Как устроено наше зрение: простыми словами о сложном

Значение зрения в жизни человека переоценить невозможно, ведь больше всего информации об окружающем мире мы получаем при помощи глаз. Не зря наши предки про что-то очень ценное говорили «Берегу как зеницу ока». Но чтобы понимать, как правильно заботиться о здоровье глаз, важно знать ключевые особенности их строения и механизмы работы. Об этом в статье и поговорим.

Как устроено глазное яблоко?

Описывая строение органа зрения, мы будем двигаться от его наружного края к внутренним структурам. Итак, глаз состоит из:

• Склеры — защитная оболочка, собранная из прочных коллагеновых волокон. Покрывает практически все глазное яблоко. 
• Роговица — тонкий прозрачный «экран» перед зрачком и радужкой. Она не имеет кровеносных сосудов, зато может получать кислород напрямую из воздуха. Благодаря особенностям строения роговицы возможно изменять ее кривизну при помощи лазерной коррекции зрения.
• Радужка — часть сосудистой оболочки. Имеет мышцы, сокращение и расслабление которых изменяет диаметр зрачка — отверстия в центре радужки. 
• Хрусталик — эластичная двояковыпуклая линза, в которой преломляются лучи, прошедшие через зрачок.
• Сетчатка — внутренняя стенка глазного яблока, на которой сконцентрированы светочувствительные клетки.
• Мышцы — обеспечивают движение и координацию глазных яблок, а также аккомодацию — изменение кривизны хрусталика.
  
  

Перечислены не все структуры, имеющиеся в глазу человека. Но для упрощенного объяснения механизма зрительной функции этого достаточно.

Почему мы видим?

Чтобы увидеть предмет, глаз должен уловить исходящий от него свет. Не обязательно он должен светиться сам — достаточно отраженных от поверхности лучей. Причем, большинство предметов отражают не весь спектр, а только часть — иначе мир вокруг казался бы белым.

Попав в глаз, луч проходит через роговицу и зрачок. Последний регулирует количество света, проникающего внутрь глазного яблока. Чем лучше освещение вокруг человека, тем уже зрачок, а чем хуже — тем он шире. Механизм этот срабатывает рефлекторно. Он нужен одновременно и для защиты сетчатки от яркого света, и для улучшения зрения в сумерках.

Далее луч проходит через хрусталик и преломляется.
 

Благодаря его строению и механизму аккомодации зрение способно подстраиваться под удаленность предмета от наблюдателя. Происходит аккомодация за счет изменения формы хрусталика. При взгляде человека вдаль цилиарная мышца начинает расслабляться, а циннова связка, наоборот, напрягается, натягивая капсулу хрусталика. Вытянутая форма хрусталика снижает преломляющую силу глаза, позволяя световым лучам точно фокусироваться на сетчатке и обеспечивает хорошее видение вдаль.

Работа аккомодации вызывает напряжение цилиарной мышцы и расслабление цинновой связки, при этом эластичный хрусталик, становится более выпуклой формы. Этим самым, создаются условия для фокусирования на сетчатке изображений объектов, которые находятся на близком расстоянии.

У людей с нормальным зрением в процессе аккомодации лучи фокусируются на сетчатке. Их улавливают фоторецепторы, которые делятся на два вида:

• Палочки. Обладают высокой светочувствительностью и помогают различать оттенки серого.
• Колбочки. Позволяют распознавать отдельные цвета. Бывают трех типов: S, M и L. Первые хорошо воспринимают фиолетово-синие оттенки, вторые — зелено-желтые, третьи — желто-красные части спектра.
  
  

Фоторецепторы передают сигнал зрительным нервам, которые доставляют полученную информацию в мозг. 

