Как устроен глаз человека?

Как устроен глаз человека?

Глаз человека — парный сенсорный орган (орган Зрительной системы) человека, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения.

Глаза расположены в передней части головы и вместе с веками, ресницами и бровями, являются важной частью лица. Область лица вокруг глаз активно участвует в мимике.

Глаз позвоночных животных представляет собой периферическую часть зрительного анализатора, в котором фоторецепторную функцию выполняют фотосенсорные клетки («нейроциты») его сетчатой оболочки.

Максимальный оптимум дневной чувствительности человеческого глаза приходится на максимум непрерывного спектра солнечного излучения, расположенный в «зелёной» области 550 (556) нм.

При переходе от дневного освещения к сумеречному происходит перемещение максимума световой чувствительности по направлению к коротковолновой части спектра, и предметы красного цвета (например, мак) кажутся чёрными, синего (василёк) — очень светлыми (феномен Пуркинье). Так из чего состоит глаз человека?

Как устроен глаз человека?

Как устроен глаз человека?

Строение глаза человека

Глаз, или орган зрения, состоит из глазного яблока, зрительного нерва (см. Зрительная система) и вспомогательных органов (веки, слёзный аппарат, мышцы глазного яблока).

Он легко вращается вокруг разных осей: вертикальной (вверх-вниз), горизонтальной (влево-вправо) и так называемой оптической оси. Вокруг глаза расположены три пары мышц, ответственных за перемещение глазного яблока. Этими мышцами управляют сигналы, которые нервы глаза получают из мозга. В глазу находятся, пожалуй, самые быстродействующие двигательные мышцы в организме человека.

Так, при рассматривании (сосредоточенной фокусировке) иллюстрации, например., глаз совершает за сотую долю секунды огромное количество микродвижений (см. Саккада). Если же вы задержали (сфокусировали) взгляд на одной точке, глаз при этом непрерывно совершает небольшие, но очень быстрые движения-колебания. Их количество доходит до 123 в секунду.

Глазное яблоко отделено от остальной части глазницы плотным фиброзным влагалищем — теноновой капсулой (фасцией), позади которой находится жировая клетчатка. Под жировой клетчаткой скрыт капиллярный слой

Конъюнктива — соединительная (слизистая) оболочка глаза в виде тонкой прозрачной плёнки покрывает заднюю поверхность век и переднюю часть глазного яблока поверх склеры до роговицы (образует при открытых веках — глазную щель). Обладая богатым сосудисто-нервным аппаратом, конъюнктива реагирует на любые раздражения (конъюнктивальный рефлекс, см. Зрительная система).

Собственно глаз, или глазное яблоко (лат. bulbus oculi), — парное образование неправильной шарообразной формы, расположенное в каждой из глазных впадин (орбит) черепа человека и других животных.

Внешнее строение человеческого глаза

Для осмотра доступен только передний, меньший, наиболее выпуклый отдел глазного яблока — роговица, и окружающая его часть (склера); остальная, большая, часть залегает в глубине глазницы.

Глаз имеет не совсем правильную шарообразную (почти сферическую) форму, диаметром примерно 24 мм. Длина его сагиттальной оси в среднем равна 24 мм, горизонтальной — 23,6 мм, вертикальной — 23,3 мм. Объём у взрослого человека в среднем равен 7,448 см3. Масса глазного яблока 7—8 г.

Размер глазного яблока в среднем одинаков у всех людей, различаясь лишь в долях миллиметров.

В глазном яблоке различают два полюса: передний и задний. Передний полюс соответствует наиболее выпуклой центральной части передней поверхности роговицы, а задний полюс располагается в центре заднего сегмента глазного яблока, несколько снаружи от места выхода зрительного нерва.

Линия, соединяющая оба полюса глазного яблока, называется наружной осью глазного яблока. Расстояние между передним и задним полюсами глазного яблока является его наибольшим размером и равно примерно 24 мм.

Другой осью в глазном яблоке является внутренняя ось — она соединяет точку внутренней поверхности роговицы, соответствующую её переднему полюсу, с точкой на сетчатке, соответствующей заднему полюсу глазного яблока, её размер в среднем составляет 21,5 мм.

