Г

Глаз

Глаз (лат. Oculus) — парный сенсорный орган (орган зрительной системы) человека и животных, обладает способностью воспринимать электромагнитное излучение в видимом диапазоне длин волн и обеспечивает функцию зрения. Сквозь глаза поступает ≈ 90% информации из окружающего мира.

Глаз содержится в глазнице черепа (орбите). Оно состоит из двух частей: глазного яблока и вспомогательного аппарата глаза. Глазное яблоко имеет шаровидную форму, что позволяет ему двигаться в пределах глазницы.

Строение глаза

Зрительная система состоит из периферического отдела (органа зрения — глаза), проводной отдела (зрительного нерва) и центрального отдела (основу составляет зрительный центр коры головного мозга.

Орган зрения человека — глаз — это уникальный и очень сложный орган. У человека два глаза, и поэтому зрение бинокулярное, или стереоскопический. Каждый глаз расположен в глазнице черепа (орбите), имеет шаровидную форму с круглее передней частью и потому еще называется глазным яблоком. Такая форма глаза позволяет ему двигаться в определенных пределах глазницы. Глаз имеет три оболочки:

  • внешняя (белковая),
  • средняя (сосудистая)
  • внутренняя (сетчатка).

Внешняя оболочка

Внешняя оболочка глаза включая белковую оболочку, или склеру, и роговицу. Белковая оболочка, или склера, — плотная и прочная во всем глазу оболочка, состоящая из соединительной ткани, в которой переплелись коллагеновые и эластичные волокна. Эта оболочка предоставляет очном яблоку формы, то есть выполняет опорную функцию. Впереди белковая оболочка переходит в прозрачную роговицу.

Роговица — это передняя прозрачная часть глаза, линза. Через роговицу внутрь глаза проникают световые лучи. Она обладает способностью их преломлять. Роговица содержит механорецепторы, поэтому прикосновение к ней вызывает безусловный рефлекс, который проявляется морганием.

Таким образом, внешняя оболочка защищает глаз от механических и химических повреждений, от микроорганизмов, пропускает и преломляет лучи света.

Средняя оболочка

За внешней оболочкой расположена пронизана кровеносными сосудами средняя (сосудистая) оболочка. Она состоит из радужки, цилиарного тела и собственно сосудистой оболочки.

Радужка расположена спереди сосудистой оболочки и содержит пигмент меланин, который приводит ее окраски — от голубого до темно-коричневого, имеет вид диска с круглым отверстием внутри — зрачком. Благодаря гладким мышцам зрачок способна изменять свой диаметр, регулируя количество света, попадающего в глаз. Если освещение яркое — зрачок сужается, в темноте она расширяется.

Диаметр меняется и в результате эмоциональных реакций: по состоянию страха зрачок расширяется, а за гнева — сужается. Это происходит рефлекторно: во время возбуждения симпатического отдела вегетативной нервной системы (во время стресса, страха) зрачки расширяются, парасимпатического отдела (после стресса) — сужаются. Благодаря согласованной работе этих отделов устанавливается нужный диаметр зрачка. Так зрачковый рефлекс регулирует поступление в глаз света и имеет защитное значение.

В середине сосудистой оболочки содержится цилиарное тело (вийчасте тело), ​​состоящий из ресничной мышцы и связь, к которым прикрепляется хрусталик.

Собственно сосудистая оболочка — это густая сеть кровеносных сосудов, которые обеспечивают непрерывное питание всего глаза.

Внутренняя оболочка

Внутренняя оболочка — сетчатка является свитлосприймальною. Она превращает световую энергию (раздражение) в нервный импульс и осуществляет первичную обработку зрительного сигнала.

Хрусталик

В полости глаза содержится еще хрусталик и стекловидное тело. Хрусталик — часть свитлозаломлювального аппарата глаза. Расположенный между радужной оболочкой и стекловидным телом, имеет форму двояковыпуклой линзы. Лучи света, проходящие через хрусталик, преломляются.

