Глаза

Расположение и наружное строение глазного яблока

Каждое глазное яблоко располагается в своей орбите (глазнице) – особой полости в передней области черепной коробки. От орбиты его отделяет теноновая капсула, или влагалище глаза, образованное крепкой фиброзной тканью. Под ней лежит жировая прослойка.

Глаза человека размещены под бровями и закрыты спереди веками, края которых густо покрыты ресницами. Вместе с ними они являются неотъемлемой компонентой лица.

Сквозь нее можно увидеть переднюю часть глаза, защищенную тонкой слизистой. Это конъюнктива.

Она образована соединительными клетками, которые также покрывают внутреннюю часть век. Ее толщина может местами достигать 0,1 см.

Конъюнктива включает в себя сетку мелких капилляров и концы нервных клеток. Она отвечает на различные раздражения и принимает участие в смачивании поверхности глаза слезной жидкостью.

Другая функция конъюнктивы – питание роговой оболочки, которая не наделена собственными кровеносными сосудами. Но саму роговицу конъюнктива не покрывает, как и склеральную оболочку (крепкую ткань белого цвета).

Классификация мидриаза

В зависимости от факторов, спровоцировавших появление недуга, выделяют следующие типы расширенного зрачка:

• Паралитический. Развивается при повреждении мышц, отвечающих за движение глазного яблока. В результате нервные окончания парализуются, происходит обездвиживание. Мускулы, контролирующие диаметр зрачка статичны, соответственно он не меняется в размерах. Причины паралитического мидриаза кроются в менингите, туберкулезе или сифилисе,
• Спастический. Провоцируется спазмом мускул, отвечающих за расширение отверстия в радужной оболочке. На время мышца теряет свою работоспособность, правда, происходит это на короткий срок и проходит без постороннего вмешательства. Данная разновидность поражения наблюдается при раздражении шейного отдела симпатической системы или в результате попадания в кровеносную систему большой концентрации адреналина. В редких случаях патология диагностируется при наличии проблем с почками или печенью,
• Медикаментозный. В некоторых ситуациях он является умышленным, окулисты специально используют глазные капли, расширяющие зрачок, чтобы проанализировать состояние глазного дна. В остальных случаях это побочное проявление от употребления некоторых медикаментов,
• Травматический. Диагностируется при повреждении радужки или нервных окончаний, а также после хирургического вмешательства, затрагивающего структуры органа зрения,
• Произвольный. Возникает благодаря человеческой силе воли.

Выделяют еще одну разновидность патологии, которая характеризуется тем, что зрачок при дневном свете расширяется, а ночью наоборот уменьшается в размерах. Данную аномалию вызывают тяжелые неврозы или поражения коры головного мозга.

Радужка

Радужкой называется передняя часть глазной сосудистой оболочки. Она напоминает по форме диск, с отверстием по центру. Причем цвет данного элемента глаза зависит от плотности стромы и пигмента.

Если количество пигмента не большое, а ткани рыхлые, то радужка может иметь голубоватый оттенок. В том, случае, когда ткани рыхлые, но пигмента содержится достаточно, радужка окрашена в зеленый цвет. А плотность тканей характеризуется серым оттенком данного элемента, при малом количестве пигментного вещества и коричневым – при достаточном количестве пигмента.

Толщина радужки не велика и находится в диапазоне от двух до четырех десятых миллиметра, а передняя поверхность разделена на два отдела – ресничный и зрачковый поясок, которые разделены между собой малым артериальным кругом, состоящим из сплетения тонких артерий.

Строение глаза

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача передать правильное изображение зрительному нерву.

Роговица прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза склерой. См. строение роговицы.

Передняя камера глаза это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой значит, в ней мало пигментных клеток, если карий много). Выполняет туже функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя свето-поток.

Зрачок отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик естественная линза глаза. Он прозрачен, эластичен может менять свою форму, почти мгновенно наводя фокус, за счет чего человек видит хорошо и в близи, и в дали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т. е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но намногих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение в нутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Строение оптической системы глаза

Главный показатель её работы – сила преломления, отображающая степень корректировки угла падения светового луча. Рефракция проходит в системе четыре раза: в передней и задней камере, хрусталике, роговой оболочке и немного в жидкой среде ока. Чем больше рефракционные характеристики органа зрения, тем выше степень преломления лучей. В среднем данный показатель равняется шестидесяти диоптриям.