При наличии более длинной внутренней оси лучи света после преломления в глазном яблоке собираются в фокусе впереди сетчатки. При этом хорошее зрение предметов возможно только на близком расстоянии — близорукость, миопия.

Если внутренняя ось глазного яблока относительно короткая, то лучи света после преломления собираются в фокусе позади сетчатки. В этом случае видение вдаль лучше, чем вблизи, — дальнозоркость, гиперметропия.

Наибольший поперечный размер глазного яблока у человека в среднем равен 23,6 мм, а вертикальный — 23,3 мм. Преломляющая сила оптической системы глаза(при покое аккомодации (зависит от радиуса кривизны преломляющих поверхностей (роговица, хрусталик — передняя и задняя поверхности обоих, — всего 4) и от отстояния их друг от друга) составляет в среднем 59,92 D.

Для рефракции глаза имеет значение длина оси глаза, то есть расстояние от роговицы до жёлтого пятна; оно составляет в среднем 25,3 мм (Б. В. Петровский). Поэтому Рефракция глаза зависит от соотношения между преломляющей силой и длиной оси, что определяет положение главного фокуса по отношению к сетчатке и характеризует оптическую установку глаза. Различают три основные рефракции глаза: «нормальную» рефракцию (фокус на сетчатке), дальнозоркость (за сетчаткой) и близорукость (фокус спереди кнаружи).

Выделяют также зрительную ось глазного яблока, которая простирается от его переднего полюса до центральной ямки сетчатки.

Линия, соединяющая точки наибольшей окружности глазного яблока во фронтальной плоскости, называется экватором. Он находится на 10—12 мм позади края роговицы. Линии, проведённые перпендикулярно экватору и соединяющие на поверхности яблока оба его полюса, носят название меридианов. Вертикальный и горизонтальный меридианы делят глазное яблоко на отдельные квадранты.

Внутреннее строение глазного яблока

Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, представляющее его прозрачное содержимое — стекловидное тело, хрусталик, водянистая влага в передней и задней камерах.

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.

Наружная — очень плотная фиброзная оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi), к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока, выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части — роговицы, и задней непрозрачной части белесоватого цвета — склеры.

Средняя, или сосудистая, оболочка глазного яблока (tunica vasculosa bulbi), играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом (богатые пигментом клетки хориоидеи препятствуют проникновению света через склеру, устраняя светорассеяние).

Она образована радужкой, ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой. В центре радужки имеется круглое отверстие — зрачок, через которое лучи света проникают внутрь глазного яблока и достигают сетчатки (величина зрачка изменяется (в зависимости от интенсивности светового потока: при ярком свете он у́же, при слабом и в темноте — шире) в результате взаимодействия гладких мышечных волокон — сфинктера и дилататора, заключённых в радужке и иннервируемых парасимпатическим и симпатическим нервами; при ряде заболеваний возникает расширение зрачка — мидриаз, или сужение — миоз). Радужка содержит различное количество пигмента, от которого зависит её окраска — «цвет глаз».

Внутренняя, или сетчатая, оболочка глазного яблока (tunica interna bulbi), — сетчатка — это рецепторная часть зрительного анализатора, здесь происходит непосредственное восприятие света, биохимические превращения зрительных пигментов, изменение электрических свойств нейронов и передача информации в центральную нервную систему.

С функциональной точки зрения оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: рефракционный (светопреломляющий) и аккомодационный (приспособительный), формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный (рецепторный) аппарат.

Светопреломляющий аппарат

Светопреломляющий аппарат глаза представляет собой сложную систему линз, формирующую на сетчатке уменьшенное и перевёрнутое изображение внешнего мира, включает в себя роговицу (диаметр роговицы — около 12 мм, средний радиус кривизны — 8 мм), камерную влагу — жидкости передней и задней камер глаза (периферия передней камеры глаза, так называемый угол передней камеры (область радужно-роговичного угла передней камеры), имеет важное значение в циркуляции внутриглазной жидкости), хрусталик, а также стекловидное тело, позади которого лежит сетчатка, воспринимающая свет.

То, что мы ощущаем мир не перевёрнутым, а таким, какой он есть на самом деле, связано с обработкой изображения в мозге. Опытами, начиная с опытов Стрэттона в 1896—1897 годах,показано, что человек может за несколько дней адаптироваться к перевёрнутому изображению (то есть прямому на сетчатке), даваемому инвертоскопом, однако, после его снятия, мир также в течение нескольких дней будет выглядеть перевёрнутым.

