Читать книгу Болезни глаз - Г. Н. Ужегов - Страница 4
Как мы видим? Физиология зрения
ОглавлениеПалочки и колбочки, располагающиеся в наружном слое сетчатки, являются светочувствительными рецепторами глаза. Они находятся в самом непосредственном контакте с нервными окончаниями (нейронами). Отростки ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв. В конечном счете образуется цепочка клеток, которые под действием света генерируют и проводят нервный импульс, который идет в зрительный нерв, а затем – в кору головного мозга. Зрительный нерв на выходе из глаза делится на две половины. Внутренняя его половина перекрещивается и вместе с наружной половиной противоположной стороны направляется к коленчатому телу, где находится еще один нейрон, заканчивающийся в зрительной зоне коры затылочной доли полушария. Часть волокон зрительного тракта направляется к клеткам ядер верхних бугорков четверохолмия. Эти ядра, так же как и ядра коленчатых тел, представляют собой первичные зрительные центры. Основным раздражителем для глаза является свет, который представляет собой электромагнитные волны длиной от 400 до 750 ммк. Более короткие (ультрафиолетовые) и более длинные (инфракрасные) лучи глазом человека не воспринимаются. В передней части глаза находятся хрусталик и роговица, представляющие собой аппарат, преломляющий световые лучи и фокусирующий их на сетчатке. В сетчатке насчитывают около 7 миллионов колбочек и почти 130 миллионов палочек. Палочки обладают большей чувствительностью к свету, их также называют аппаратом сумеречного зрения.
Чувствительность колбочек к свету почти в 1000 раз меньше, чем чувствительность палочек, – они являются аппаратом дневного и цветового видения. Из млекопитающих только обезьяны и люди способны воспринимать цвета. Собаки и копытные животные цвета не воспринимают (так же, как и быки, которые не могут отличить черный цвет от синего и красного). Колбочки и палочки разбросаны по сетчатке неравномерно. На дне глаза, напротив зрачка, имеется так называемое желтое пятно, в центре которого есть углубление. Здесь фиксируется изображение при рассматривании предмета. В центральной ямке желтого пятна находятся только колбочки. Чем ближе к периферии сетчатки, тем меньше на ней колбочек. Соответственно, по направлению к периферии увеличивается число палочек. На периферии сетчатки находятся только палочки. Недалеко от желтого пятна находится слепое пятно (расположено ближе к носу). Слепое пятно – место выхода зрительного нерва. В этом участке глаза нет фоторецепторов, и оно не принимает участия в зрении. Глаз человека всегда находится в скачкообразном, мелком и непрерывном движении. Это движение почти незаметно, но благодаря ему в мозг поступает информация об изменениях световых сигналов. Импульсы в зрительном нерве возникают только в момент включения и выключения света. Если бы глаз человека был неподвижен, мы бы видели мир как бы затянутым серой дымкой, как это происходит у лягушки. Зато появление летящей мошки лягушка видит моментально.
Как строится изображение на сетчатке?
Пройдя через несколько преломляющих сред (роговица, передняя камера, хрусталик, стекловидное тело), луч света попадает на сетчатку. Ясное видение какого-либо предмета возможно только в том случае, если лучи, исходящие из одной точки внешнего пространства, будут сфокусированы в одну точку на сетчатке. Глаз сам по себе представляет сложную оптическую систему, но для того, чтобы построить простейшее изображение, можно воспользоваться моделью глаза. Такая модель может иметь только одну преломляющую поверхность (роговицу) и одну преломляющую среду (стекловидное тело). Для того чтобы построить изображение на модели глаза (редуцированный глаз), надо от двух крайних точек предмета провести два луча через узловую точку (точка, через которую лучи идут не преломляясь, в редуцированном глазу она помещается на расстоянии 7,5 мм от вершины роговицы и в 15 мм от сетчатки, такие расстояния взяты потому, что длина обычного человеческого глаза составляет 22,5 мм). Лучи, проходящие через узловую точку, называются направляющими, а угол, образуемый ими, называется углом зрения. Изображение на сетчатке получается перевернутое, действительное и уменьшенное. Но несмотря на то что изображение на сетчатке перевернуто, мы видим предмет в прямом изображении. Это происходит потому, что деятельность одних органов чувств проверяется другими органами. Когда-то древнегреческий естествоиспытатель Страттон поставил интересный опыт. Он надел очки с оптической системой, позволяющей видеть все «вверх ногами». Но уже через 4 дня изображение стало на свое место, и он стал видеть все окружающее в обычном виде.