Оптическая система включает две главные оси:

• Зрительная. Дистанция между видимым предметом и сердцевиной центральной ямки. Максимальная разница должна составлять пять градусов;
• Оптическая. Представляет собой расстояние между дальними точками глазного яблока и камерами ока, проходит сквозь центр хрусталика.

Длина между передним полюсом зрительного аппарата равняется шестидесяти миллиметрам, это позволяет людям видеть мир в 3D.

Ниже мы детально рассмотрим строение оптической системы и подробно разберем каждый её элемент.

Роговица

Представляет собой прозрачную «деталь» органа зрения, изогнутую в поперечном сечении. Более 2/3 всей оптической силы ока приходится на роговую оболочку, в составе которой имеется несколько слоев, прикрытых тончайшей слезной плёнкой. Передняя часть элемента находится в постоянном контакте с воздухом, поэтому сильнее изогнута и обладает большей преломляющей силой по сравнению с задней.

Передняя камера

На 98% состоит из внутриглазной жидкости. Обеспечивает степень преломления равную 1,33 D. При наличии отклонения в работе органа зрения корректируются углубления камеры, в итоге на каждый миллиметр происходит повышение преломления на 1 D.

Радужка и зрачок

Мышечные волокна радужной оболочки отвечают за изменение размера зрачков, т.е. регулируют какое количество света проходит через оптическую систему. В условиях хорошего освещения они сужены, в итоге прямые лучи попадают непосредственно на центральную ямку. В этом случае, как правило, повышается острота зрения у людей, страдающих от астигматизма. Если при сужении зрачков появляются проблемы с глазами, то можно говорить о патологических процессах в макуле.

В условиях слабой освещенности зрачки увеличиваются в размерах, это приводит к следующим эффектам:

• Оптическая система получает большее количество световых потоков, в итоге острота зрения повышается, и человек может различать предметы даже в темноте;
• На значительную часть поверхности сетчатой оболочки попадают прямые лучи, т.е. в процесс вовлекаются фоторецепторы.

При сильном расширении зрачков у людей с диагнозом «астигматизм» изображение получается размытым, поскольку в процесс вовлекаются участки роговой оболочки, имеющие разную степень преломляемости.

Хрусталик

Один из самых сложных элементов оптической системы, состоит из большого количества клеток, утративших свои ядра. Выполняет две основные функции: преломление света и фокусировка изображения. Аккомодация происходит следующим образом:

• При сокращении цилиарных мышц расслабляются зонулы, поддерживающие хрусталик;
• Он приобретает округлую форму, становится толще в центре, меняется его кривизна;
• На последнем этапе фокусировки уменьшается глубина передней камеры.

Хрусталик растет в течение всей жизни человека. Новые волокна разрастаются поверх старых, поэтому постепенно элемент утолщается. Если при рождении данный показатель равняется 3,5 миллиметрам, то у взрослого человека он увеличивается до 5 мм.

Стекловидное тело

Замыкает оптическую систему, выполняет большое количество важных функций. Имеет хорошую пропускную способность, но при этом отличается слабыми преломляющими характеристиками, поэтому не принимает участия в создании изображения.

Сетчатка

Один из самых сложных элементов в зрительном аппарате. Именно она отвечает за восприятие цвета и света. Обладает высокой чувствительностью, покрыта тончайшей плёнкой. Поддерживают сетчатую оболочку эпителиальные связки, а стекловидное тело прижимает её. Оптическая система использует элемент для фиксации картинки и передачи информации по зрительным нервам в соответствующие отделы головного мозга.

Подробней о строении системы вы узнаете из видеоролика

Придатки глаза

К придаточным структурам глазного яблока относят несколько мышц, отвечающих за двигательную активность глаз, а также особая железа, именуемая слезной.

