Глаз
См. также: Глаз (версия Миг), Глаз человека (версия DmitriyRDS), Глаз (версия Погребного-Александрова).
Глаз (лат. oculus) — сенсорный орган животных и человека, воспринимающий свет и обеспечивающий функцию зрения. Глаза обладают способностью воспринимать электромагнитное излучение в т.н. видимом диапазоне ЭМП - который потому и называется световым диапазоном, что свет - это то, что видит глаз.
Глаз позвоночных животных представляет собой периферическую часть зрительного анализатора, в котором сенсорно-рецепторную функцию выполняют нейроны сетчатки.
Из истории[править | править код]
С глубокой древности первые открытия в области органов восприятия, органов чувств (Ибн аль-Хайсам 965—1039 гг.), затем — в области естественных наук, особенно в оптике, а также в физике, математике и других науках тесно связаны в работой зрительного восприятия.
Эволюция глаза[править | править код]
Даже простейшие беспозвоночные животные обладают способностью к фототропизму благодаря своему, пусть крайне примитивному зрению. По мере совершенствования зрительного аппарата количество и сложность глаз возрастает. У беспозвоночных часто присутствует множество фасеточных глаз. У скорпиона, например, 3-6 пар глаз, у щитня — 3.
Медузы обладают сложным зрительным аппаратом, подчас десятками «глаз», расположенных по перифприи мантии. Часть из них действительно «глаза», и позволяют строить изображение окружающего мира; другая часть — светочувствительные клетки в специальных фоторецепторных ямках, позволяют медуз отличать тёмное и светлое, свет и тьму в зоне действия рецептора.
Глаз человека состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его оболочками. У человека и позвоночных имеется по два глаза, расположенных в глазных впадинах черепа.
Схема эмбрионального развития и строения глаза головоногих моллюсков (вверху) и позвоночных. 1 — сетчатка, 2 — пигментная оболочка, 3 — роговица, 4 — радужка, 5 — хрусталик, 6 — ресничное (эпителиальное) тело, 7 — сосудистая оболочка, 8 — склера, 9 — зрительный нерв, 10 — покровная эктодерма, 11 — головной мозг. На основе совершенно различных морфогенетических процессов формируются подобные органы. Именно таким путем может быть осуществлено конвергентное развитие признаков у филогенетически неродственных организмов. В основе событий, последовательно строящих данную структуру, лежит, очевидно, генетически запрограммированный план развития. Последовательное развертывание этих событий регулируется сложным и точно настроенным генетическим механизмом, начало которому может положить одноразовая макромутация Гольдшмидта.[1]
Глаза в природе[править | править код]
В природе глаза многих обитателей Земли по своему строению довольно близки, но они существенно различаются своим видом, связанным с приспособленностью обитателей к внешней среде.
Строение глаза человека[править | править код]
Собственно глаз, или глазное яблоко (лат. bulbus oculi), — парное образование неправильной шаровидной формы, расположенное в каждой из глазных впадин (орбит) черепа человека и других животных.
Внешнее строение человеческого глаза[править | править код]
Для осмотра доступен только передний, меньший, наиболее выпуклый отдел глазного яблока — роговица, и окружающая его часть; остальная, большая, часть залегает в глубине глазницы.
Глаз имеет не совсем правильную шаровидную форму. Длина его саггитальной оси в среднем равна 24 мм, горизонтальной — 23,6 мм, вертикальной — 23,3 мм. Масса глазного яблока 7—8 г.
В глазном яблоке различают два полюса: передний и задний. Передний полюс соответствует наиболее выпуклой центральной части передней поверхности роговицы, а задний полюс располагается в центре заднего сегмента глазного яблока, несколько кнаружи от места выхода зрительного нерва.
Линия, соединяющая оба полюса глазного яблока, называется наружной осью глазного яблока. Расстояние между передним и задним полюсами глазного яблока является его наибольшим размером и равно примерно 24 мм.
Другой осью в глазном яблоке является внутренняя ось — она соединяет точку внутренней поверхности роговицы, соответствующую её переднему полюсу, с точкой на сетчатке, соответствующей заднему полюсу глазного яблока, её размер в среднем составляет 21,5 мм.
При наличии более длинной внутренней оси лучи света после преломления в глазном яблоке собираются в фокусе впереди сетчатки. При этом хорошее зрение предметов возможно только на близком расстоянии — близорукость, миопия.
