1. Величезна кількість деталей
2. Проходження світла
3. фокусування
4. Значення «фотоплівки»
5. сприйняття мозку
6. рух очей
7. очищення очей
8. Очі як показник стану
9. вместо Висновки
10. Перевірте свои знання

Зір є каналом, за допомогою якого людина отримує приблизно 70% всіх даних про світ, який його оточує. І можливо це тільки з тієї причини, що саме зір людини являє собою одну з найскладніших і вражають уяву глядачів систем на нашій планеті. Якби не було зору, всі ми, швидше за все, просто жили б в темряві.
Людське око має досконалим будовою і забезпечує зір не тільки в кольорі, але також в трьох вимірах і з високою різкістю. Він має здатність миттєво змінювати фокус на найрізноманітніші відстані, здійснювати регуляцію об'єму надходить світла, розрізняти між собою величезну кількість квітів і ще більшу кількість відтінків, проводити корекцію сферичної і хроматичної аберацій і т.д. З мозком очей пов'язують шість рівнів сітківки, в яких ще перед тим, як інформація буде відправлена ​​в мозок, дані проходять через етап компресії.

Але як же влаштовано наше з вами зір? Як за допомогою посилення кольору, відбитого від предметів, ми трансформуємо його в зображення? Якщо подумати про це серйозно, можна зробити висновок, що пристрій зорової системи людини до найдрібніших подробиць «продумано» створила його Природою. Якщо ж ви віддаєте перевагу вірити в те, що за створення людини відповідальний Творець або якась Вища Сила, то цю заслугу можете приписати їм. Але давайте не будемо розбиратися в таємниці буття , А продовжимо розмову про пристрій зору.

Величезна кількість деталей

Будова ока та його фізіологію можна без натяків назвати дійсно ідеальними. Подумайте самі: обидва ока знаходяться в кісткових западинах черепа, які захищають їх від всіляких пошкоджень, проте виступають з них вони саме так, щоб забезпечувався максимально широкий горизонтальний огляд.

Відстань, на якому очі знаходяться один від одного, забезпечує просторову глибину. А самі очні яблука, як достеменно відомо, володіють кулястою формою, завдяки чому здатні обертатися в чотирьох напрямках: вліво, вправо, вгору і вниз. Але кожен з нас сприймає все це, як само собою зрозуміле - мало кому приходить в голову уявити, що було б, якби наші очі були квадратними або трикутними або їх рух було б хаотичним - це б зробило зір обмеженим, сумбурним і малоефективним.

Отже, пристрій очі гранично складно, але як раз це і робить можливим роботу приблизно чотирьох десятків його різних складових. І навіть якщо б не було хоч одного з цих елементів, процес зору перестав би здійснюватися так, як йому слід здійснюватися.

Щоб переконатися в тому, наскільки складно влаштований очей, пропонуємо вам звернути свою увагу на малюнок нижче.

Давайте ж поговоримо про те, як реалізується на практиці процес зорового сприйняття, які елементи зорової системи в цьому беруть участь, і за що кожен з них відповідає.

Проходження світла

У міру наближення світла до ока світлові промені стикаються з рогівкою (інакше її називають роговий оболонкою). Прозорість рогівки дозволяє світлу проходити крізь неї у внутрішню поверхню очі. Прозорість, до речі, є найважливішою характеристикою рогівки, і прозорою вона залишається через те, що особливий протеїн, який в ній міститься, стримує розвиток кровоносних судин - процес, що відбувається практично в кожній з тканин людського тіла. У тому випадку якщо б рогівка прозорою була, інші компоненти зорової системи не мали б ніякого значення.

Крім іншого, рогівка не дає потрапляти у внутрішні порожнини очі сміттю, пилу і будь-яким хімічним елементам. А кривизна рогівки дозволяє їй заломлювати світло і допомагати кришталику фокусувати світлові промені на сітківці.

Після того як світло пройшов крізь рогівку, він проходить через маленький отвір, розташоване посередині райдужки ока. Райдужка ж являє собою круглу діафрагму, яка знаходиться перед кришталиком відразу за рогівкою. Райдужка також є тим елементом, який надає оку колір, а колір залежить від переважаючого в райдужці пігменту. Центральне отвір в райдужці - це і є знайомий кожному з нас зіницю. Розмір цього отвору має можливість змінюватися, щоб контролювати кількість що надходить в око світла.