Слезная железа – это двойной орган, месторасположение которого соответствует верхней области над внешним углом каждого глаза. Она выделяет слезную жидкость, смачивающую внешнюю поверхность глаз во время каждого моргания.

Слезы на 98% состоят из воды. Оставшиеся 2% – это различные соли. Слезная жидкость выполняет следующие функции:

• Обеззараживание (убивает патогенную микрофлору);
• Питание роговичной оболочки;
• Удаление мелких инородных тел с роговицы и конъюнктивы;
• Увлажнение поверхностных структур.

Излишек слез скапливается во внутреннем уголке глаза, в котором размещено отверстие канала, соединяющего носовую полость с конъюнктивальным мешком. Через него слезная жидкость выводится в носоглотку или ноздри.

Мышечный аппарат глазного яблока образован 3 парами мышц. Две из них – косые, оставшиеся четыре – прямые. Они помогают глазам двигаться влево/вправо и вверх/вниз, а также вращаться вокруг наружной оси.

Чудеса зрения в природе

Уникальными глазами обладают змеи, способные воспринимать инфракрасное излучение. Благодаря этой способности они с успехом охотятся на теплокровных животных даже в условиях нулевой освещенности.

У бабочек имеется иная особенность, чудесные создания воспринимают часть ультрафиолетового сектора, поэтому им не составляет труда обнаружить пыльцу в цветках.

Великолепным ночным зрением славятся гекконы. Причем они видят в том же спектральном диапазоне, что и люди. Просто их сетчатая оболочка в триста пятьдесят раз чувствительней к световым лучам. Настоящий прибор ночного видения!

Отдельного внимания заслуживает хамелеон. Ему не нужно поворачивать голову, что обозреть все триста шестьдесят градусов окружающей среды. Измерить дистанцию до объекта он способен одним глазом.

Самыми большими глазами на всей планете может похвастаться гигантский кальмар. Он обитает в пучине океана, на самом его дне. Здесь практически никогда не бывает солнечного света, но при этом моллюск способен рассмотреть своего врага на расстоянии тысяча метров.

Камеры глазного яблока

Это пространства замкнутого типа, в которых находится влага. Они соединены между собой. Всего выделяют две камеры. Одна располагается спереди, вторая – сзади. Роль связующего элемента выполнят зрачок.

Объем камер не меняется. Выработка внутриглазной жидкости и ее отток позволяют корректировать показатель. За вывод влаги отвечает дренажная система, которая располагается во фронтальной части.

Задача камер – поддерживать связь между внутриглазными материями. Помимо этого, они отвечают за поступление световых потоков на сетчатку. Роговая оболочка выполняет роль ограничителя для передней камеры. С обратной стороны ее поддерживают радужка и хрусталик. Максимальная длина элемента (три с половиной миллиметра) находится в области расположения зрачка. По мере продвижения к периферии показатель уменьшается.

Задняя камера спереди ограничена радужкой, сзади стекловидным телом. Роль «перегородки» отведена экватору хрусталика. Внешним барьером является цилиарное тело. Внутри камеры сосредоточено большое количество цинновых связок. Они формируют образование, выполняющее роль соединителя между ресничным телом и хрусталиком.

Вместительность камер варьируется от 1,2 до 1,32 кубического сантиметра

При этом важно, чтоб не нарушался процесс выработки и вывода внутриглазной влаги. Сбой в циркуляции жидкости способен привести к серьезным последствиям

Упражнения для поддержания зрения

Чтобы не терять способность видеть хорошо вдали и вблизи, нужно тренировать глазные мышцы, выполняя регулярно следующее упражнение: концентрировать взгляд то на дальних, то на близких предметах.

Усталым глазам полезно смотреть на зелень

Изображение предмета, который мы видим, получается на сетчатке — светочувствительной части глаза — резко уменьшенным и перевернутым вверх ногами и справа налево. Когда мы переводим взгляд от дерева за окном на строчки книги, происходит изменение кривизны хрусталика. Ресничные мышцы сокращаются и заставляют его становиться то более, то менее выпуклым. Поэтому мы видим буквы так же четко, как дальние предметы.