Аккомодационный аппарат

Аккомодационный аппарат глаза обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке, а также приспособление глаза к интенсивности освещения. Он включает в себя радужку с отверстием в центре — зрачком — и ресничное тело с ресничным пояском хрусталика.

Фокусировка изображения обеспечивается за счёт изменения кривизны хрусталика, которая регулируется цилиарной мышцей. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет, настраиваясь на видение близко расположенных объектов. При расслаблении мышцы хрусталик становится более плоским, и глаз приспосабливается для видения удалённых предметов.

Так же в фокусировке изображения принимает участие и сам глаз в целом. Если фокус находится за пределами сетчатки — глаз (за счёт глазодвигательных мышц) немного вытягивается (чтобы видеть вблизи). И наоборот округляется, при рассматривании далёких предметов. Теория, выдвинутая Бейтс, Уильям Горацио в 1920 г. впоследствии опровергнутая многочисленными исследованиями.

Зрачок представляет собой отверстие переменного размера в радужке. Он выполняет роль диафрагмы глаза, регулируя количество света, падающего на сетчатку.

При ярком свете кольцевые мышцы радужки сокращаются, а радиальные расслабляются, при этом зрачок сужается, и количество света, попадающего на сетчатку уменьшается, это предохраняет её от повреждения. При слабом свете наоборот сокращаются радиальные мышцы, и зрачок расширяется, пропуская в глаз больше света.

Рецепторный аппарат

Рецепторный аппарат глаза представлен зрительной частью сетчатки, содержащей фоторецепторные клетки (высокодифференцированные нервные элементы), а также тела и аксоны нейронов (проводящие нервное раздражение клетки и нервные волокна), расположенных поверх сетчатки и соединяющиеся в слепом пятне в зрительный нерв.

Сетчатка также имеет слоистое строение. Устройство сетчатой оболочки чрезвычайно сложное. Микроскопически в ней выделяют 10 слоёв. Самый наружный слой является свето-(цвето-)воспринимающим, он обращён к сосудистой оболочке (вовнутрь) и состоит из нейроэпителиальных клеток — палочек и колбочек, воспринимающих свет и цвета (у человека световоспринимающая поверхность сетчатки очень мала — 0,4-0,05 мм, следующие слои образованы проводящими нервное раздражение клетками и нервными волокнами).

Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней и задней камеры, хрусталик и стекловидное тело, пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток — палочек и колбочек.

В них протекают фотохимические процессы, обеспечивающие цветовое зрение (подробнее см. Цвет и Цветоощущение). Сетчатка позвоночных анатомически «вывернута наизнанку», поэтому фоторецепторы расположены в задней части глазного яблока (конфигурацией «задом наперёд»). Чтобы достичь их, свету необходимо пройти через несколько слоёв клеток.

Областью наиболее чувствительного (центрального) зрения в сетчатке является жёлтое пятно с центральной ямкой, содержащей только колбочки (здесь толщина сетчатки до 0,08­-0,05 мм). В области жёлтого пятна сосредоточена также основная часть рецепторов, ответственных за цветовое зрение (цветоощущение).

Световая информация, которая попадает на жёлтое пятно, передаётся в мозг наиболее полно. Место на сетчатке, где нет ни палочек, ни колбочек, называется слепым пятном; оттуда зрительный нерв выходит на другую сторону сетчатки и далее в мозг.

Как устроен глаз человека?

Как устроен глаз человека?

Интересные факты про глаза

Самый необычный и интересный факт про глаза и зрение состоит в том, что человек видит окружающий мир не глазом, а мозгом, функцией глаза является исключительно сбор необходимой информацию об окружающем мире со скоростью 10 единиц информации в секунду.

Собираемая глазами информация передается в перевернутом виде (данный факт был впервые установлен и исследован в 1897 году американским психологом Джорджем Стреттоном (George Malcolm Stratton) и называется инвертирование) через оптический нерв в головной мозг, где в зрительной коре анализируется мозгом и визуализируется в завершенной форме.

Размытое или нечеткое зрение нередко вызвано не проблемами глаз, а затрудненностью восприятия зрительной корой головного мозга.

