Ako sú oči človeka. Ako ľudské oko

Oko je komplexný a veľmi jemný mechanizmus. Jeho robot stále biológovia úplne nerozumie. Aj keď sa veda neustále snaží vytvoriť niečo podobné ľudskému oku. Niekedy to naozaj dopadá. Teraz má veľa ľudí určité zariadenie, ktoré vo funkciách, práci a štruktúre je podobné ľudskému oku - je to kamera a videokamera. Čo je podobné medzi týmito zariadeniami a našim okom? Teraz to zistíme.

Tvar ľudského oka pripomína nepravidelný guličku s priemerom 2,5 cm a vo vede je nazývaný očný pohľad. Keď vidíme niečo, do nášho oka vchádza svetlo. Toto svetlo nie je nič iné ako odraz toho, na čo sa pozeráme. Svetlo vstupuje do podoby signálov na zadnej časti oka - sietnice. Sieťka pozostáva z mnohých vrstiev, ale jej hlavnými časťami sú tyče a kužele.

Je to na sietnici, že informácie sú spracované, ktoré sme videli, a to je cez to, že signál je prenášaný do mozgu. Aby sa sietnica mohla sústrediť na potrebný predmet v oku, existuje takzvaná šošovka. Je umiestnený pred očnou guľou a je prirodzene bikonvexný v štruktúre a tvare. Objektív zameriava informácie na požadovaný predmet. Vo všeobecnosti, šošovka - jeden z najzložitejších a "chytrých" častí oka. Vlastní ubytovanie - schopnosť zmeniť svoju polohu, veľkosť a refrakčný výkon pre lepšie zameranie. Objektív mení zakrivenie v závislosti od situácie - ak potrebujeme vidieť objekty s blízkymi rozmermi, objektív zväčšuje zakrivenie, láka svetlo viac a stáva sa konvexným. Pomáha vidieť všetky detaily na najmenších detailoch.

Ak sa pozrieme na objekty, ktoré sú ďaleko, objektív sa stáva plochý a znižuje jeho refrakčný výkon. Dokáže to všetko vďaka žľazovému svalu. Ale samozrejme, šošovka sama o sebe nemôže zvládnuť - sklo to pomáha.
Táto látka zaberá 2/3 očnej gule a pozostáva z želatínového tkaniva. Telo sklovca, okrem lomu svetla, tiež poskytuje oko tvaru a nestlačiteľnosti. Svetlo vstupuje do objektívu cez žiak. To je vidieť v zrkadle - to je najčernejší okruh v centrálnej časti našich očí. Žiak môže zmeniť svoj priemer a podľa toho riadiť množstvo prichádzajúceho svetla. To mu pomáha svaly dúhovky. Vidíme to ako kruh okolo žiaka a ako vieme, táto časť oka môže mať rôzne farby, to sú pigmentové bunky dúhovky, ktoré to určujú.

Takže žiak mení svoju veľkosť v závislosti od množstva svetla nasmerovaného na ňu. Ak sledujete oči v zrkadle, môžete vidieť veľa zaujímavých vecí. Ak sa naše oko pozerá na jasné svetlo - žiak sa zužuje a tým nedovoľuje, aby jasné svetlo vo veľkom počte padlo na sietnicu.

Ak je okolo tmy - žiak sa rozširuje. Tento čierny kruh teda nezhoršuje náš zrak. Blejka sa nachádza pred očkom - je to proteínová škrupina s priemerom 0,3-1 mm. Táto vrstva očnej gule sa skladá z proteínových vlákien a buniek kolagénu. Sclera chráni oči a vykonáva funkciu podpory. Jeho farba je biela s určitým mliečnym odtieňom, len v strednej časti prechádza do rohovky - priehľadný film.

Rohovka je umiestnená nad žiakom a dúhovkou a je v ňom, že svetlo je lámané na samom začiatku. Pod proteínovým puzdrom je choroid, v ktorom sú žiak a dúhovka umiestnené. Tu prechádzajú tenké krvné kapiláry, cez ktoré oko dostáva potrebné látky z krvi.

Za vaskulárnou vrstvou je ciliárne telo, ktoré prispôsobuje ciliárny sval, čo znamená, že v ňom dochádza k zakriveniu svetla. Medzi týmito obalmi sú medzery, sú naplnené svetlom odolnou transparentnou tekutinou, ktorá vyživuje oko.