Особенности зрения человека

Когда мы рассматриваем мир вокруг, то видим четкую и полноцветную картинку. В ее создании участвуют не только глаза, а вся зрительная система человека. Давайте узнаем, благодаря каким механизмам в мозгу строится полное, целостное и точное изображение:

• Бинокулярное зрение. Из-за того, что мы смотрим двумя глазами, зрительный центр получает два немного различающихся изображения. Анализируя отличия, мозг «рисует» объемную картинку, по которой мы понимаем взаимное расположение предметов и их удаленность. Главное, чтобы движения глазных яблок были скоординированы между собой.
  
  
• Правильная ориентация видимой картинки. Согласно оптическим механизмам, изображение, прошедшее через двояковыпуклую линзу, переворачивается. Так что, на сетчатке окружающая действительность выглядит перевернутой — младенцы какое-то время так и видят. У взрослого человека мозг «переворачивает» картинку.
  
  
• Игнорирование «слепого пятна». Из-за особенностей строения сетчатки на ней есть участок, не имеющий фоторецепторов. Свет, попадающий в это место, улавливать нечему, и итоговое изображение в теории должно иметь заметный пробел. На практике же зрительный центр дорисовывает картинку, ориентируясь на данные, полученные другим глазом.
  
  

Последний механизм построения изображения легко проверить. Нарисуйте на белом листе бумаги небольшие кружок и крестик, расположив их горизонтально на одном уровне, но на некотором удалении друг от друга. 

Расположите лист прямо перед лицом. Закройте правый глаз и смотрите левым на фигуру справа (крестик), периферическим зрением наблюдая за кругом. Медленно двигая лист вперед и назад, найдите положение, при котором круг исчезнет. Это значит, что его изображение попало на «слепое пятно», а мозг «дорисовал» картинку, опираясь на соседние области.

Заболевания глаз с точки зрения анатомии

Выше мы описывали нормальное строение человеческого глаза, при котором он «работает» без ошибок и передает максимально точную и детальную картину действительности. Но бывают нарушения зрения, когда изображение каким-то образом искажается.

Давайте рассмотрим анатомические механизмы самых распространенных заболеваний:

• Близорукость. Наблюдается, когда лучи фокусируются не на сетчатке, а перед ней. Чаще всего это происходит, когда глазное яблоко слишком вытянуто. Близорукие люди хуже видят объекты, расположенные далеко. 
• Дальнозоркость. Нарушение, противоположное близорукости. Такие люди хуже видят вблизи, вдали так же зачастую видят нечетко, из-за того, что глазное яблоко слишком уплощено, а лучи фокусируются за сетчаткой. У детей младше семи лет дальнозоркость является физиологической нормой, обусловленной строением глаза, и проходит по мере роста ребенка.
• Астигматизм. При этом нарушении картинка словно раздваивается из-за того, что свет фокусируется не в одной точке, а в нескольких. Обусловлен астигматизм неправильной формой роговицы.
• Катаракта. Иными словами — помутнение хрусталика. Он уже не идеально прозрачен, потому человек смотрит словно сквозь туман.
• Глаукома.Заболевание, при котором повышается глазное давление. Из-за него постепенно отмирают волокна зрительного нерва, а пациент отмечает сужающиеся поля зрения. Без лечения глаукома ведет к полной слепоте.
• Дальтонизм. Для восприятия полного цветового спектра людям нужны три вида колбочек. Но если по каким-то врожденным причинам колбочки одного, двух или даже трех типов в глазу отсутствуют, цветовое восприятие искажается.
• Косоглазие. Проблема вызвана раскоординированностью движений глазных мышц. У пациентов наблюдаются проблемы с восприятием расстояния, двоение картинки, головные боли. В отдельных случаях один глаз может «выключится» из зрительного восприятия, что непременно приведет к ухудшению зрения.
  
  

Понимая строение глазного яблока и механизм работы зрительной системы в целом, врачи сумели разработать способы решения большинства проблем со зрением. Но профилактика всегда лучше любого лечения, так что не забывайте делать специальную гимнастику, вовремя проходите диагностику у офтальмолога и носите только подходящие очки и линзы.