Если внутренняя ось глазного яблока относительно короткая, то лучи света после преломления собираются в фокусе позади сетчатки. В этом случае видение даль лучше, чем вблизи, — дальнозоркость, гиперметропия.
Наибольший поперечный размер глазного яблока у человека в среднем равен 23,6 мм, а вертикальный — 23,3 мм.
Выделяют также зрительную ось глазного яблока, которая простирается от его переднего полюса до центральной ямки сетчатки.
Линия, соединяющая точки наибольшей окружности глазного яблока во фронтальной плоскости, называется экватором. Он находится на 10—12 мм позади края роговицы. Линии, проведённые перпендикулярно экватору и соединяющие на поверхности яблока оба его полюса, носят название меридианов. Вертикальный и горизонтальный меридианы делят глазное яблоко на отдельные квадранты.
Внутреннее строение[править | править код]
Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, представляющее его прозрачное содержимое — стекловидное тело, хрусталик, водянистая влага в передней и задней камерах.
Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.
- Наружная, или фиброзная, оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi), к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока, выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части — роговицы, и задней непрозрачной части белесоватого цвета — склеры.
- Средняя, или сосудистая, оболочка глазного яблока (tunica vasculosa bulbi), играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом. Она образована радужкой, ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой.
- Внутренняя, или сетчатая, оболочка глазного яблока (tunica interna bulbi), — сетчатка — это рецепторная часть зрительного анализатора, здесь происходит непосредственное восприятие света, биохимические превращения зрительных пигментов, изменение электрических свойств нейронов и передача информации в центральную нервную систему.
С функциональной точки зрения оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: светопреломляющий и аккомодационный, формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный аппарат.
Светопреломляющий аппарат[править | править код]
Светопреломляющий аппарат глаза представляет собой оптикобиологическую систему линз, формирующую на сетчатке уменьшенное и перевёрнутое оптическое изображение внешнего мира. Он включает в себя (см. рис.1) роговицу, жидкости передней и задней камер глаза, хрусталик, а также стекловидное тело, позади которого находится сетчатка (фокальная поверхность), на которую фокусируется рассматриваемый объект (видимые лучи света).
Например, миопию (см. близорукость глаза) исправляют очками, контактными линзами или рефракционной хирургией. Лечение и коррекция близорукости успешно проводится при помощи хирургической операции, уменьшающей или полностью устраняющей зависимость от очков или контактных линз (рефракционная хирургия). Наиболее часто такие операции делаются с помощью специальных эксимерных лазеров. Во время фоторефракционной кератэктомии, или ФРК, лазер удаляет тончайший слой роговичной ткани (не трогая хрусталик), которая вместе с хрусталиком составляют часть сложной биологической оптической системой, выполняющей роль «анасимгмата» (не следует рассматривать только хрусталик глаза). Роговичная ткань при уплощение роговицы позволяет световым лучам в глазу собираться ближе к сетчатке или прямо на ней, т.е она участвует в преломляющей способности световых лучей. Во время проведения операции LASIK — самой частой рефракционной операции — из поверхностных слоев роговицы вырезается лоскут, под которым лазерным лучом удаляется небольшая часть роговичной ткани, после роговичный лоскут кладётся на место.[2]
В некоторых случаях, таких как высокая степень близорукости (больше 11 — 12 диоптрий), тонкая роговица, наличие мутного хрусталика, эксимерлазерная коррекция близорукости невозможна или нецелесообразна. В таких ситуациях исправления близорукости можно добиться «ножевой», или полостной операцией. При имплантации отрицательной линзы вставляется через маленький разрез внутрь глаза мягкая линза, которая рассеивает световые лучи и заставляет их собираться на сетчатке или максимально близко к ней. Во время замены прозрачного хрусталика так же через маленький разрез удаляется, как следует из названия, хрусталик из глаза, а на его место ставится линза с расчётом на исправление близорукости.
Получение оптического изображения на сетчатке глаза[править | править код]
Работа глаза как биологическое оптическое устройство явилась прототипом работы фотоаппарата, фотокамеры. Больше того, если фотокамеры содержат фокальную поверхность в виде плоскости, что теоретически с точки зрения появления аберраций, фокальной поверхносью должна быть плоскость (тонкая линза). В реальной же оптике поверхность, обладающая такими свойствами, плоскостью не является. Сетчатка глаза соответствует этим требованиям.