Что такое острота зрения?
Острота зрения – это способность глаза видеть раздельно две точки, что доступно глазу в том случае, если расстояние между точками не менее 4 микрон, а угол зрения составляет одну угловую минуту. Если угол зрения меньше 1 минуты, то мы не получим ясного изображения, так как точки сольются. Для примера можно рассмотреть здание, украшенное электрическими гирляндами. С большого расстояния мы увидим не отдельные лампочки, а прямые или волнистые линии. Только подойдя ближе, мы сможем различить каждый источник света. Если лучи, падающие на сетчатку, возбуждают сплошной ряд колбочек, то глаз видит сплошную линию. Но если возбуждаются только колбочки, стоящие через одну, то глаз видит отдельные точки. Для того чтобы видеть раздельно две отдельные точки, надо, чтобы между двумя возбужденными колбочками находилась хотя бы одна невозбужденная. Для определения остроты зрения в больницах пользуются специальными таблицами, на которых изображены 12 рядов букв. С левой стороны каждой строки написано, с какого расстояния она должна быть видна человеку с нормальным зрением. Испытуемый помещается на определенном расстоянии от таблицы, и для него находят ту строку, которую он может прочитать без ошибок. Рассчитывается острота зрения по простой формуле: V = d / D, где V – острота зрения, d – расстояние от испытуемого до таблицы и D – расстояние, с которого эту строку должен видеть нормальный глаз. Если испытуемый с 5 метров читает 12-ю строку, то у него превосходное зрение («орлиные глаза»). Обычно острота зрения зависит от освещенности. Она увеличивается при ярком свете и уменьшается при слабом освещении.
Аккомодация (приспособление)
Аккомодация – это способность глаза регулировать «преломляющую силу» для приспособления к восприятию предметов, находящихся от него на различных расстояниях. Механизм аккомодации заключается в следующем: при сокращении волокон аккомодационной мышцы происходит расслабление связки, посредством которой хрусталик подвешен к цилиарному телу; в результате этого хрусталик, обладающий большой эластичностью, приобретает более выпуклую форму, и преломляющая способность глаза усиливается. При расслаблении аккомодационной мышцы происходит обратное, хрусталик уплощается, и преломляющая сила оптической системы глаза соответственно уменьшается. Аккомодация глаза может быть осуществлена в определенных пределах, зависящих главным образом от эластических свойств хрусталика.
Неправильное преломление света в глазу (нарушение аккомодации)
По своему устройству глаз как оптическая система сходен с фотоаппаратом. Роль объектива выполняет хрусталик совместно с преломляющей средой передней камеры и стекловидного тела.
С возрастом эластичность хрусталика уменьшается, и он утрачивает способность менять свою кривизну. При этом лучи света преломляются не точно на сетчатке, а немного впереди или позади нее. Когда это случается, человек видит не четкое и ясное, а расплывчатое или искаженное изображение. Причина заключается в напряженных глазных мышцах, которые не дают глазу достаточно быстро расслабиться, чтобы автоматически перефокусироваться с близкого расстояния на далекое и наоборот. Человек, в глазу которого неправильно преломляется свет, на самом деле только потерял гибкость глазных мышц и способность их координировать. Состояние это обратимо. Рассмотрим схемы наиболее распространенных отклонений от правильного преломления лучей света в глазном яблоке.
Рис. 4.