Vonkajšie časti oka sú očné viečka - dolné a horné. V nich sú slzné žľazy, ktorými sa oko očistí a chráni pred skvrnami. Pod viečkami sú svaly. Existujú iba 3 páry a všetci sa zapájajú do pohybu oka - niektorí posúvajú oko zľava doprava, iní hore a dole a iní - otáčajú ho pozdĺž osi. Tieto svaly tiahnu oko dopredu, keď človek skúma niečo blízko a okolo to pri pohľade.

Všetko je veľmi harmonické a absolútne všetky časti oka sú zapojené do procesu zamerania. Ak sa niečo nie je v poriadku s optickým zariadením, objavujú sa také ochorenia, ako je krátkozrakosť a dychtivosť. V týchto ochoreniach videnia svetlo padajúce do oka nespadá na sietnicu, ale na oblasť pred ňou alebo za ňou. Pri takých zmenách v optickom systéme sa oči blízkych alebo vzdialených objektov rozmazávajú.

Myopia sa vyznačuje preťahovaním skléry smerom dopredu a dozadu a očná guľa má tvar elipsy. Prostredníctvom toho došlo k rozšíreniu osi a svetlo nie je zamerané na sietnicu, ale pred ňou. Osoba s týmto ochorením nosí okuliare so šošovkami na zníženie lomu svetla značkou mínus, keďže všetky odstránené objekty nie sú úplne jasné. Dočasne, naopak, všetky informácie padajú za sietnicu a samotné jablko sa skráti. Pri ďalekosiahlej pozornosti pomáhajú len okuliare s znamienkom plus.

Takže keď sme zvážili všetky hlavné časti oka a uvedomili si, ako fungujú, môžeme nakresliť niektoré závery - svetelný lúč cez očnú rohovku zasiahne sietnicu, prechádza sklom a šošovkou, padá na kužele a tyčinky, ktoré spracúvajú informácie.

Zaujímavé je, že obraz, ktorý padá na sietnicu, nie je vôbec to, čo vidíte. Je zmenšená a obrátená. Prečo vidíme svet správne? Náš mozog robí všetko, keď dostane informácie, analyzuje ich a robí potrebné opravy a zmeny. Ale začíname vidieť všetko, pretože je to potrebné len za 3 týždne.

Dojčatá, až do tohto veku, vidia všetko hore nohami, až potom mozog začne otáčať všetko podľa potreby. Mimochodom, na túto tému bolo veľa práce a bolo vykonaných veľa experimentov. Napríklad, ak človek nosí okuliare, ktoré sa obrátia všetko okolo - prvýkrát, človek je úplne stratený vo vesmíre, ale čoskoro mozog zvyčajne vníma zmeny a nové koordinačné zručnosti. Po odstránení takýchto okuliarov človek znova nevie pochopiť, čo sa stalo a opäť obnovuje vizuálnu koordináciu a opäť vidí všetko správne. Takéto schopnosti nášho vizuálneho aparátu a vizuálneho centra mozgu opäť dokazujú flexibilitu a zložitosť štruktúry všetkých systémov ľudského tela.

Oči - jeden z hlavných nástrojov pre osobu získať informácie o svete. Z 80 na 90 percent pocitov si ľudia vďaka vízii dajú.

Pomocou očí osoba rozpozná tvar a farbu predmetov a môže sledovať ich pohyb v priestore. Bez vízie je život v modernom svete dosť ťažký: veľká časť prichádzajúcich informácií je určená na vizuálne vnímanie. Zariadenie ľudského oka umožňuje, aby bol jedným z najpokročilejších optických prístrojov.

Čo vidíme?

Funkcia videnia u ľudí sa vykonáva nielen oči - spárovaný orgán umiestnený v obežných dráhach lebky. Štruktúra vizuálneho analyzátora zahŕňa aj optický nerv a celý systém pomocných systémov: očné viečka, slzné žľazy a svaly očnej bulvy.

Mimochodom, tieto sú považované za najrýchlejšie svaly v ľudskom tele. Aj keď je pohľad zameraný na jeden bod, v jednej sekunde tieto svaly umožňujú oči vykonať viac ako sto simultánnych pohybov.

Za oko, v dutine obežnej dráhy, existuje druh "pufra" tukového tkaniva a uzavretá časť očnej gule chráni spojivku - sliznicu oka, prenikanú krvnými cievami.