На рис.4 схематически показано формирование оптического изображения, где фокальная поверхность — «выпрямленная сетчатка» условно может быть принята вместо фотосенсора или фотоплёнки. На рис.3 схематически показано уменьшенное перевёрнутое оптическое изображение на сетчатке глаза, имеющую условно криву (условно сферическую) поверхность (см. рис.1) 24 — влагалища глазного яблока.
Аккомодационный аппарат[править | править код]
Аккомодационный аппарат глаза обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке, а также приспособление глаза к интенсивности освещения. Он включает в себя радужку с отверстием в центре — зрачком — и ресничное тело с ресничным пояском хрусталика.
Фокусировка изображения обеспечивается за счёт изменения кривизны хрусталика, которая регулируется цилиарной мышцей. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет, настраиваясь на видение близко расположенных объектов. При расслаблении мышцы хрусталик уплощается, и глаз приспосабливается для видения удалённых предметов.
Зрачок представляет собой отверстие переменного размера в радужке. Он выполняет роль диафрагмы глаза, регулируя количество света, падающего на сетчатку. При ярком свете кольцевые мышцы радужки сокращаются, а радиальные расслабляются, при этом зрачок сужается, и количество света, попадающего на сетчатку уменьшается, это предохраняет её от повреждения. При слабом свете наоборот сокращаются радиальные мышцы, и зрачок расширяется, пропуская в глаз больше света.
- см. подробнее: Аккомодация.
Рецепторный аппарат[править | править код]
Рецепторный аппарат глаза представлен зрительной частью сетчатки, содержащей фоторецепторные клетки, а также тела и аксоны нейронов, образующих зрительный нерв.
Сетчатка также имеет слоистое строение. Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней камеры, хрусталик и стекловидное тело и, пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток — палочек и колбочек. В них протекают фотохимические процессы, обеспечивающие цветовое зрение (подробнее см. Зрение человека).
В заднем её полюсе находится небольшое углубление — центральная ямка — наиболее чувствительный участок сетчатки, в котором содержатся только колбочки. Место на сетчатке, где нет ни палочек, ни колбочек называется слепым пятном; оттуда из глаза выходит зрительный нерв.
Заболевания глаз[править | править код]
Изучением заболеваний глаз занимается наука офтальмология.
Существует множество заболеваний, при которых происходит поражение органа зрения. При некоторых из них патология возникает первично в самом глазу, при других заболеваниях вовлечение в процесс органа зрения происходит как осложнение уже существующих заболеваний. К первым относят врождённые аномалии органа зрения, опухоли, повреждения органа зрения, а также инфекционные и неинфекционные заболевания глаз у детей и взрослых. Также поражение глаз происходит при таких общих заболеваниях как сахарный диабет, базедова болезнь, гипертоническая болезнь и других.
Некоторые из первичных заболевания глаз:
- Катаракта — офтальмологическое заболевание, связанное с помутнением хрусталика глаза и вызывающее различные степени расстройства зрения.
Болезнь может развиться под влиянием внешних факторов, например под воздействием излучения, либо в результате некоторых заболеваний, в частности сахарного диабета. Физически помутнение хрусталика обусловлено денатурацией белка, входящего в состав этого органа.
- Глаукома — большая группа глазных заболеваний, характеризующаяся постоянным или периодическим повышением внутриглазного давления с последующим развитием типичных дефектов поля зрения, снижением зрения и атрофией зрительного нерва.
Различают две основные формы глаукомы: открытоугольная глаукома и закрытоугольная глаукома. Кроме того существуют врожденная глаукома и ювенильная, а также различные формы вторичной глаукомы и связаные с аномалиями развития глаза.
- Дальнозоркость — особенность рефракции глаза, состоящая в том, что изображения далеких предметов в покое аккомодации фокусируются за сетчаткой. В молодом возрасте при не слишком высокой дальнозоркости с помощью напряжения аккомодации можно сфокусировать изображение на сетчатке.
- Миопия (Близорукость) это дефект (аномалия рефракции) зрения, при котором изображение падает не на сетчатку глаза, а перед ней из-за того, что преломляющая система глаза обладает увеличенной оптической силой и слишком сильно фокусирует (относительно данного передне-заднего размера глазного яблока). Человек при этом хорошо видит вблизи, но плохо видит вдаль и должен пользоваться очками или контактными линзами с отрицательными значениями оптической силы.