Человек – единственное существо на планете, имеющее белки.

Человеческая сетчатка содержит около 100 млн клеток, которые чувствительны к тусклому свету, и около 7 млн клеток, чувствительных к цвету.

Колбочки и палочки глаза Человеческий глаз содержит два рода клеток – колбочки и палочки. Колбочки видят при ярком освещении и различают цвета, чувствительность палочек чрезвычайно мала.

В темноте палочки способны приспособиться к новой обстановке, благодаря им у человека появляется ночное зрение. Индивидуальная чувствительность палочек каждого человека позволяет видеть в темноте в разной степени.

В глазной впадине видно лишь 16% яблока.

Глазное яблоко Глазное яблоко взрослого человека составляет в диаметре ~24 миллиметра, вес – 8 грамм. Интересный факт: данные параметры одинаковы практически у всех людей. В зависимости от индивидуальных особенностей строения организма они могут различаться на доли процента. У новорожденного ребенка диаметр яблока ~18 миллиметров при весе ~3 грамма.

Извивающиеся частички в глазах именуются плавающими помутнениями. Плавающие помутнения – тени, отбрасываемые на сетчатку микроскопическими нитями белка.

Радужная оболочка глаз Радужная оболочка глаз человека содержит 256 уникальных характеристик (отпечатки пальцев – 40) и повторяется у двух людей с вероятностью 0,002%. Используя данный интересный факт, таможенные службы Великобритании и США приступили к внедрению в службах паспортного контроля идентификацию по радужной оболочке.

Роговица глаза – единственная часть тела человека, не снабжаемая кислородом через кровеносную систему. Клетки роговицы получают растворенный в слезах кислород напрямую из воздуха.

Роговицы глаз человека и акулы схожи по строению. Используя данный интересный факт, хирурги применяют роговицы акулы при операциях в качестве заменителя.

Хрусталик глаза фокусируется Каждый раз при смене взгляда хрусталик меняет фокус. Самому совершенному фотообъективу требуется 1,5 секунды для смены фокуса, хрусталик глаза меняет фокусировку перманентно, сам процесс происходит неосознанно. Ежесекундно хрусталик фокусируется на 50 предметах.

Глаз, поворачиваясь при помощи шести мышц, обеспечивающих его необычную подвижность, безостановочно совершает прерывистые движения. Плавные движения совершаются исключительно при наблюдении за движущимся объектом.

Глазные мышцы – наиболее активные среди всех мышц человеческого организма.

При взгляде на человека, к которому испытывается чувство влюбленности, зрачки расширяются на 45 %.

Чихание Чихнуть с открытыми глазами невозможно. Существует две гипотезы, объясняющие данный необычный факт. Первая гипотеза предполагает, что данным образом организм защищает глаза от микробов и бактерий, вылетающих при чихании. Вторая гипотеза объясняет данный факт рефлекторным поведением организма: при чихании сокращаются мышцы носа и лица (заставляющие глаза закрываться).

Отдельные люди чихают при попадании яркого света в глаза.

Дальтонизм – дефект цветового зрения, названный в честь английского химика Джона Дальтона (John Dalton), который не видел красный цвет. При рождении все дети являются дальтониками. 8,3% взрослых мужчин являются дальтониками.

Глаз человека способен воспринять семь основных цветов: синий, оранжевый, красный, желтый, зелёный, голубой, фиолетовый.

При этом глаз человека воспринимает до ста тысяч оттенков данных цветов, из которых оттенков серого – 500. Следует помнить про факт из области физики: «чистыми» цветами являются лишь три: зеленый, красный, синий. Остальные четыре цвета являются сочетанием первых трех

2 % женщин подвержены редкой генетической мутации, при которой у женщин существует дополнительная колбочка сетчатки, что позволяет им воспринимать до 100 миллионов цветов.

Глаза древних египтян В Древнем Египте макияж носили как женщины, так и мужчины. Краска для век глаз изготавливалась из меди (зеленая краска) и свинца (краска черного цвета). Древние египтяне верили, что данный макияж обладает лечебными свойствами. Макияж использовался, в первую очередь, для защиты от солнечных лучей и лишь во вторую – в качестве украшения.