При норме хрусталик прозрачный и эластичный, размещенный в тонкой прозрачный капсуле, которая переходит по краям в связи, прикрепленные к цилиарного тела. Хрусталик может менять свою форму (кривизну) благодаря тому, что в цилиарной теле есть гладкие мышцы. Во время их сокращения связи натягиваются и форма хрусталика становится менее выпуклой. В случае расслабление гладких мышц связи также расслабление и форма хрусталика становится более выпуклой.

Помутнение хрусталика вызывает заболевание катарактой. Причиной возникновения катаракты могут быть нарушения обмена веществ, травмы, радиоактивное облучение. Лечение катаракты требует хирургического вмешательства с удалением помутневшего хрусталика и заменой его на искусственный. Теперь такое оперативное вмешательство является безболезненным благодаря лазерной хирургии.

Стекловидное тело

Всю полость глаза (глазное яблоко) позади хрусталика заполняет прозрачная желеобразная масса, как расплавленное стекло, отсюда и название стекловидное тело (стекловидное тело). На его передней поверхности находится углубление для хрусталика края которого соединяются с капсулой хрусталика. Хрусталик и стекловидное тело пропускают световые лучи внутрь глаза и преломляют их. Стекловидное тело поддерживает также внутриглазное давление.

Передняя и задняя камеры глаза

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком имеются небольшие пространства, которые соответственно называют передней и задней камерами глаза. Они заполнены влагой, поставляет роговицу и хрусталик питательными веществами, так как они не имеют кровеносных сосудов. Камеры сообщаются между собой с помощью зрачка.

Вспомогательный аппарат глаза

К вспомогательного аппарата глаза относят брови, веки с ресницами, слезные железы и мышцы глаза. Благодаря бровям пот, стекающий со лба, не попадает в глаза. Веки с ресницами защищают глаза от пыли, ярких лучей. Веки непроизвольно, периодически, рефлекторно смыкаются и размыкаются, равномерно смачивая поверхность глаза слезной жидкостью. Это имеет защитное значение. Защитные реакции глаза основываются и на мигательного рефлексе, который срабатывает во время действия раздражителя (прикосновения к ресницам, внезапное резкое освещение). При этом глаз рефлекторно примружуються.

Внутренняя часть века, а также передний отдел глазного яблока покрытые соединительнотканной оболочкой — конъюнктиву. Воспаление конъюнктивы вызывает заболевание — конъюнктивит. Его признаки: постоянное выделение слез, раздражающий ощущение разные в глазах, покраснение век, иногда гнойные выделения. Причины возникновения конъюнктивит — нарушение правил гигиены, возбудители инфекции, аллергены.

Слезный аппарат состоит из слезной железы, расположенной в верхнем внешнем углу орбиты, слезного мешка и носослезного канала. Слезная железа выделяет секрет (слезы) — жидкость, которая имеет определенный состав (вода и вещества, обладающие антимикробным действием). Слезы увлажняют, очищают и дезинфицируют роговицу глаза, собираются в слезном мешке, а их избыток постоянно стекает с внутреннего угла глаза по Носослезный канала в носовую полость.

Восприятие изображения предметов

Четкое изображение предметов на сетчатке обеспечиваются сложной уникальной оптической системой глаза. Она состоит из роговицы, жидкостей передней и задней камер, хрусталика и стекловидного тела. Световые лучи проходят сквозь перечисленные среды оптической системы глаза и преломления в них согласно законам оптики. Сильнее преломления света происходит на роговице глаза, а хрусталик благодаря аккомодации используется только для фокусировки изображения на сетчатке глаза. Оптическая сила человеческого глаза (роговица-передняя камера-хрусталик) взрослого человека составляет около 60 диоптрий (оптическая система глаза имеет два фокуса вследствие различных сред с обеих сторон и фокусное расстояние в направлении к сетчатке автоматически фиксируется и составляет около 17 мм), а самого хрусталика — в среднем только 15 диоптрий.