Если же постоянно сосредоточиваться на тексте книги или экране компьютера, то мышцы, управляющие хрусталиком, станут вялыми и слабыми. Как и всякие мышцы, которым не приходится работать, они теряют форму.

Попав на сетчатку, свет возбуждает фоточувствительные клетки — палочки и колбочки. Они содержат светочувствительный пигмент, с помощью которого мы видим. С возрастом этот пигмент разрушается, и острота зрения падает.

Предел остроты зрения

Почему же мы не способны разглядеть отдельные звезды в Туманности Андромеды? Дело в том, что у разрешающей способности, или остроты, зрения есть свои ограничения. (Под остротой зрения подразумевается способность различать такие элементы, как точка или линия, как отдельные объекты, не сливающиеся с соседними объектами или с фоном.)

Фактически остроту зрения можно описывать так же, как и разрешение компьютерного монитора — в минимальном размере пикселей, которые мы еще способны различать как отдельные точки.

Image caption

Достаточно яркие объекты можно разглядеть на расстоянии в несколько световых лет

Ограничения остроты зрения зависят от нескольких факторов — таких как расстояние между отдельными колбочками и палочками сетчатки глаза. Не менее важную роль играют и оптические характеристики самого глазного яблока, из-за которых далеко не каждый фотон попадает на светочувствительную клетку.

В теории, как показывают исследования, острота нашего зрения ограничивается способностью различать около 120 пикселей на угловой градус (единицу углового измерения).

Практической иллюстрацией пределов остроты человеческого зрения может являться расположенный на расстоянии вытянутой руки объект площадью с ноготь, с нанесенными на нем 60 горизонтальными и 60 вертикальными линиями попеременно белого и черного цветов, образующими подобие шахматной доски. «По всей видимости, это самый мелкий рисунок, который еще в состоянии различить человеческий глаз», — говорит Лэнди.

На этом принципе основаны таблицы, используемые окулистами для проверки остроты зрения. Наиболее известная в России таблица Сивцева представляет собой ряды черных заглавных букв на белом фоне, размер шрифта которых с каждым рядом становится все меньше.

Острота зрения человека определяется по тому, на каком размере шрифта он перестает четко видеть контуры букв и начинает их путать.

Image caption

В таблицах для проверки остроты зрения используются черные буквы на белом фоне

Именно пределом остроты зрения объясняется тот факт, что мы не способны разглядеть невооруженным глазом биологическую клетку, размеры которой составляют всего несколько микрометров.

Но не стоит горевать по этому поводу. Способность различать миллион цветов, улавливать одиночные фотоны и видеть галактики на удалении в несколько квинтильонов километров – весьма неплохой результат, если учесть, что наше зрение обеспечивается парой желеобразных шариков в глазницах, соединенных с полуторакилограммовой пористой массой в черепной коробке.

Из чего состоит глаз человека?

Итак, вся поступившая внешняя информации в виде видимого спектра электромагнитных волн попадает на выстелающую глазное дно сетчату, которая состоит из множества чувствительных фоторецепторов

О важности данных фоторецепторов в человеческом зрении можно судить исходя от их 70-ти процентного присутствия в человеке на фоне всех остальных рецепторов в других органах человека

Так называемые глазные яблока располагаются в глазницах, утопленных вглубь человеческого черепа и составляют диаметр около двух с половиной сантиметров. Основная часть глазных яблок скрыта в углублениях черепа — тем самым защищена от внешних механических воздействий, и только незначительная их часть находится снаружи.

Глазные яблоки, выполняющие роль органической оптики, приводятся в движение с помощью шести мышц, которые обеспечивают движение яблока, что позволяет расматривать человеку объекты с максимально доступным углом обозрения. Ведь если бы глазное яблоко не имело бы подобных мышц, то оно было бы неподвижно статичным и угол обзора был бы не таким широким. Глаза в период бодрствования человека с помощью этих мышц сканируют внешнюю картинку под воздействием так называемого глазмного треморра — постоянного дрожания.

