Зрение – как это работает?

Благодаря зрению человек в современном обществе получает 85% информации. Все новейшие достижения в способах передачи человеку информации сконцентрированы именно на зрительной составляющей: компьютеры, телевидение, любые печатные издания. Потому, неизвестно, как бы развивалась наша цивилизация, если бы в нашем арсенале познавания окружающего мира не было бы зрения.

Механизм преобразования световой энергии в конечный образ увиденного в нашем сознании - это сложный многоуровневый процесс. Для рассмотрения данного действа необходимы некоторые познания в оптике, биологии, химии и медицине. Однако, нам хотелось бы объяснить Вам этот процесс, не прибегая к сложным терминам и фундаментальным понятиям в данных областях.

1. Глаз, как оптическая система

Глазное яблоко представляет собой округлой формы орган. В глазное яблоко, как в фотоаппарат встроена система преломляющих линз.

Роговица – это наружная преломляющая линза. Ее в учебниках офтальмологии любят сравнивать с часовым стеклом. Итак, эта линза выполняет ряд функций: защищает глаз от проникновения инородных веществ, предметов и микроорганизмов, благодаря своей структуре и форме пропускает свет внутрь глаза. Но при этом, пропуская свет, роговица производит его преломление. В этом моменте без такого определения, как «преломляющая сила линзы» не обойтись. Так вот – преломляющая сила линзы является понятием, характеризующим расстояние от центра линзы до мнимой точки позади линзы, в которой находится фокусная точка (точка в которой пересекаются все лучи изображения). Преломляющая сила линзы в 1 диоптрию говорит о том, что линза формирует пересечение всех лучей изображения (фокусную точку) на расстоянии 1 метра. В том случае, если необходима фокусная точка на расстоянии полуметра от центра линзы, то это может обеспечить линза с преломляющей силой в 2 диоптрии. Учитывая, что передне-задний размер глаза составляет 2,4 см, понятно, что система линз должна обладать высокой силой, чтобы фокусировать изображение менее чем на расстоянии 0,024 метра. В данном случае преломляющая сила роговицы составляет 40 диоптрий.

Хрусталик – это двояковыпуклая линза, подвешенная внутри глаза, как батут на стропах, к круговой внутриглазной мышце (цилиарная мышца). Благодаря сжиманию или расслаблению последней стропы либо натягиваются, делая хрусталик более плоским, либо расслабляются, давая возможность хрусталику становиться более выпуклым. Именно благодаря этому свойству хрусталика и его работе в тандеме с цилиарной мышцей мы можем видеть одинаково четко и вблизи и вдаль. Преломляющая сила хрусталика индивидуальна, однако в среднем она равна 20 диоптриям.

Стекловидное тело – эта самая крупная структура глазного яблока – она, как вода в аквариуме, заполняет все пространство позади хрусталика. Однако, в отличие от воды, стекловидное тело имеет гелеобразную консистенцию.
Все пространство между задней поверхностью роговицы, передней поверхностью хрусталика и стекловидного тела заполнено водянистой влагой (жидкость, вырабатываемая цилиарным телом и постоянно циркулирующая в системе глаза).
По сути, свет преодолевает все эти преломляющие и прозрачные (в норме) среды глаза по достижению на заднем полюсе глаза сетчатки.

2. Сетчатка – место преобразования светового сигнала в биоэлектрический

Сетчатку можно представить как тонкую пленку, которая прижимается стекловидным телом к внутренней поверхности глазного яблока. В сетчатке находятся специализированные клетки – палочки и колбочки. Именно в этих клетках под воздействием света происходит ряд сложных химических реакций. Эти преобразования приводят к возбуждению клеточных элементов, что выражается в смене поляризации наружной стенки клетки и передаче деполяризации следующей, теперь уже нервной клетке. В настоящее время ученые пришли к выводу, что и светочувствительные клетки относятся по своему происхождению к нервной ткани, но с видоизменившейся в процессе развития функцией.

Палочки ответственны за черно-белое зрение – они лишь в состоянии обеспечить восприятие белого и черного цвета. Как многие это называют – сумеречное зрение. Недаром говорят «Ночью все кошки серы». Данные клетки равномерно распределены в сетчатке.

Колбочки – эти клетки ответственные за восприятие света различных цветов. Их существует 3 вида. Одни ответственны за восприятие синего цвета, другие – зеленого, третьи - красного. Наибольшая концентрация данных клеток в центральной части сетчатки, на периферии их нет. Именно поэтому боковым зрением определить цвет объекта мы не можем. Если Вы в этом сомневаетесь, проведите эксперимент – результат Вас удивит.
Когда пестрая картинка проецируется на сетчатку, то, в зависимости от цвета каждого отдельного участка изображения, происходит возбуждение определенного набора палочек и различных видов колбочек. Это изображение преобразуется из светового в биоэлектрическое и передается в виде деполяризующей волны по нервным клеткам, как по проводам, в головной мозг.

3. Зрительный нерв и кора головного мозга

После выхода из глаза зрительного нерва последний, располагаясь в глазнице, покидает ее через канал зрительного нерва (специальное отверстие в черепе, в котором проходит зрительный нерв), в черепной коробке достигает среднего мозга (это часть головного мозга, в которой находятся автоматические центры работы нервной системы). Именно структуры данной области ответственны за движения глаз, аккомодацию (способность четкого зрения вблизи и вдаль), изменение диаметра зрачка в зависимости от расстояния до объекта или освещенности.
Далее нервные волокна, проходя по срединным структурам головного мозга, оканчиваются в затылочной доле. В затылочной доле головного мозга расположен центр зрительного восприятия – именно туда поступает основная зрительная информация для дальнейшего восприятия и обработки.

Из предоставленной выше информации становится понятно, что зрение – это сложный физиологический процесс, осуществляемый многими системами и органами. Потому, хорошее зрение зависит от многих факторов и требует бережного к себе отношения.

В данной статье мы осветили лишь малую часть тех сложных процессов, которые приводят к, казалось бы, естественному процессу именуемому зрением. Однако наш организм – это уникальная и необычайно сложно организованная, а потому достаточно хрупкая, система. Чем лучше мы будем знать свой организм, все многообразие процессов происходящих в нем, тем бережнее будем относиться к своему здоровью.