Розмір зіниці зміняться безпосередньо радужкою, а зумовлено це її унікальним будовою, адже складається вона з двох різних видів м'язових тканин (навіть тут є м'язи!). Перша м'яз є кругової стискає - вона розташовується в райдужці кругообразно. Коли світло яскравий, відбувається її скорочення, внаслідок чого зіницю скорочується, як би втягуючись м'язом всередину. Друга м'яз є розширює - вона розташована радіально, тобто по радіусу райдужки, що можна порівняти зі спицями в колесі. При темному освітленні відбувається скорочення цієї другої м'язи, і райдужка розкриває зіницю.

багато фахівці-еволюціоністи до сих пір відчувають деякі труднощі, коли намагаються пояснити, яким же все-таки чином відбувається формування вищеназваних елементів зорової системи людини, адже в будь-який інший проміжної формі, тобто на будь-якому еволюційному етапі працювати вони просто не змогли б, але людина бачить з самого початку свого існування. Загадка ...

фокусування

Минаючи названі вище етапи, світло починає проходити через кришталик, що знаходиться за радужкой. Кришталик є оптичним елементом, що має форму опуклого довгастого кулі. Кришталик абсолютно гладкий і прозорий, в ньому немає кровоносних судин, а сам він розташований в еластичному мішечку.

Проходячи крізь кришталик, світло заломлюється, після чого відбувається його фокусування на ямці сітківки - самому чутливому місці, що містить максимальну кількість фоторецепторів.

Важливо зауважити, що унікальну будову і склад забезпечують рогівці і кришталику велику силу заломлення, що гарантує короткий фокусна відстань. І як же дивно, що така складна система вміщається всього в одному очному яблуці (подумайте тільки, як би міг виглядати людина, якби для фокусування світлових променів, що йдуть від предметів, був би потрібний, наприклад, метр!).

Не менш цікавим є і те, що спільна заломлююча сила цих двох елементів (рогівки і кришталика) знаходиться в прекрасному співвідношенні з очним яблуком, а це можна сміливо назвати ще одним доказом того, що зорова система створена просто неперевершено, тому що процес фокусування занадто складний, щоб говорити про нього, як про щось, що сталося лише завдяки покроковим мутацій - еволюційним стадіях.

Якщо ж мова йде про предмети розташованих близько до ока (як правило, близьким вважається відстань менше 6 метрів), то тут все ще цікавіше, адже в цій ситуації переломлення світлових променів виявляється ще більш сильним. Забезпечується ж це збільшенням кривизни кришталика. Кришталик з'єднаний за допомогою циліарних пасків з ресничной м'язом, яка, скорочуючись, дає кришталику можливість приймати більш опуклу форму, тим самим збільшуючи свою здатність заломлення силу.

І тут знову не можна не згадати про складному будову кришталика: складають його безліч ниточок, які складаються із сполучених один з одним клітинок, а тонкі пояски пов'язують його з циліарного тілом. Фокусування здійснюється під контролем головного мозку вкрай швидко і на повному "автоматі" - здійснити такий процес усвідомлено для людини неможливо.

Значення «фотоплівки»

Результатом фокусування стає зосередження зображення на сітківці, що представляє собою багатошарову тканину, чутливу до світла, яка покриває задню частину очного яблука. У сітківці міститься приблизно 137 000 000 фоторецепторів (для порівняння можна навести сучасні цифрові фотоапарати, в яких подібних сенсорних елементів не більше 10 000 000). Таку величезну кількість фоторецепторів обумовлено тим, що розташовані вони вкрай щільно - приблизно 400 000 на 1 мм ².

Тут не буде зайвим привести слова фахівця з мікробіології Алана Л. Гілл, що говорить у своїй книзі «Тіло за задумом» про сітківці ока, як про шедевр інженерного проектування. Він вважає, що сітківка є найдивовижнішим елементом очі, яке можна порівняти з фотоплівкою. Світлочутлива сітківка, розташована на задній стороні очного яблука, набагато тонше целофану (її товщина становить не більше 0,2 мм) і набагато чутливіші, ніж будь-яка, створена людиною фотоплівка. Клітини цього унікального шару здатні обробляти до 10 мільярдів фотонів, в той час як найчутливіший фотоапарат здатний обробити лише кілька їх тисяч. Але ще дивніше те, що людське око може вловлювати одиниці фотонів навіть в темряві.

Всього сітківку складають 10 шарів фоторецепторних клітин, 6 шарів з яких є шарами світлочутливих клітин. 2 види фоторецепторів мають особливу форму, у зв'язку з чим їх називають колбочками і паличками. Палички вкрай чутливі до світла і забезпечують оці чорно-біле сприйняття і нічний зір. Колбочки, в свою чергу, не так чутливі до світла, але здатні розрізняти кольори - оптимальна робота колб відзначається в денний час доби.