Глаз, по сути, это оптическая линза, через которую проходит свет. Он имеет форму сферы и его полость заполнена прозрачным упругим веществом подобным стеклу. Его прозрачность обеспечивает пропускание светового потока к сетчатке, которую можно сравнить с матрицей цифрового фотоаппарата.

Пропускная способность светового потока человеческого зрения регулируется зрачком глаза. Именно через него попадает свет в необходимом количестве в зависимости от его интенсивности. Пропускная способность регулируется путем расширения и сжатия зрачка. Как и в любой оптической системе при слабом свете зрачок максимально расширяется для того, чтобы можно было принять света максимум из возможного и сужается в случае, если если мощность светового потока высокая и достаточно лишь его часть для последующего его попадания на сетчатку, тем самым обезопасив ее от повреждения излишне ярким светом.

Это изображение сетчатки (светочувствительной оболочки глаза, выстилающей глазное дно) в разрезе. Палочки и колбочки реагируют на свет и по нервным волокнам посылают импульсы в головной мозг.

Схема человеческого глаза в разрезе

Лучи света попадают в зрачок через роговицу — переднюю прозрачную часть наружной оболочки глаза. Роговица является сильной преломляющей линзой. Радужная оболочка регулирует количество проникающего в глаз света, что позволяет видеть как при тусклом, так и при ярком свете. Хрусталик фокусирует на сетчатке свет от ближних и дальних предметов. Центральная ямка сетчатки — область наибольшей остроты зрения.

На рисунке глаз представлен в разрезе. Прежде чем попасть в зрачок, световой поток проходит через роговицу глаза. Она представляет собой ничто иное как прозрачную сферическую линзу, проходя через которую, лучи света преломляются.

Первым фильтром, который регулирует световой потом прежде чем попасть в зрачок, является радужная оболочка глаза. С ее помощью человек способен видеть как в светлое, так и в темное время суток. Основной органической сферической линзой глаза является хрусталик, с помощью которого попадающий свет от близрасположенных и удаленных предметов фокусируется на сетчатке. Выделяют на сетчатке зону наибольшей остроты зрения — центральную ямку сетчатки.

Существует участок сетчатки, в котором отсутствуют вообще фоторецепторы. В этой области, не воспринимающей световой поток, выходит зрительный нерв. Также эту область называют слепым пятном сетчатки. Данная неактивное в восприятии света слепое пятно сетчатки никаким образом не мешает корректности формирования картинки в зрительной коре головного мозга.

Человек с глазами волка

Глаза удлиненной формы с большой радужной оболочкой, обычно светлые, с направленными книзу внешними уголками и покрытыми красными прожилками белками. Взгляд у таких людей жесткий и холодный, зрачки отливают голубизной. Люди с такими глазами наделены жестоким характером, властолюбием, непомерной гордостью, они мстительны и часто несправедливы. Но благодаря напористости, умению идти вперед, не испытывая колебаний, достигают высоких постов. По натуре они вспыльчивы, не умеют себя контролировать. Не слишком умны. Нередко из-за характера оказываются жертвами насилия. Но и сами нередко оказываются лидерами банд, убийцами.

Примыкающий сюда тип соответствует волчьему глазу в перевернутом положении. Такие глаза указывают на беспринципную и беззастенчивую личность, заговорщическую по натуре, способную на насилие и жестокость. Такие личности часто — потенциальные убийцы. Согласно древним китайским текстам, если прямой и честный человек имеет такие глаза, то это говорит, что он явится жертвой насилия, а не виновником.

Эти два типа глаз должны быть тщательно исследованы вместе с другими чертами лица испытуемого прежде, чем будет составлено общее заключение. При выявлении типа «глаз с трехсторонним белком», физиогномист должен рассматривать глаза испытуемого на уровне своих глаз, чтобы избежать возможной ошибки.

Аккомодация

Для получения четкой картинки оптическая система должна сфокусироваться, для этого используется один из двух методов:

• Хрусталик смещается относительно сетчатой оболочки;
• Увеличивается степень преломления.

Умение человеческого глаза приспосабливаться к различным дистанциям и видеть объекты, расположенные вдали или поблизости, называется аккомодацией.