Oko všetkých ľudí má približne rovnakú veľkosť. Od narodenia je približne zdvojnásobená.

Ako vidíme?

Ľudské oko je komplexný optický systém pozostávajúci z niekoľkých šošoviek a špeciálneho snímača, ktorý vníma obraz.

Po prvé, svetelné lúče vstupujú do žiakov, ktoré sa nachádzajú za rohovkou oka, ktorá je prvou šošovkou systému.

Žiak je analóg diafragmy vo fotoaparáte. Nachádza sa v strede dúhovky a je schopný zužovať a roztiahnuť, pričom nastavuje intenzitu svetelného toku vstupujúceho do oka.

Žiak je schopný vynechať len tie svetelné lúče, ktoré sú umiestnené priamo pred ním, a pigment duhovky si zachováva bočné lúče, ktoré môžu spôsobiť skreslenie obrazu.

šošovka

Svetelné lúče, ktoré prešli žiakom, sú lúčom - druhou šošovkou oka. Tvar šošovky je možné meniť pomocou špeciálneho svalu.

Ak sa chcete sústrediť na bližšie objekty, sval je napnutý a objektív sa stáva viac konvexný. Ak je potrebné zaostrenie na vzdialené objekty, uvoľní sa svalstvo a šošovka zostane plochá. Tento proces sa nazýva ubytovanie.

V prípade jeho porušenia v dôsledku slabosti svalov objektív sa vyvíja krátkozrakosť  (neschopnosť rozlíšiť vzdialené objekty) a hyperopia  (ťažkosti s rozlíšením objektov s veľkým odstupom)

Za šošovkou je sklovité telo. Zameriava takmer na celú dutinu oka na samotnú sietnicu a poskytuje elasticitu očnej gule.

Prijímač - sietnica

Po zaostrení šošovky svetelných lúčov padajú na sietnicu - určitú konkávnu obrazovku, ktorá je premietaná obráteným obrázkom toho, čo videl.

Vonkajšia vrstva sietnice sa skladá z dvoch typov špeciálnych buniek: prúty, ktoré vnímajú svetlo, a kužeľov, ktoré rozpoznávajú farby. Pomocou chemických procesov je stimulácia týchto buniek svetlom zakódovaná do nervového impulzu, ktorý sa prenáša do mozgu.

Najcitlivejšou časťou sietnice, ktorá umožňuje rozlíšiť farby a malé detaily predmetov, je žltá škvrna alebo makula, ktorá sa nachádza v jej strede.

Na sietnici je slepá škvrna - pozemok úplne bez tyčí a kužeľov. Tu optický nerv vychádza zo sietnice, čo prekladá kódovaný obraz do mozgu, kde je konečne spracovaný a interpretovaný.

Ochorenie očí

Ochorenie očí je dosť veľa. Niektoré z nich sú spôsobené poruchami v oku, zvyšok postihuje oči v prípade všeobecných ochorení a následkov zlého životného štýlu: cukrovka, problémy s funkciou endokrinných žliaz, hypertenzia, konzumácia alkoholu atď.

Oči - jeden z hlavných nástrojov pre osobu získať informácie o svete. Tento spárovaný orgán je komplexný systém dvoch šošoviek a receptorového zariadenia - sietnice.

Zhoršenie zraku je jedným z dôsledkov nezdravého životného štýlu.

Zrak a sluch sú oveľa lepšie vyvinuté u ľudí ako zápach. Fotosenzitívne bunky a bunky, ktoré zachytávajú zvuky, sa zhromažďujú od nás, rovnako ako všetky veľmi rozvinuté zvieratá, v špeciálnych orgánoch - oči a uši.

Rovnako ako fotoaparát, naše oko má "okenko na šošovky" (rohovka), clonu (clonu), "nastaviteľnú šošovku" (šošovku) a fotosenzitívnu vrstvu "(sietnica, ležiaca v hĺbke oka). Retinálne bunky posielajú signály cez optický nerv do mozgovej kôry.

V ľudskom oku existujú dva typy fotosenzitívnych buniek: prúty a kužele. Tyčinky rozlišujú medzi tmavo a svetlo. Kužele vnímajú farbu. Bunky oboch typov sú umiestnené na sietnici - tenká vnútorná cieva preniknutá krvnými cievami očnej gule. Vo všeobecnosti sa oko pozostáva z niekoľkých hustých vrstiev spojivového tkaniva, ktoré jej dávajú tvar.