Завдяки роботі фоторецепторів світлові промені трансформуються в комплекси електричних імпульсів і надсилаються в мозок на неймовірно великій швидкості, а самі ці імпульси за частки секунд долають понад мільйон нервових волокон.

Зв'язок фоторецепторних клітин в сітківці дуже складна. Колбочки і палички ніяк безпосередньо з мозком не пов'язані. Отримавши сигнал, вони переадресовують його біполярним клітинам, а ті перенаправляють вже оброблені собою сигнали гангліозних клітин, більше мільйона аксонів (нейритів, по яких передаються нервові імпульси) яких становлять єдиний зоровий нерв, по якому дані і надходять в мозок.

Два шару проміжних нейронів, до того як зорові дані будуть відправлені в мозок, сприяють паралельної обробці цієї інформації шістьма рівнями сприйняття, що знаходяться в сітківці ока. Необхідно це для того щоб зображення розпізнавалися якомога швидше.

сприйняття мозку

Після того як оброблена зорова інформація надходить в мозок, він починає її сортування, обробку та аналіз, а також формує цілісне зображення з окремих даних. Звичайно ж, про роботу людського мозку ще багато чого невідомо, проте навіть того, що науковий світ може надати сьогодні, цілком достатньо, щоб здивуватися.

За допомогою двох очей формуються дві «картинки» світу, який оточує людину - по одній на кожну сітківку. Обидві «картинки» передаються в мозок, і в дійсності людина бачить два зображення в одне і той же час. Але як?

А справа ось в чому: точка сітківки одного ока точно відповідає точці сітківки іншого, а це говорить про те, щоб обидва зображення, потрапляючи в мозок, можуть накладатися один на одного і поєднуватися разом для отримання єдиного зображення. Інформація, отримана фоторецепторами кожного з очей, сходиться в зоровій корі головного мозку, де і з'являється єдине зображення.

У зв'язку з тим, що у двох очей може бути різна проекція, можуть спостерігатися і деякі невідповідності, проте мозок зіставляє і з'єднує зображення таким чином, що людина ніяких невідповідностей не відчуває. Мало того - ці невідповідності можуть бути використані з метою отримання почуття просторової глибини.

Як відомо, через заломлення світла зорові образи, що надходять у мозок, спочатку є дуже маленькими і перевернутими, однак «на виході» ми отримуємо те зображення, яке звикли бачити.

Крім цього в сітківці зображення ділиться мозком надвоє по вертикалі - через лінію, яка проходить через ямку сітківки. Ліві частини зображень, отриманих обома очима, перенаправляються в права півкуля , А праві частини - в ліве. Так, кожне з півкуль дивиться людини отримує дані тільки від однієї частини того, що він бачить. І знову - «на виході» ми отримуємо цілісне зображення без яких би то не було слідів з'єднання.

Поділ зображень і вкрай складні оптичні шляхи роблять так, що мозок бачить окремо кожним зі своїх півкуль з використанням кожного з очей. Це дозволяє прискорити обробку потоку вхідної інформації, а також забезпечує зір одним оком, якщо раптом людина з будь-якої причини перестає бачити іншим.

Можна зробити висновок, що мозок в процесі обробки зорової інформації прибирає «сліпі» плями, спотворення через мікрорухів очей, моргань, кута зору і т.п., пропонуючи своєму господареві адекватне цілісне зображення спостережуваного.

рух очей

Ще одним з важливих елементів зорової системи є рух очей . Применшувати значення цього питання ніяк не можна, тому що щоб взагалі мати можливість використовувати зір належним чином ми повинні вміти повертати очі, піднімати їх, опускати, коротше кажучи - рухати очима.

Всього можна виділити 6 зовнішніх м'язів, які з'єднуються з зовнішньою поверхнею очного яблука. До цих м'язів відносяться 4 прямі (нижня, верхня, бокова і середня) і 2 косі (нижня і верхня).

У той момент, коли будь-яка з м'язів скорочується, м'яз, що є для неї протилежної, розслабляється - це забезпечує рівне рух очей (в іншому випадку всі рухи очима здійснювалися б ривками).

При повороті двох очей автоматично змінюється рух усіх 12 м'язів (по 6 м'язів на кожне око). І примітно те, що процес цей є безперервним і дуже добре скоординованим.

За словами знаменитого офтальмолога Пітера Джені, контроль і координація зв'язку органів і тканин з центральною нервовою системою за допомогою нервів (це називається іннервацією) всіх 12 очних м'язів являє собою один з дуже складних процесів, що відбуваються в мозку. Якщо ж додати до цього точність перенаправлення погляду, плавність і рівність рухів, швидкість, з якою може обертатися очей (а вона становить в сумі до 700 ° в секунду), і з'єднати все це, ми отримаємо насправді феноменальну по частині виконання рухливу очну систему. А то, що людина має два очі, робить її ще більш складною - при синхронному русі очей необхідна однакова м'язова іннервація.