- Отслоение сетчатки — процесс отделения сетчатой оболочки глаза от сосудистой оболочки. В здоровом глазу они тесно соприкасаются. Отслоение сетчатки нередко приводит к значительному снижению зрения. Чаще всего она возникает при травмах и близорукости, а также при диабетической ретинопатии, внутриглазных опухолях, дистрофиях сетчатой оболочки.
- Ретинопатия — невоспалительное поражение сетчатой оболочки глазного яблока. Основной причиной являются сосудистые нарушения, которые приводят к расстройству кровоснабжения сетчатки. Ретинопатия часто проявляется как осложнение гипертонической болезни, сахарного диабета и других системных заболеваний.
- Ретинобластома — злокачественная опухоль сетчатки глаза.
- Дальтонизм — наследственная, реже приобретённая особенность зрения, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты на основании собственных ощущений, в 1794 году.
- Демодекоз — ресничный клещ, в просторечии — демодекс) — болезнь, вызываемая паразитированием условно патогенного клеща — железницы угревой (Demodex folliculorum и Demodex brevis). Клещ размерами 0,2-0,5 мм обитает в глубине сальных и мейбомиевых желез, в волосяных фолликулах человека и млекопитающих.
- Ожог глаза — процесс, который возникает из-за попадания в глаз химически активных веществ (щелочей, кислот и др.)
- Бленнорея — острое гнойное воспаление слизистой оболочки (конъюнктивы) глаз, наиболее часто вызывается гонококком (гонобленнорея). Возникает чаще у новорожденных, которые заражаются во время родов от больной гонореей матери. Может привести к слепоте.
- Кератит — воспаление роговицы глаза, проявляющееся преимущественно её помутнением, изъязвлением, болью и
покраснением глаза. Может иметь травматическое или инфекционное (грипп, туберкулёз и др.) происхождение. Наблюдаются слезотечение, светобоязнь, блефароспазм, уменьшение прозрачности и блеска роговицы с последующим её изъязвлением и развитием тяжелых осложнений. Возможный исход кератита — бельмо, снижение зрения.
- Косоглазие — любое аномальное нарушение параллельности зрительных осей обоих глаз. Положение глаз, характеризующееся неперекрещиванием зрительных осей обоих глаз на фиксируемом предмете. Объективный симптом — несимметричное положение роговиц в отношении углов и краёв век.
- Кератоконус — дегенеративное невоспалительное заболевание глаза, при котором роговица истончается и принимает коническую форму. Кератоконус может привести к серьёзному ухудшению зрения. Чаще всего пациенты предъявляют жалобы на светобоязнь, двоение, размазывание изображения. Заболевание является наиболее распространённой формой дистрофии роговицы. Кератоконус поражает примерно одного человека из тысячи, независимо от национальности и места проживания. Диагноз обычно ставится в юности, а наиболее тяжёлой стадии течение болезни достигает к двадцати или тридцати годам.
- Деструкция стекловидного тела — помутнение волокон стекловидного тела глаза, наблюдаемые человеком в виде нитей, «мотков шерсти», точечных, порошковидных, узелковых или игольчатых включений, которые плавают вслед за движением глаз то в одну, то в другую сторону. Данное явление называют «плавающими помутнениями» (англ. floaters), «летающими мушками» (лат. muscae volitantes), «гусеницами», и даже «бактериями».
Так же известна как «мушки, паутинки, точки, чёрточки, пыль в глазах» со слов обывателей. При постановке диагноза врачами-офтальмологами в существенном числе случаев обозначается как ДСТ.
- Кератомаляция — заболевание глаз, результирующее в сухости роговицы. Одной из главных причин его возникновения является недостаток витамина A.
- Астигматизм — дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика или роговицы, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Оптическими линзами сферической формы дефект компенсируется не полностью.
- Конъюнктивит — воспаление соединительной оболочки глаза (конъюнктивы), вызванное, чаще всего, аллергической реакцией или инфекцией (вирусной, реже бактериальной).
- Иридоциклит
- Выпадение глазного яблока
См. также[править | править код]
- Радужная оболочка
- Видимое излучение
- Эффект Мандельбаума
- Диапазон яркостей изображения
- Бионический глаз
- Зрение
Ссылки[править | править код]
| Глаз на Викискладе |
- Офтальмология — анатомия глаза, болезни и лечение
- Зрение у животных
- Об эволюции глаза
- ГЛАЗА — орган зрения. Зрение.
Литература[править | править код]
- Г. Е. Крейдлин. Жесты глаз и визуальное коммуникативное поведение // Труды по культурной антропологии М., 2002, с. 236—251