Vďaka šošovke sa všetko, čo vidíme, odráža na sietnici obrátene. Mozog však koriguje skreslený obraz. Vo všeobecnosti sa ľahko prispôsobuje všetkému. Mali by niekto premýšľať o tom, že bude stáť na hlave celé týždne, skôr namiesto obrátených obrázkov znova uvidí normálne obrazy "postaviť na nohy".


1. Optický nerv; 2. svalovina; 3. čelná kosť; 4. rohovka; 5. Svaly

Predná časť očnej gule - rohovka - je priehľadná ako sklo: prenáša svetlo do oka. Potom je svetlo zachytené "bránicou" oka - dúhovka - a zhromaždené v lúči. Pigmentové bunky dúhovky poskytujú oči určitú farbu. Ak je veľa pigmentu, oči sú hnedé, ak sú malé alebo vôbec žiadne - v zelenošedých a modrých tónoch. Potom svetlo preniká do žiaka - diera v dúhovke, obklopená dvoma malými svalmi. Pri jasnom svetle jeden sval zužuje žiak, druhý rozširuje, ak je tmavý. Pri prechádzaní žiaka dopadajú svetelné lúče priamo na objektív - elastický orgán, ktorý sa stále snaží získať formu lopty. Zabraňuje prstencovi od svalov: sú neustále roztiahnuté a znižujú konvexnosť šošovky. Takže objektív ľahko mení svoje zakrivenie. Preto lúče svetla spadajú na vrstvu sietnice s bodkami a kuželemi a jasne vidíme objekty. Pri skúmaní blízkych objektov sa kryštalická šošovka stáva konvexnou a lámami viac odráža a keď sú predmety ďaleko od nás, stávajú sa ploché a lúče lámu slabšie. S vekom šošovka stratí svoju elasticitu. Ak chcete nejako opraviť problémy, musíme pomôcť našim prirodzeným objektívom - objektívu - a použiť okuliare.

Rovnako ako fotoaparát, oko je vybavené "oknom objektívu", "clonou", "nastaviteľným objektívom" a "fotosenzitívnou vrstvou", ktoré pripomínajú fotografický film. Iba táto vrstva je súčasťou oka samého, jeho sietnice. A napriek tomu človek vidí viac než len jeden fotoaparát, koniec koncov sa pozerá na svet s dvomi očami. Ľavé aj pravé oči vidia objekty vlastným spôsobom. Náš mozog porovnáva oba získané obrázky a posudzuje z nich formu toho, čo videli, a preto ľudia majú priestorové videnie. Napriek tomu sú kuracie oči zasadené na bokoch hlavy a nie sú vybavené volumetrickým videním.

Myopia a hyperopia

Takmer každý tretí trpí zrakovým postihnutím. Myopia a hyperopia sú najčastejšie, ale veľmi dobre korigované pomocou okuliarov alebo kontaktných šošoviek. Myopia je výsledkom patológie oka. Krátkozrakosť môže jasne vidieť blíž, ale pri pohľade do vzdialenosti sa obraz stáva veľmi rozmazaným. Dľudovzdornosť - dôsledok normálneho starnutia oka. Od veku 40 rokov vidíme bližšie a menej jasne, pretože v priebehu rokov šošovka stráca svoju flexibilitu.

Ľudské oko je často uvádzané ako príklad úžasného prírodného inžinierstva - ale podľa toho, že je to jedno z 40 možností, ktoré sa objavili v procese vývoja v rôznych organizmoch, mali by sme obmedziť náš antropocentrizmus a uvedomiť si, že štruktúra ľudského oka nie je potom dokonalý.

Príbeh o oku je najlepšie začať fotónom. Kvantum elektromagnetického žiarenia pomaly letí prísne do očí nič netušiaceho okoloidúceho, ktorý bliká pri neočakávanom oslnení od niekoho hodinky.

Prvou časťou optického systému oka je rohovka. Zmení smer svetla. To je možné z dôvodu takej vlastnosti svetla ako lomu, ktorý je tiež zodpovedný za dúhu. Rýchlosť svetla je konštantná vo vákuu - 300 000 000 m / s. Keď sa však pohybuje z jedného média do druhého (v tomto prípade zo vzduchu do oka), svetlo mení jeho rýchlosť a smer pohybu. Pre vzduch je index lomu 1,000293, pre rohovku 1,376. To znamená, že svetelný lúč v rohovke spomaľuje svoj pohyb 1 376 krát a odchýli sa bližšie k stredu oka.