М'язи, які обертають очі, відмінні від м'язів скелета, тому що їх становить безліч всіляких волокон, а контролюються вони ще більшим числом нейронів, інакше точність рухів стала б неможливою. Дані м'язи можна назвати унікальними ще й тому, що вони здатні швидко скорочуватися і практично не втомлюються.

очищення очей

З огляду на те, що око - це один з найбільш важливих органів людського організму, він потребує безперервного догляду. Саме для цього якраз і передбачена, якщо так можна назвати, «інтегрована система очищення», яка складається з брів, повік, вій і слізних залоз.

За допомогою слізних залоз регулярно проводиться липка рідина, з повільною швидкістю рухається вниз по зовнішній поверхні очного яблука. Ця рідина змиває різний сміття (пил і т.п.) з рогівки, після чого входить у внутрішній слізний канал і потім стікає по носовому каналу, виводячись з організму.

В сльозах міститься дуже сильну антибактеріальну речовину, що знищує віруси і бактерії. Повіки виконують функцію склоочисників - вони очищають і зволожують очі завдяки мимовільного морганню з інтервалом в 10-15 секунд. Разом з століттями працюють ще й вії, запобігаючи потрапляння в око будь-якого сміття, бруду, мікробів і т.п.

Якби повіки не виконували свою функцію, очі людини поступово б засохли і вкрилися рубцями. Якби не було слізного протоку, очі б постійно заливалися слізної рідиною. Якби людина не кліпав, в його очі потрапляв би сміття, і він міг би навіть осліпнути. Вся «очисна система» повинна включати в себе роботу всіх елементів без виключення, в іншому випадку вона просто перестала б функціонувати.

Очі як показник стану

Очі людини здатні передавати чимало інформації в процесі його взаємодії з іншими людьми і навколишнім світом. Очі можуть випромінювати любов, горіти від гніву, відображати радість, страх або занепокоєння, говорити про тривогу або втоми. Очі показують, куди дивиться людина, зацікавлений він в чому-небудь чи ні.

Наприклад, коли люди закочують очі, розмовляючи з ким-то, це можна розцінювати зовсім інакше, ніж звичайний погляд, спрямований вгору. Великі очі у дітей викликають у оточуючих захоплення і розчулення. А стан зіниць відображає той стан свідомості, в якому в даний момент часу знаходиться людина. Очі - це показник життя і смерті, якщо вже говорити в глобальному сенсі. Напевно, саме з цієї причини їх називають «дзеркалом» душі.

вместо Висновки

У цьом уроці ми з вами розглянулі Пристрій зорової системи людини. Природно, ми упустили чимало деталей (сама по собі ця тема дуже об'ємна і вмістити її в рамки одного уроку проблематично), але все-таки постаралися донести матеріал так, щоб ви мали чітке уявлення про те, ЯК бачить людина.

Ви не могли не помітити, що як складність, так і можливості очі дозволяють цьому органу багато разів перевершувати навіть найсучасніші технології і наукові розробки. Око є наочною демонстрацією складності інженерії в величезній кількості нюансів.

Але знати про пристрій зору - це, звичайно ж, добре і корисно, проте найбільш важливо знати про те, як зір можна відновлювати. Справа в тому, що і спосіб життя людини, і умови, в яких він живе, і деякі інші фактори (стреси, генетика, шкідливі звички, захворювання і багато іншого) - все це нерідко сприяє тому, що з роками зір може погіршуватися, т . Е. зорова система починає давати збої.

Але погіршення зору в більшості випадків не є незворотнім процесом - знаючи певні методики, даний процес можна повернути назад, і зробити зір, якщо вже й не таким, як у немовляти (хоча іноді можливо і це), то хорошим настільки, наскільки взагалі це можливо для кожної окремо взятої людини. Тому наступний урок нашого курсу з розвитку зору буде присвячений методам відновлення зору.

Зрите в корінь!

Перевірте свои знання

Якщо ви хочете перевірити свої знання з теми даного уроку, можете пройти невеликий тест, що складається з декількох питань. У кожному питанні правильним може бути тільки 1 варіант. Після вибору вами одного з варіантів, система автоматично переходить до наступного питання. На одержувані вами бали впливає правильність ваших відповідей і витрачений на проходження час. Зверніть увагу, що питання щоразу різні, а варіанти перемішуються.