Для четкого восприятия предметов необходимо, чтобы их изображение всегда фокусировалось в центре сетчатки. Функционально глаз приспособлено для рассмотрения удаленных предметов. Однако люди могут четко различать предметы, расположенные на разном расстоянии от глаза, благодаря способности хрусталика изменять свою кривизну, а соответственно и заломлювальну силу глаза. Способность глаза приспосабливаться к ясному видению предметов, расположенных на разном расстоянии, называют аккомодацией. Нарушение аккомодационной способности хрусталика приводит к нарушению остроты зрения и возникновения близорукости или дальнозоркости.

Одной из причин развития близорукости является перенапряжение ресничных мышц хрусталика при работе с очень мелкими предметами, длительного чтения при плохом освещении, чтение в транспорте. Во время чтения, письма или иной работы предмет нужно размещать на расстоянии 30 — 35 см от глаза. Слишком яркое освещение очень раздражает фоторецепторы сетчатки глаза. Это также вредит зрению. Свет должен быть мягким, не слепить глаза.

Во время письма, рисования, черчения источник света располагают слева. Важно, чтобы было верхнее освещение. При длительном зрительном напряженные через каждый час необходимо делать 10-минутные перерывы. Следует беречь глаза от травм, пыли, инфекции.

Нарушение зрения, связано с неравномерным преломлением света роговицей или хрусталиком, называют астигматизмом. В случае астигматизма обычно снижается острота зрения, изображение нечеткое и искаженное. Астигматизм устраняется с помощью очков с особым (цилиндрическим) стеклами.

Близорукость — отклонение от нормальной способности оптической системы глаза преломлять лучи, которое заключается в том, что изображение предметов, расположенных близко к глазам, возникающие перед сетчаткой. Близорукость бывает врожденной и приобретенной. При естественной близорукости глазное яблоко имеет удлиненную форму, поэтому лучи от предметов фокусируются перед сетчаткой. Четко видны предметы, расположенные на близком расстоянии, а изображение удаленных предметов нечеткое, расплывчатое. Приобретенная близорукость развивается при увеличении кривизны хрусталика вследствие нарушения обмена веществ или гигиены зрения. Существует наследственная предрасположенность к развитию близорукости. Основами же причинами приобретенной близорукости является повышенное зрительное нагрузки, плохое освещение, недостаток витаминов в пище, гиподинамия. Для исправления близорукости носят очки с двояковогнутые линзами.

Дальнозоркость — отклонение от нормальной способности оптической системы глаза преломляются световые лучи. В случае врожденной дальнозоркости глазное яблоко укороченное. Поэтому изображения предметов, расположенных близко к глазам, возникают позади сетчатки. В основном дальнозоркость возникает с возрастом (приобретенная дальнозоркость) вследствие уменьшения эластичности хрусталика. При дальнозоркости нужны очки с двояковыпуклыми линзами.

Восприятие света

Мы воспринимаем свет благодаря тому, что его лучи проходят через оптическую систему глаза. Там возбуждения обрабатывается и передается в кору конечного мозга. Сетчатка — это сложная оболочка глаза, содержит несколько слоев клеток, различных по форме и функции.

Первый (внешний) слой — пигментный, состоит из плотно расположенных эпителиальных клеток, которые содержат черный пигмент фусцин. Он поглощает световые лучи, способствуя более четкому изображению предметов. Второй слой — рецепторный, образован светочувствительными клетками — зрительными рецепторамифоторецепторами: колбочками и палочками. Они воспринимают свет и превращают его энергию в нервный импульс.

В сетчатке человека насчитывают около 130 млн палочек и 7 млн ​​колбочек. Расположены они неравномерно: в центре сетчатки расположены преимущественно колбочки, дальше от центра — колбочки и палочки, а на периферии преобладают палочки.

