltarea vederii va fi dedicată metodelor de restaurare a vederii.

Uită-te la rădăcină!

Testează-ți cunoștințele

Dacă doriți să vă testați cunoștințele pe tema acestei lecții, puteți susține un scurt test format din mai multe întrebări. Pentru fiecare întrebare, doar 1 opțiune poate fi corectă. După ce selectați una dintre opțiuni, sistemul trece automat la următoarea întrebare. Punctele pe care le primiți sunt afectate de corectitudinea răspunsurilor dumneavoastră și de timpul petrecut pentru finalizare. Vă rugăm să rețineți că întrebările sunt diferite de fiecare dată și opțiunile sunt amestecate.