Близорукость глаза (а) исправляется с помощью рассеивающей линзы (б); дальнозоркость (в) – с помощью собирающей линзы (г).
В дальнозорком глазу (в) фокус при спокойном состоянии глаза находится за сетчаткой. Дальнозоркий глаз преломляет слабее нормального. Для того чтобы видеть даже весьма удаленные предметы, дальнозоркий глаз должен делать усилие; для видения близко лежащих предметов аккомодационная способность глаза уже недостаточна. Поэтому для исправления дальнозоркости употребляются очки с собирающими линзами (г), приводящие фокус глаза в спокойном состоянии на сетчатку.
Восприятие цвета
Существует несколько типов колбочек, имеющих различную чувствительность к свету с различной длиной волны. Лучи с разной длиной волны создают ощущение различных цветов. По неоднозначному мнению ученых, число типов колбочек, воспринимающих цвета, колеблется. Так, Гельмгольц предполагал существование трех видов колбочек, Р. Гранит – 7 видов. Однако механизм цветового ощущения в настоящее время до конца не изучен. Ясно одно: в анализе цвета принимают участие не только рецепторы глаза, но и центральная нервная система.
Цветовая слепота
Цвет является составным и состоит из излучений с разной длиной волны, образующих часть спектра электромагнитных излучений. Длина волны измеряется в миллимикронах (ммк). Видимая глазом человека часть спектра состоит из излучений с длиной волны примерно от 380 до 750 нм (нанометров). В спектре различают семь цветов, которые условно называют основными. Не все люди одинаково хорошо могут различать цвета. Нарушение цветового зрения наблюдается приблизительно у 8 % мужчин и у 0,5 % женщин. Есть люди, которые не различают красный цвет (протанопы), другие не могут увидеть зеленый цвет (дейтеранопы), третьи – фиолетовый (тританопы). Очень редко встречаются люди, которые вообще не могут различать цвета. Они видят серый мир, окрашенный в различные оттенки. Причиной нарушения цветового восприятия считается недостаточное количество колбочек, воспринимающих цвета (или полное их отсутствие). О нарушениях цветоощущений и сегодня идет спор между учеными, но истина до сих пор не выявлена.
Что такое поле зрения?
Поле зрения – это пространство, видимое глазу при неподвижно устремленном взгляде. Различают центральное и периферическое зрение. Центральное зрение осуществляется за счет большого количества колбочек, тесно примыкающих друг к другу в районе желтого пятна. Каждая из колбочек связана с нейронами (биполярным и ганглиозным), которые, в свою очередь, передают импульсы головному мозгу. Периферическое зрение отличается меньшей остротой. Это объясняется тем, что на периферии глаза количество колбочек уменьшено и каждая из них окружена палочками. На периферии не каждая колбочка имеет свой собственный нейрон, здесь один нейрон приходится на группу колбочек. Периферическое зрение не настроено на различение деталей предметов, но благодаря ему мы улавливаем малейшее их перемещение. Боковое зрение имеет большое значение для восприятия внешнего мира и ориентации в нем. Это важно как для водителей, так и для работников производств, связанных с движущимися механизмами. Определение поля зрения производится с помощью специального прибора – периметра Форстера. Наибольшее поле зрения – к виску и кнаружи. Здесь оно достигает 100 %, к носу и кверху поле зрения уменьшается до 60 %, а книзу – до 50 %.
Что такое адаптация глаза?
Если человек выходит из темного помещения на яркий свет, то в первые секунды он обычно бывает ослеплен, но все очень быстро проходит, глаза привыкают к яркому свету – адаптируются. Уменьшение чувствительности рецепторов глаза к свету называется световой адаптацией. При ней происходит выцветание зрительного пурпура. Этот процесс занимает несколько минут. Темновая адаптация глаза происходит при переходе из освещенного места в темноту. Чувствительность палочек при этом возрастает в 200–300 тысяч раз. В первые мгновения адаптация идет медленно, через 10–30 минут процесс значительно убыстряется. К концу часа адаптация достигает своего максимума.