Колбочки обеспечивают восприятия формы и цвета предмета. Они малочувствительны к свету, возбуждаются только при ярком освещении. Больше колбочек вокруг центральной ямки. Это место скопления колбочек называют желтым пятном. Желтое пятно, особенно ее центральную ямку, считают местом наилучшего видения. В норме изображение всегда фокусируется оптической системой глаза на желтом пятне. При этом предметы, которые воспринимаются периферическим зрением, различаются хуже.

Палочки имеют удлиненную форму, цвет не различат, но очень чувствительны к свету и поэтому возбуждаются даже при малом, так называемом сумеречном, освещении. Поэтому мы можем видеть даже в плохо освещенной комнате или в сумерках, когда контуры предметов едва отличаются. Благодаря тому, что палочки преобладают на периферии сетчатки, мы способны видеть «уголком глаза», что происходит вокруг нас.

Итак фоторецепторы воспринимают свет и превращают его в энергию в нервный импульс, который продолжает свой путь в сетчатке и проходит через третий слой клеток, образованный соединением фоторецепторов с нервными клетками, имеют по два отростка (их называют биполярными). Далее информация зрительными нервами через средний и промежуточный мозг передается зрительных зон коры головного мозга. На нижней поверхности мозга зрительные нервы частично перекрещиваются, поэтому часть информации от правого глаза поступает в левое полушарие и наоборот.

Место, где зрительный нерв выходит из сетчатки, лишенное фоторецепторов, в нем свет не воспринимается, и называется это место слепым пятном. Предметы, изображения которых попадает в на этот участок, мы не видим. Площадь слепого пятна (в норме) составляет от 2,5 до 6 мм².

Восприятие цвета

Многоцветность воспринимается благодаря тому, что колбочки реагируют на определенный спектр света изолированно. Существует три типа колбочек. При изолированной действия волн различной длины колбочки каждого типа возбуждаются неодинаково. В результате каждая длина волны воспринимается как особый цвет. Колбочки первого типа реагируют преимущественно на красный цвет, другой — на зеленый и третьего — синий. Эти цвета называют основными. Например, когда мы смотрим на радугу, то самыми заметными для нас основные цвета (красный, зеленый, синий).

Оптическим смешением основных цветов можно получить все цвета и их оттенки. Если все три типа колбочек возбуждаются одновременно и одинаково, возникает ощущение белого цвета.

У некоторых людей цветовое зрение нарушено. Нарушение цветового зрения называют дальтонизмом (от фамилии английского ученого Джона Дальтона, который в 1795 впервые описал это явление). Это преимущественно расстройство восприятия красного и зеленого цвета из-за отсутствия определенных типов колбочек в сетчатке глаза. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать водителями, летчикам и тому подобное. Дальтонизм не лечится.

Восприятие расположение предметов в пространстве

Правильная оценка расположения предметов в пространстве и расстояния до них достигается глазомером. Его можно улучшить, как и любую свойство. Глазомер особенно важен для пилотов, водителей. Повышение восприятия предметов достигается благодаря таким характеристикам, как поле зрения, угловая скорость, бинокулярное зрение и конвергенция.

Поле зрения — это пространство, которое можно охватить глазом при фиксированном состоянии глазного яблока. Поля зрения можно охватить значительное количество предметов, их расположение на определенном расстоянии. Однако изображение предметов, находящихся в поле зрения и расположены ближе, частично накладывают на изображение тех, что за ними. С удалением предметов от глаза уменьшаются их размеры, рельефность их формы, разницы теней на поверхности, насыщенность цветов и т.д., пока предмет не исчезает из поля зрения.

В пространстве многие предметы движутся, и мы можем воспринимать не только их движение, но и скорость движения. Скорость движения предметов определяют на основании скорости перемещения их по сетчатке, так называемой угловой скорости. Угловая скорость близко расположенных. К примеру, вагоны поезда, движущегося проносятся мимо наблюдателя с большой скоростью, а самолет в небе исчезает из поля зрения медленно, хотя скорость его гораздо больше скорости поезда. Это потому, что поезд находится относительно наблюдателя ближе самолет. Таким образом, близко расположенные предметы исчезают из поля зрения раньше, чем отдаленные поскольку их угловая скорость больше. Однако движение предметов, перемещаются и чрезвычайно быстро (шар) и слишком медленно (движение часовой стрелки), глаз не воспринимает.