Obľúbený spôsob, ako rozdeliť partizánov - ich zažiariť jasnou lampou v tvári. Bolí to z dvoch dôvodov. Jasné svetlo je silné elektromagnetické žiarenie: bilióny fotónov napadajú sietnicu a jej nervové zakončenia sú nútené prenášať šírenie signálov do mozgu. Prerušované nervy, ako drôty, vyhoreli. V tomto prípade sú svaly dúhovky nútené zmenšiť čo najviac, zúfalo sa snažia zatvoriť žiaka a chrániť sietnicu.

A letí do žiaka. Všetko je s tým jednoduché - ide o dieru v dúhovke. Vzhľadom na kruhové a radiálne svaly môže dúhovka následne zúžiť a rozšíriť žiak a nastaviť množstvo svetla, ktoré vstupuje do oka, ako napríklad membrána vo fotoaparáte. Priemer žiaka osoby sa môže meniť od 1 do 8 mm v závislosti od svetla.

Po prelete cez žiak, fotón zasiahne objektív - druhá šošovka je zodpovedná za jeho trajektóriu. Objektív odráža svetlo slabšie ako rohovka, ale je pohyblivé. Objektív visí na valcových svaloch, ktoré menia jeho zakrivenie, čo nám umožňuje zamerať sa na objekty na rôznych vzdialenostiach od nás.

Je zamerané na zhoršenie zraku. Najbežnejšie sú krátkozrakosť a hyperopia. Obraz v oboch prípadoch nie je zameraný na sietnicu, ako by mala, ale pred nej (myopia) alebo za ním (hyperopia). Oko, ktoré mení svoj tvar z guľatého na oválny, je za to vinu a potom sa sietnica pohybuje od objektívu alebo sa k nemu blíži.

Po šošovke letí fotón cez sklovité telo (transparentné želé - 2/3 objemu celého oka, 99% vody) priamo do sietnice. Tu sa zaznamenávajú fotóny a správy o príchode sa posielajú pozdĺž nervov do mozgu.

Sieťka je obložená bunkami fotoreceptorov: keď nie je žiadne svetlo, produkujú špeciálne látky - neurotransmitery, ale akonáhle ich vstupuje fotón, fotoreceptorové bunky ich prestávajú produkovať - ​​a to je signál pre mozog. Existujú dva typy týchto buniek: prúty, ktoré sú citlivejšie na svetlo, a kužele, ktoré rozlišujú pohyb lepšie. Máme asi sto miliónov tyčí a ďalších 6-7 miliónov kužeľov, celkovo viac ako sto miliónov fotosenzitívnych prvkov - viac ako 100 megapixelov, o ktorých žiaden Hassel nikdy nebude snívať.

Slepá škvrna je prielom, kde vôbec nie sú žiadne fotosenzitívne bunky. Je pomerne veľký - priemer 1-2 mm. Našťastie máme binokulárne videnie a je tu mozog, ktorý spája dva obrázky so škvrnami v jednej normálnej.

V čase prenosu signálu v ľudskom oku existuje problém s logikou. Podkarpatská chobotnica v tomto zmysle je oveľa konzistentnejšia. V oktopušníkoch fotón najprv prerezáva do vrstvy kužeľov a tyčiniek na sietnici, bezprostredne za ktorou čaká vrstva neurónov a prenáša signál do mozgu. U ľudí sa svetlo najskôr prelomí vrstvami neurónov a až potom zasiahne fotoreceptory. Z tohto dôvodu je prvé miesto v oku - slepé.

Druhé miesto je žlté, je to centrálna oblasť sietnice priamo oproti žiaci, tesne nad optickým nervom. Toto oko vidí najlepšie: koncentrácia fotosenzitívnych buniek je tu značne zvýšená, takže naša vízia v strede zorného poľa je oveľa ostrejšia ako periférna.

Obraz na sietnici je prevrátený. Mozog je schopný správne interpretovať obraz a zotavuje sa z obráteného pôvodného obrazu. Deti vidia všetko hore nohami počas prvých pár dní, kým ich mozgy inštalujú svoj photoshop. Ak ste nasadili okuliare, ktoré obrátili obraz (to bolo najprv vykonané v roku 1896), potom za pár dní sa náš mozog naučí interpretovať taký obrátený obraz správne.