Не все пираты, использовавшие повязку на глаза, были инвалидами. Повязка одевалась незадолго до атаки для быстрой адаптации зрения к бою на палубе и под ней. Один глаз у пиратов привыкал к яркому свету, другой к тусклому освещению. Повязка менялась по мере необходимости и условий боя.

При потирании глаз человек видит вспышки света под веками. Явление называется фосфен.

Фосфен – зрительные ощущения, необычные эффекты, появляющиеся у человека без воздействия света на глаз. Эффекты представляют собой светящиеся точки, фигуры, звезды, вспышки в глазах в темноте.

Невозможный цвет – медицинский термин, означающий слишком необычный и сложный для восприятия цвет.

Житель Ливерпуля (Великобритания) Джон Дойл (John Doyle) в состоянии выпучить глаза из орбит на 14 миллиметров. Интересный факт состоит в том, что он умеет не только выпучивать глаза, но и управлять ими в такт музыке.

В 2002 года в Голландии официальная медицина разрешила пирсинг глазного яблока, в которое вживляется украшение из драгоценных металлов и/или камней. Цена процедуры составляет € 750.

Наиболее сильный ущерб глазам наносит использование косметики.

Если поместить две половинки целлулоидных шариков для пинг-понга на глаза и смотреть сквозь них на красный цвет, слушая радио, настроенное на помехи, появляются яркие и сложные галлюцинации, именуемые процедурой Ганцфельда (Ganzfeld procedure).

Сиамские близнецы из Канады, Татьяна и Криста Хоган (Tatiana, Krista Hogan), имеют общий таламус (область головного мозга, отвечающая за перераспределение информации от органов чувств к коре головного мозга), благодаря чему они могут видеть глазами друг друга.

Астронавты космических миссий Аполлон утверждали, что наблюдали полосы света и вспышки при закрытых глазах. Данный интересный факт объясняется космической радиацией, облучающей сетчатку астронавтов вне магнитосферы Земли.

Пропускная способность канала, передающая информацию от глаза к мозгу, сопоставима с мощностью канала единственного интернет-провайдера города с населением ~300000 человек.

Необычный метод диагностики радужной оболочки в нетрадиционной медицине называется иридодиагностика.

Иридодиагностика – метод в нетрадиционной медицине, предполагающий проведение диагностики болезней обследованием радужной оболочки глаза. Последователи метода утверждают – заболевания различных органов приводят к изменению рисунка радужной оболочки.

Пространство лобной кости между глазами называется Глабелла.

Если человеку залить холодную воду в ухо, его глаза переместятся в направлении противоположного уха. Если человеку залить в ухо теплую воду, его глаза переместятся к тому же уху. Данный тест называется «калорическая проба» и широко применяется для диагностирования повреждений мозга.

Отмечено, когда люди видят изображение (фотографию, рисунок) глаза, они ведут себя более ответственно, соблюдают правила поведения. Данный интересный факт был установлен исследователями Ньюкаслского университета (University of Newcastle upon Tyne, Великобритания).

На протяжении 30 дней в столовой университета в случайных местах, на уровне глаз зрителя устанавливались плакаты с изображением человеческих лиц с выразительным взглядом. При наличии данных плакатов студенты чаще убирали за собой с обеденных столов, вели себя более сдержанно. При установке плакатов с нейтральными изображениями, на которых отсутствовали глаза, поведение студентов не отличалось от обычного.

Покемон Пикачу Пикачурин – белок, участвующий в передаче сигналов между ленточными синапсами фоторецепторов глаза и дендритам. Пикачурин, открытый и исследованный японским ученым Шигеру Сато (Shigeru Sato) в 2008 году, назван в честь покемона Пикачу, способного перемещаться с молниеносной скоростью.

Впрочем, у пикачурина есть и вполне научное название – EGFLAM (EGF-like, fibronectin type-III and laminin G-like domain-containing protein).

Интересный факт о применении очков: изготовленные из плоских пластинок дымчатого кварца затемненные очки начали применять в Китае в XII веке. Однако очки не использовались для защиты от солнечного света, их предназначением являлось скрытие взгляда от посторонних. В Китае же, при заседании суда, судьи всегда надевали затемненные очки, чтобы не демонстрировать эмоции, передаваемые выражением глаз.

Источник