Точной оценке пространственного расположения предметов, их движения способствует также бинокулярное зрение (скоординированная работа обоих глаз). Это позволяет не только воспринимать объемное изображение предмета, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая часть объекта, но и определить местоположение в пространстве, расстояние. Это можно объяснить тем, что когда в коре большого мозга объединяется ощущения от изображений от предметов в левом и правом глазу, в ней происходит оценка последовательности расположения предметов, их формы.

Если преломляется в левом и правом глазу неодинаковое, это приводит к нарушению бинокулярного зрения (видение двумя глазами) — косоглазия Тогда на сетчатке возникает резкое изображение от одного глаза и расплывчатое от другого. Вызывается косоглазие нарушением иннервации мышц глаза, прирожденно или приобретенным снижением остроты зрения на один глаз и тому подобное.

Еще одним из механизмов пространственного восприятия является восхождение глаз (конвергенция). Оси правого и левого глаза с помощью глазодвигательного мышцы сходятся на предмете, который рассматривается. Чем ближе расположен предмет, тем сильнее сокращаться прямые внутренние и растягиваться прямые внешние мышцы глаза. Это позволяет определить удаленность предметов.

Эволюция и происхождение глаза

Даже самые простые беспозвоночные животные обладают способностью к фототропизма благодаря своему, пусть крайне несовершенном, зрения.

У беспозвоночных встречаются очень разнообразные по типу строения и зрительным возможностям глаза и глазки — одноклеточные и многоклеточные, прямые и обратные (инвертированные), паренхимной и эпителиальные, простые и сложные.

У членистоногих часто присутствуют несколько простых глаз (иногда непарный простой глазок — например, науплиальне глаз ракообразных) или пара сложных фасеточных глаз. Среди членистоногих некоторые виды имеют и простые, и сложные глаза: так, в ос двое сложных глаз и три простых глазка. В скорпионов 3-6 пар глаз (1 пара — главные, или медиальные, остальные — боковые), в щитня — 3. В эволюции фасеточные глаза произошли путем слияния простых глазков. Близкие по строению к простому глаза глаза мечехвостов и скорпионов, видимо, возникли из сложных глаз трилобитоподибних предков путем слияния их элементов.

Глаз человека состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его оболочками. У человека и позвоночных по два глаза, расположенных в глазных впадинах черепа.

Вероятно глаза, у всех видов имеют общее происхождение. Этот орган возник один раз и несмотря на различную строение у животных разных типов имеет очень похож генетический код управления развитием глаза. В 1994 году швейцарский профессор Вальтер Геринг (нем. Walter Gehring) открыл ген Pax-6 (этот ген относится к классу мастер-генов, то есть таких, которые управляют активностью и работой других генов). Этот ген присутствует как в Homo Sapiens так и во многих других видов животных, в частности у насекомых, но у медуз этот ген отсутствует. В 2010 году группа швейцарских ученых во главе с В. Геринга, обнаружила у медуз вида Cladonema radiatum ген Pax-a. Пересадив данный ген от медузы до мухи дрозофилы, и управляя его деятельностью удалось вырастить нормальные глаза мух в нескольких нетипичных местах.

Как установлено с помощью методов генетической трансформации, гены eyeless дрозофилы и Small eye мыши, которые имеют высокую степень гомологии, контролируют развитие глаз: при создании генноинженерных конструкции, с помощью которой вызывалась экспрессия гена мыши в различных имагинальных дисках мухи, у мухи появлялись эктопические фасеточные глаза на ногах, крыльях и других участках тела. В целом в развитие глаза привлечено несколько тысяч генов, однако один-единственный «пусковой ген» («мастер-ген») осуществляет запуск всей этой генной сети. То, что этот ген сохранил свою функцию в таких далеких групп, как насекомые и позвоночные, может свидетельствовать об общем происхождении глаз всех двобичносиметричних животных.

По генетической родством регуляторов развития глаз всех животных можно разделить на 3 типа: ген Pax-a — тип гидроидными, Pax-b — Кубомедузы, Pax-6 — во всех типов двусторонне-симметричных животных, в том числе людей. Исследования швейцарских ученых добавило аргументов в пользу одноразового возникновения такого органа как глаз.

Типы глаз

Фоторецепторные способность найдена уже в некоторых простейших существ. Беспозвоночные, много червей и змеи, а также двустворчатые моллюски имеют глаза простой структуры — без хрусталика. Среди моллюсков только головоногие имеют сложные глаза, похожие на глаза позвоночных.

Глаз насекомого — составное, состоит из многих отдельных фасеток, каждая из которых собирает свет и направляет его к рецептору, чтобы создать зрительный образ.

Существует десять различных типов структурной организации свитлосприймальних органов. Стоит отметить, что все схемы захвата оптического изображения, которые используются человеком, — за исключением трансфокатора (вариообъектива) и линзы Френеля — можно найти в природе. Схемы строения глаза можно категоризировать следующим образом:

  • «Простое глаз» — с одной вогнутой свитлосприймальною поверхностью,
  • «Сложный глаз» — состоящий из нескольких отдельных линз, расположенных на общей выпуклой поверхности.

Стоит заметить, что слово «простой» не относится к меньшего уровня сложности или остроты восприятия. На самом деле, оба типа строения глаза могут быть адаптированным к почти любого среды или типа поведения. Единственное ограничение, что присуще для данной схемы строения глаза, — это разрешение. Структурная организация сложных глаз не позволяет им достичь разрешения лучшей чем 1 °. Также, суперпозицийни глаза могут достигать высокой чувствительности чем Аппозиционный глаза. Именно поэтому, суперпозицийни глаза больше подходят жителям сред с низким уровнем освещенности (океаническое дно) или почти полным отсутствием света (подземные водоемы, пещеры). Глаза также естественно разделяются на две группы на основе строения клеток фоторецепторов: фоторецепторы могут быть цилиарной (как у позвоночных) или рабдомернимы. Эти две группы не являются монофилетическая. Так например, книдарии также присущи цилиарная клетки в качестве «глаз», а некоторых аннелид имеющиеся оба типа фоторецепторных клеток.

Человеческий глаз

Глаз человека является сферической структурой (глазным яблоком), находится в костяной глазницы. Свет попадает в него через роговую оболочку и проходит через зрачок, что движется, в радужной оболочке глаза. Свет фокусируется при одновременном действии изогнутой роговицы и хрусталика (круглой прозрачной структуры, находится по радужной оболочке). Мигающие мышцы действуют на хрусталик, изменяя его форму, и поэтому изображение объектов, расположенных на разных расстояниях, может фокусироваться на сетчатке, находится в задней части глаза и содержит светочувствительные клетки (палочки и колбочки), соединенные с мозгом зрительным нервом.

Интересно знать, что роговица хорошо восстанавливается — разрезы ней можно зашивать, и это не нарушает зрения. Вследствие некоторых болезней или в некоторых пожилых людей она мутнеет. Так возникает бельмо (пелена), в глаз не попадает свет, и человек слепнет. Операцию пересадки роговицы (1924) первым в мире предложил выдающийся отечественный офтальмолог Владимир Петрович Филатов (1875-1956). Он работал в глазной клинике при университете в Одессе (1903-1936), а с 1936 года организовал и возглавил Одесский институт глазных болезней, которому и присвоено имя В. П. Филатова.

Интересные факты

  • Хамелеоны могут смотреть одним глазом независимо от другого.
  • В глубоководной рыбы Macropinna microstoma глаза скрыты внутри прозрачной головы.

Изображения по теме

  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
  • Глаз
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть