Човешко око и зрение. Окото като оптичен инструмент

Структурата на човешкото око включва много сложни системи, които изграждат зрителната система, която предоставя информация за това, което заобикаля човек. Сетивните органи, включени в неговия състав, характеризирани като сдвоени, се отличават със своята структурна сложност и уникалност. Всеки от нас има индивидуални очи. Техните характеристики са изключителни. В същото време структурата на човешкото око и неговата функционалност имат общи черти.

Еволюционното развитие доведе до факта, че органите на зрението се превърнаха в най-сложните образувания на ниво структури от тъканен произход. Основната цел на окото е да осигури зрение. Тази възможност се гарантира от кръвоносните съдове, съединителни тъкани, нерви и пигментни клетки. По-долу е дадено описание на анатомията и основните функции на окото със символи.

Под структурата на човешкото око трябва да се разбира целият очен апарат, който има оптична система, отговорна за обработката на информация под формата на визуални изображения. Това предполага неговото възприемане, последваща обработка и предаване. Всичко това се осъществява благодарение на елементите, които образуват очната ябълка.

Очите са с кръгла форма. Местоположението му е специален прорез в черепа. Нарича се офталмологичен. Външната част е покрита с клепачи и кожни гънки, които служат за настаняване на мускулите и миглите.

Тяхната функционалност е следната:

• хидратация, осигурена от жлезите, разположени в миглите. Секреторните клетки от този вид допринасят за образуването на подходяща течност и слуз;
• защита срещу механични повреди. Това се постига чрез затваряне на клепачите;
• отстраняване на най-малките частици, попадащи върху склерата.

Функционирането на зрителната система е конфигурирано по такъв начин, че да предава получените светлинни вълни с максимална точност. В този случай е необходимо внимателно боравене. Въпросните сетивни органи са крехки.

Клепачите

Кожните гънки са това, което изгражда клепачите, които са постоянно в движение. Появява се мигане. Тази възможност е налична поради наличието на връзки, разположени по краищата на клепачите. Тези образувания действат и като свързващи елементи. С тяхна помощ клепачите са прикрепени към очната кухина. Кожата образува горния слой на клепачите. Следва слой от мускули. Следва хрущялна тъкани конюнктивата.

Клепачите в част от външния ръб имат две ребра, като едното е предно, а другото е задно. Те образуват интермаргинално пространство. Тук се оттичат каналите, идващи от мейбомиевите жлези. С тяхна помощ се произвежда секрет, който дава възможност за плъзгане на клепачите с изключителна лекота. В този случай се постига плътност на клепачите и се създават условия за правилното оттичане на слъзната течност.

На предното ребро има луковици, които осигуряват растежа на ресничките. Тук също излизат канали, служещи за транспортни пътища за мазни секрети. Тук се намират и изводите на потните жлези. Ъглите на клепачите съответстват на отворите на слъзните канали. Задното ребро гарантира, че всеки клепач приляга плътно към очната ябълка.

Клепачите се характеризират със сложни системи, които снабдяват тези органи с кръв и поддържат правилната проводимост нервни импулси. Каротидната артерия е отговорна за кръвоснабдяването. Регулиране на нивото нервна система– засягане на двигателни влакна, които образуват лицев нерв, както и осигуряване на подходяща чувствителност.

Основните функции на клепача включват защита от увреждане поради механично въздействиеи чужди тела. Към това трябва да се добави функцията за овлажняване, която помага за насищане на вътрешните тъкани на органите на зрението с влага.

Очната кухина и нейното съдържание

Костната кухина се отнася до очната кухина, която също се нарича костна орбита. Служи като надеждна защита. Структурата на тази формация включва четири части - горна, долна, външна и вътрешна. Те образуват едно цяло поради стабилна връзка помежду си. Силата им обаче варира.

Външната стена е особено надеждна. Вътрешният е много по-слаб. Тъпите наранявания могат да причинят разрушаването му.

Характеристиките на стените на костната кухина включват тяхната близост до въздушните синуси:

• вътре има решетъчен лабиринт;
• дъно – максиларен синус;
• отгоре – фронтална празнота.

Подобно структуриране създава известна опасност. Туморните процеси, развиващи се в синусите, могат да се разпространят в орбиталната кухина. Възможно е и обратното действие. Орбитата комуникира с черепната кухина чрез голямо числодупки, което предполага възможност за разпространение на възпаление в области на мозъка.

Ученик

Зеницата на окото е кръгла дупка, разположена в центъра на ириса. Диаметърът му може да се променя, което ви позволява да регулирате степента на проникване на светлинния поток във вътрешната област на окото. Мускулите на зеницата под формата на сфинктер и дилататор осигуряват условия, когато осветяването на ретината се променя. Използването на сфинктера свива зеницата, а дилататорът я разширява.

Това функциониране на споменатите мускули е подобно на това как функционира диафрагмата на камерата. Ослепителната светлина води до намаляване на диаметъра му, което отрязва твърде интензивните светлинни лъчи. Създават се условия, когато се постигне качество на изображението. Липсата на осветление води до различен резултат. Диафрагмата се разширява. Качеството на изображението отново остава високо. Тук можем да говорим за функцията на диафрагмата. С негова помощ се осигурява зеничен рефлекс.

Размерът на зениците се регулира автоматично, ако такова изражение е приемливо. Човешкото съзнание не контролира изрично този процес. Проявата на зеничния рефлекс е свързана с промяна в осветеността на ретината. Поглъщането на фотони започва процеса на предаване на съответната информация, където реципиентите се разбират като нервни центрове. Необходимият отговор на сфинктера се постига след като сигналът се обработи от нервната система. Неговият парасимпатиков отдел влиза в действие. Що се отнася до дилататора, тук влиза в действие симпатичният отдел.

Рефлекси на зеницата

Реакцията под формата на рефлекс се осигурява поради чувствителност и възбуждане двигателна активност. Първо се формира сигнал като отговор на определено влияние и нервната система влиза в действие. След това следва специфична реакция на стимула. Мускулната тъкан участва в работата.

Осветлението води до свиване на зеницата. Това премахва отблясъците, което има положителен ефект върху качеството на зрението.

Тази реакция може да се характеризира по следния начин:

• прав – едното око е осветено. Реагира по необходимия начин;
• приятелски - вторият орган на зрението не се осветява, но реагира на светлинното въздействие, упражнено върху първото око. Този тип ефект се постига чрез частично пресичане на влакната на нервната система. Образува се хиазма.

Дразнителят под формата на светлина не е единствената причина за промени в диаметъра на зеницата. Възможни са и моменти като конвергенция - стимулиране на активността на правите мускули на зрителния орган и акомодация - активиране на цилиарния мускул.

Възникването на въпросните зенични рефлекси възниква при промяна на точката на стабилизиране на зрението: погледът се прехвърля от обект, разположен на голямо разстояние, към обект, разположен на по-близко разстояние. Активират се проприорецепторите на споменатите мускули, които осигуряват влакна, отиващи към очната ябълка.

Емоционалният стрес, като болка или страх, стимулира разширяването на зеницата. Ако тригеминалният нерв е раздразнен и това показва ниска възбудимост, тогава се наблюдава ефект на стесняване. Също така подобни реакции възникват при приемане на определени лекарства, които възбуждат рецепторите на съответните мускули.

Оптичен нерв

Функционалността на оптичния нерв е да доставя подходящи съобщения до специфични области на мозъка, посветени на обработката на светлинна информация.

Светлинните импулси първо удрят ретината. Местоположението на зрителния център се определя от тилната част на мозъка. Структурата на зрителния нерв предполага наличието на няколко компонента.

На сцената вътрематочно развитиеструктурите на мозъка, вътрешната обвивка на окото и зрителния нерв са идентични. Това дава основание да се твърди, че последният е част от мозъка, разположена извън черепа. В същото време обикновените черепни нерви имат различна структура от него.

Дължината на зрителния нерв е къса. Той е 4–6 см. Основно местоположението му е пространството зад очната ябълка, където е потопен мастна клеткаорбита, което гарантира защита от външни повреди. Очната ябълка в частта на задния полюс е мястото, където започва нервът на този вид. На това място има натрупване на нервни процеси. Те образуват своеобразен диск (OND). Това име се обяснява със сплесканата форма. Придвижвайки се по-нататък, нервът излиза в орбитата с последващо потапяне в менингите. След това достига до предната черепна ямка.

Визуални пътекиобразуват хиазма вътре в черепа. Те се пресичат. Тази функция е важна при диагностицирането на очни и неврологични заболявания.

Непосредствено под хиазмата е хипофизната жлеза. Неговото състояние определя колко ефективно може да работи. ендокринна система. Тази анатомия е ясно видима, ако туморните процеси засягат хипофизната жлеза. Основната патология от този тип е оптико-хиазмалният синдром.

Вътрешни разклонения каротидна артерияса отговорни за кръвоснабдяването на зрителния нерв. Недостатъчната дължина на цилиарните артерии изключва възможността за добро кръвоснабдяване на оптичния диск. В същото време други части получават кръв напълно.

Обработката на светлинна информация зависи пряко от зрителния нерв. Основната му функция е да доставя съобщения относно получената картина до конкретни получатели под формата на съответните области на мозъка. Всякакви наранявания на тази формация, независимо от тежестта, могат да доведат до негативни последици.

Камери на очната ябълка

Затворените пространства в очната ябълка са така наречените камери. Те съдържат вътреочна влага. Между тях има връзка. Има две такива формации. Едната е в предна позиция, а другата в задна. Зеницата действа като свързващо звено.

Предното пространство се намира точно зад областта на роговицата. Задната му страна е ограничена от ириса. Що се отнася до пространството зад ириса, това е задната камера. За негова опора служи стъкловидното тяло. Фиксираният обем на камерата е норма. Производството на влага и нейното изтичане са процеси, които допринасят за регулиране на съответствието със стандартните обеми. Производството на очна течност е възможно поради функционалността на цилиарните процеси. Оттичането му е осигурено от дренажна система. Намира се във фронталната част, където роговицата контактува със склерата.

Функционалността на камерите е да поддържат „сътрудничество“ между вътреочните тъкани. Те също са отговорни за потока светлина върху ретината. Светлинните лъчи на входа се пречупват съответно в резултат на съвместна дейност с роговицата. Това се постига чрез оптичните свойства, присъщи не само на влагата вътре в окото, но и на роговицата. Създава се ефект на леща.

Роговицата, в част от своя ендотелен слой, действа като външен ограничител за предната камера. Границата на обратната страна се формира от ириса и лещата. Максималната дълбочина е в областта, където се намира зеницата. Размерът му достига 3,5 мм. Докато се придвижвате към периферията, този параметър бавно намалява. Понякога тази дълбочина се оказва по-голяма, например при липса на леща поради нейното отстраняване, или по-малка, ако е ексфолирана хориоидея.

Задното пространство е ограничено отпред от листа на ириса, а задната му част лежи върху него стъкловидно тяло. Екваторът на лещата действа като вътрешен ограничител. Външната бариера образува цилиарното тяло. Вътре има голям брой цинкови връзки, които са тънки нишки. Те създават формация, която играе ролята на връзка между цилиарното тяло и биологичната леща под формата на леща. Формата на последния може да се промени под въздействието на цилиарния мускул и съответните връзки. Това осигурява необходимата видимост на обектите, независимо от разстоянието до тях.

Съставът на влагата в окото корелира с характеристиките на кръвната плазма. Вътреочната течност прави раждането възможно хранителни вещества, необходими за осигуряване нормална операцияоргани на зрението. Освен това дава възможност за отстраняване на метаболитни продукти.

Капацитетът на камерите се определя от обеми от 1,2 до 1,32 cm3. Важно е как става производството и изтичането на очна течност. Тези процеси изискват баланс. Всяко нарушаване на работата на такава система води до негативни последици. Например, има възможност за развитие на глаукома, което може да доведе до сериозни проблеми с качеството на зрението.

Цилиарните процеси служат като източници на очна влага, което се постига чрез филтриране на кръвта. Непосредственото място, където се произвежда течността, е задната камера. След това се придвижва напред с последващо изтичане. Възможността за този процес се определя от разликата в налягането, създадено във вените. На последен етапвлагата се абсорбира от тези съдове.

Шлемов канал

Празнина вътре в склерата, характеризираща се като кръгла. Кръстен на немския лекар Фридрих Шлем. Предната камера, в частта от нейния ъгъл, където се образува кръстовището на ириса и роговицата, е по-точна зона на местоположението на канала на Шлем. Целта му е да дренира вътреочния хумор и да осигури последващото му усвояване от предната цилиарна вена.

Структурата на канала е по-тясно свързана с това как изглежда лимфен съд. Вътрешната му част, която влиза в контакт с произведената влага, представлява мрежесто образувание.

Капацитетът на канала за транспортиране на течност варира от 2 до 3 микролитра в минута. Травмите и инфекциите блокират функционирането на канала, което провокира появата на заболяване под формата на глаукома.

Кръвоснабдяване на окото

Създаването на приток на кръв към органите на зрението е функцията на офталмологичната артерия, която е неразделна част от структурата на окото. Образува се съответен клон от каротидната артерия. Достига до палпебралния отвор и прониква в орбитата, което прави заедно с зрителния нерв. Тогава посоката му се променя. Нервът се огъва отвън, така че клонът да е отгоре. Образува се дъга, от която излизат мускулни, цилиарни и други разклонения. Централната артерия осигурява кръвоснабдяването на ретината. Съдовете, участващи в този процес, образуват собствена система. Той също така включва цилиарни артерии.

След като системата е в очната ябълка, тя се разделя на клонове, което гарантира добро храненеретината. Такива образувания се определят като крайни: те нямат връзки с близките съдове.

Цилиарните артерии се характеризират с местоположение. Задните достигат задната част на очната ябълка, преминават през склерата и се разминават. Характеристиките на предните включват факта, че те се различават по дължина.

Цилиарните артерии, определени като къси, преминават през склерата и образуват отделна съдова формация, състояща се от много разклонения. На входа на склерата се образува съдова корона от артерии от този тип. Възниква там, където изхожда зрителният нерв.

Цилиарните артерии с по-къса дължина също завършват в очната ябълка и се втурват към цилиарното тяло. Във фронталната област всеки такъв съд се разделя на два ствола. Създава се формация с концентрична структура. След което се срещат с подобни клонове на друга артерия. Образува се кръг, определен като голям артериален кръг. Подобно по-малко образувание се появява и на мястото, където се намира цилиарната и зеничната зона на ириса.

Цилиарните артерии, характеризирани като предни, са част от мускулните кръвоносни съдове от този тип. Те не завършват в областта, образувана от правите мускули, а се простират по-нататък. Потапянето възниква в еписклералната тъкан. Първо, артериите преминават по периферията на очната ябълка и след това се задълбочават в нея през седем клона. В резултат на това те са свързани помежду си. По периметъра на ириса се образува кръг на кръвообращението, означен като голям.

При подхода към очната ябълка се образува верига, състояща се от цилиарни артерии. Заплита роговицата. Разделят се и клонове, които осигуряват кръвоснабдяването на конюнктивата.

Изтичането на кръв се улеснява частично от вените, които вървят заедно с артериите. Това е възможно главно благодарение на венозните пътища, които са събрани в отделни системи.

Вихровите вени служат като уникални колектори. Тяхната функция е да събират кръв. Преминаването на тези вени през склерата става под наклонен ъгъл. С тяхна помощ се осигурява оттичане на кръв. Влиза в очната кухина. Основният колектор на кръвта е офталмологичната вена, която заема горната позиция. През съответната празнина се изхвърля в кавернозния синус.

Очната вена отдолу получава кръв от вихровите вени, преминаващи на това място. Разделя се. Единият клон се свързва с офталмологичната вена, разположена отгоре, а другият достига дълбоката вена на лицето и пространството, подобно на цепка, с птеригоидния процес.

По принцип кръвният поток от цилиарните вени (предни) изпълва подобни съдове на орбитата. В резултат на това основният обем кръв навлиза във венозните синуси. Създава се обратно движение на потока. Останалата кръв се движи напред и изпълва вените на лицето.

Орбиталните вени се свързват с вените на носната кухина, лицевите съдове и етмоидния синус. Най-голямата анастомоза се образува от вените на орбитата и лицето. Неговата граница засяга вътрешния ъгъл на клепачите и директно свързва офталмологичната вена и лицевата вена.

Мускули на окото

Възможността за добро и триизмерно зрение се постига, когато очните ябълки могат да се движат по определен начин. Тук последователността на зрителните органи става особено важна. Гаранти за това функциониране са шест мускула на окото, четири от които са прави и два са наклонени. Последните се наричат ​​така поради особеностите на хода.

Краниалните нерви са отговорни за дейността на тези мускули. Влакната на разглежданата група мускулна тъкан са максимално наситени с нервни окончания, което определя тяхната работа с висока точност.

Чрез мускулите, отговорни за физическа дейносточни ябълки, налични са различни движения. Необходимостта от прилагане на тази функционалност се определя от факта, че е необходима координирана работа на мускулните влакна от този тип. Едни и същи снимки на обекти трябва да се записват върху едни и същи области на ретината. Това ви позволява да усетите дълбочината на пространството и да видите перфектно.

Структурата на очните мускули

Мускулите на окото започват близо до пръстена, който служи като обвивка на зрителния канал близо до външния отвор. Единственото изключение се отнася до наклонената мускулна тъкан, която заема по-ниска позиция.

Мускулите са подредени така, че да образуват фуния. През него преминават нервни влакна и кръвоносни съдове. Докато се отдалечавате от началото на тази формация, наклоненият мускул, разположен на върха, се отклонява. Има изместване към един вид блок. Тук тя се трансформира в сухожилие. Преминаването през цикъла на блока задава посоката под ъгъл. Мускулът е прикрепен към горния ирис на очната ябълка. Косият мускул (долен) започва там, от ръба на орбитата.

Когато мускулите се приближат до очната ябълка, се образува плътна капсула (мембрана на Тенон). Установява се връзка със склерата какво се случва с в различна степенразстояние от крайника. Вътрешният прав мускул е разположен на минимално разстояние, а горният мускул е разположен на максимално разстояние. Наклонените мускули са фиксирани по-близо до центъра на очната ябълка.

Функцията на окуломоторния нерв е да поддържа правилното функциониране на очните мускули. Отговорността на абдуценсния нерв се определя от поддържането на активността на правия мускул (външен), а трохлеарният нерв е отговорен за поддържането на активността на горния наклонен мускул. Регулирането на този вид има своя особеност. Малък брой мускулни влакна се контролират от един клон на моторния нерв, което значително увеличава яснотата на движенията на очите.

Нюансите на мускулното прикрепване определят променливостта в това как точно очните ябълки могат да се движат. Правите мускули (вътрешни, външни) са прикрепени по такъв начин, че са снабдени с хоризонтални ротации. Активността на вътрешния прав мускул ви позволява да завъртите очната ябълка към носа, а външният прав мускул - към слепоочието.

Правите мускули са отговорни за вертикалните движения. Има нюанс в тяхното местоположение поради факта, че има известен наклон на фиксиращата линия, ако се съсредоточите върху линията на крайника. Това обстоятелство създава условия, когато заедно с вертикалното движение очната ябълка се обръща навътре.

Функционирането на наклонените мускули е по-сложно. Това се обяснява с особеностите на местоположението на тази мускулна тъкан. Спускането на окото и завъртането навън се осигурява от наклонения мускул, разположен отгоре, а повдигането, включително завъртането навън, също се осигурява от наклонения мускул, но този път по-нисък.

Възможностите на споменатите мускули включват и осигуряване на леки завъртания на очната ябълка в съответствие с движението по посока на часовниковата стрелка, независимо от посоката. Регулиране на ниво поддържане на желаната дейност нервни влакнаи съгласуваността на работата на очните мускули - две точки, които допринасят за изпълнението на сложни завои на очните ябълки във всяка посока. В резултат на това зрението придобива свойството обем, а яснотата му се увеличава значително.

Черупки за очи

Формата на окото се поддържа от съответните мембрани. Въпреки че функционалността на тези формации не свършва дотук. С тяхна помощ се доставят хранителни вещества и се подпомага процесът на акомодация (ясно виждане на обекти при промяна на разстоянието до тях).

Органите на зрението се отличават с многослойна структура, проявяваща се под формата на следните мембрани:

• влакнеста;
• съдова;
• ретината.

Фиброзна мембрана на окото

Съединителна тъкан, която спомага за поддържането на специфичната форма на окото. Действа и като защитна бариера. Структурата на фиброзната мембрана предполага наличието на два компонента, където единият е роговицата, а вторият е склерата.

Роговицата

Обвивка, характеризираща се с прозрачност и еластичност. Формата съответства на изпъкнало-вдлъбната леща. Функционалността е почти идентична с това, което прави обективът на камерата: фокусиране на светлинните лъчи. Вдлъбнатата страна на роговицата е обърната назад.

Съставът на тази черупка се формира от пет слоя:

• епител;
• Мембрана на Боуман;
• строма;
• Десцеметова мембрана;
• ендотел.

склера

В структурата на окото важна роляиграе външна роля в защитата на очната ябълка. Форми фиброзна мембрана, което включва и роговицата. За разлика от последната, склерата е непрозрачна тъкан. Това се дължи на хаотичното подреждане на колагеновите влакна.

Основната функция е висококачественото зрение, което се гарантира чрез предотвратяване на проникването на светлинни лъчи през склерата.

Елиминира възможността от заслепяване. Тази формация също така служи като опора за компонентите на окото, разположени извън очната ябълка. Те включват нерви, кръвоносни съдове, връзки и екстраокуларни мускули. Плътността на структурата гарантира поддържане на вътреочното налягане при определени стойности. Каналът на каската действа като транспортен канал, който осигурява оттичането на очната влага.

Хориоидея

Той се формира на базата на три части:

• Ирис;
• цилиарно тяло;
• хориоидея.

Ирис

Част от хориоидеята, която се различава от другите части на тази формация по това, че местоположението й е фронтално срещу париетално, ако се фокусирате върху равнината на лимба. Представлява диск. В центъра има дупка, известна като зеница.

Структурно се състои от три слоя:

• граничен, разположен отпред;
• стромален;
• пигментно-мускулен.

Фибробластите участват в образуването на първия слой, като се свързват помежду си чрез своите израстъци. Зад тях има меланоцити, съдържащи пигмент. Цветът на ириса зависи от броя на тези специфични кожни клетки. Тази черта се предава по наследство. По отношение на унаследяването кафявият ирис е доминиращ, а синият ирис е рецесивен.

При по-голямата част от новородените ирисът има светлосин оттенък, което се дължи на слабо развита пигментация. По-близо до шестмесечна възраст цветът става по-тъмен. Това се дължи на увеличаването на броя на меланоцитите. Липсата на меланозоми при албиносите води до доминиране Розов цвят. В някои случаи е възможна хетерохромия, когато очите в части от ириса придобиват различен цвят. Меланоцитите могат да провокират развитието на меланоми.

По-нататъшното потапяне в стромата разкрива мрежа, състояща се от голям брой капиляри и колагенови влакна. Разпространението на последното включва мускулите на ириса. Има връзка с цилиарното тяло.

Задният слой на ириса се състои от два мускула. Сфинктерът на зеницата, оформен като пръстен, и дилататорът, който има радиална ориентация. Функционирането на първия осигурява окуломоторния нерв, а вторият е симпатичен. Пигментният епител също присъства тук като част от недиференцираната област на ретината.

Дебелината на ириса варира в зависимост от конкретната област на тази формация. Обхватът на такива промени е 0,2–0,4 mm. Минималната дебелина се наблюдава в зоната на корените.

Центърът на ириса е зает от зеницата. Ширината му варира под въздействието на светлината, която се осигурява от съответните мускули. По-голямото осветление провокира компресия, а по-малко - разширяване.

Ирисът в част от предната си повърхност е разделен на зеничен и цилиарен пояс. Ширината на първата е 1 мм, а на втората – от 3 до 4 мм. Демаркацията в този случай се осигурява от вид валяк с назъбена форма. Мускулите на зеницата са разпределени по следния начин: сфинктерът е зеничният пояс, а дилататорът е цилиарният пояс.

Цилиарни артерии, образуващи големия артериален кръг, доставят кръв към ириса. Малкият артериален кръг също участва в този процес. Инервацията на тези специфични зони на хороидеята се постига чрез цилиарните нерви.

Цилиарно тяло

Областта на хороидеята, отговорна за производството на очна течност. Използва се и наименованието цилиарно тяло.
Структурата на въпросното образувание е мускулна тъкан и кръвоносни съдове. Мускулното съдържание на тази черупка предполага наличието на няколко слоя с различни посоки. Тяхната дейност ангажира обектива. Формата му се променя. В резултат на това човек получава възможност ясно да вижда обекти на различни разстояния. Друга функция на цилиарното тяло е да задържа топлината.

Кръвоносните капиляри, разположени в цилиарните процеси, допринасят за производството вътреочна влага. Кръвният поток се филтрира. Този тип овлажняване осигурява необходимото функциониране на окото. Вътреочното налягане се поддържа постоянно.

Цилиарното тяло също служи като опора за ириса.

хороидея

Регион съдов тракт, разположен отзад. Границите на тази мембрана са ограничени от зрителния нерв и зъбната линия.
Параметърът на дебелината на задния стълб варира от 0,22 до 0,3 mm. Когато се приближи до зъбната линия, тя намалява до 0,1–0,15 mm. Хориоидеята в част от съдовете се състои от цилиарни артерии, където задните къси отиват към екватора, а предните - към хороидеята, когато връзката на последната с първата се постига в предната му област.

Цилиарните артерии заобикалят склерата и достигат до супрахороидалното пространство, ограничено от хороидеята и склерата. Има разпадане на значителен брой клонове. Те стават основата на хороидеята. Съдовият кръг на Zinn-Galera се образува по периметъра на главата на зрителния нерв. Понякога може да има допълнителен клон в областта на макулата. Вижда се или на ретината, или на оптичния диск. Важен момент при емболия на централната артерия на ретината.

Хороидеята включва четири компонента:

• надсъдова с тъмен пигмент;
• съдови кафеникави на цвят;
• съдово-капилярна, подпомагаща функционирането на ретината;
• базален слой.

Ретината на окото (ретината)

Ретината е периферна част, която стартира зрителния анализатор, който играе важна роля в структурата на човешкото око. С негова помощ светлинните вълни се улавят, превръщат се в импулси на нивото на възбуждане на нервната система и по-нататъшното предаване на информация се осъществява през зрителния нерв.

Ретината е нервната тъкан, която образува вътрешната обвивка на очната ябълка. Той ограничава пространството, запълнено от стъкловидното тяло. Външната рамка е хороидеята. Дебелината на ретината е незначителна. Параметърът, съответстващ на нормата, е само 281 микрона.

Вътрешната повърхност на очната ябълка е покрита предимно с ретина. Оптичният диск може да се счита за началото на ретината. След това се простира до такава граница като назъбена линия. След това се трансформира в пигментен епител, обгръща вътрешната обвивка на цилиарното тяло и се разпространява към ириса. Оптичният диск и зъбната линия са зоните, където ретината е най-здраво прикрепена. На други места връзката му е с ниска плътност. Именно този факт обяснява защо тъканта се отлепва лесно. Това причинява много сериозни проблеми.

Структурата на ретината се състои от няколко слоя, които се различават по различна функционалност и структура. Те са тясно свързани помежду си. Образува се плътен контакт, което води до създаването на това, което обикновено се нарича зрителен анализатор. Чрез него се дава възможност на човек да възприема правилно света около себе си, когато се прави адекватна оценка на цвета, формата и размера на предметите, както и разстоянието до тях.

Когато светлинните лъчи навлизат в окото, те преминават през няколко пречупващи среди. Те трябва да се разбират като роговицата, очната течност, прозрачното тяло на лещата и стъкловидното тяло. Ако пречупването е в нормални граници, тогава в резултат на такова преминаване на светлинни лъчи върху ретината се образува картина на обекти, които попадат в зрителното поле. Полученото изображение е различно по това, че е с главата надолу. След това определени части на мозъка получават съответните импулси и човек придобива способността да вижда какво го заобикаля.

От гледна точка на структурата ретината е най-сложната формация. Всички негови компоненти тясно взаимодействат помежду си. Тя е многопластова. Повредата на всеки слой може да доведе до отрицателен резултат. Визуалното възприятие като функционалност на ретината се осигурява от три невронна мрежа, която провежда възбуждане от рецептори. Съставът му се формира от широк кръг неврони.

Слоеве на ретината

Ретината образува "сандвич" от десет реда:

1. Пигментен епител, в съседство с мембраната на Bruch. Отличава се с широка функционалност. Защита, клетъчно хранене, транспорт. Получава сегменти за отхвърляне на фоторецептори. Служи като бариера за светлинното лъчение.

2. Фотосензорен слой. Клетки, които са чувствителни към светлина, под формата на особени пръчици и конуси. Пръчковидните цилиндри съдържат зрителния сегмент родопсин, а конусите съдържат йодопсин. Първият осигурява цветоусещане и периферно зрение, а вторият осигурява зрение при слаба светлина.

3. Гранична мембрана(външен). Структурно се състои от крайни образувания и външни области на рецепторите на ретината. Структурата на клетките на Мюлер, благодарение на техните процеси, позволява да се събира светлина върху ретината и да се доставя до съответните рецептори.

4. Ядрен слой(външен). Получава името си, защото се образува на базата на ядра и тела на светлочувствителни клетки.

5. Плексиформен слой(външен). Определя се от контакти на клетъчно ниво. Възникват между неврони, характеризиращи се като биполярни и асоциативни. Това включва и фоточувствителни образувания от този вид.

6. Ядрен слой(интериор). Образува се от различни клетки, например биполярни и мюлерови клетки. Търсенето на последното е свързано с необходимостта от поддържане на функциите на нервната тъкан. Други са фокусирани върху обработката на сигнали от фоторецептори.

7. Плексиформен слой(интериор). Преплитане на нервните клетки в части от техните процеси. Служи като разделител между вътрешна частретината, характеризирана като съдова, и външната ретина, характеризирана като аваскуларна.

8. Ганглийни клетки. Осигуряват свободно проникване на светлина поради липсата на покритие като миелин. Те са мост между светлочувствителните клетки и зрителния нерв.

9. Ганглийна клетка. Участва в образуването на зрителния нерв.

10. Гранична мембрана(вътрешен). Покритие на ретината отвътре. Състои се от клетки на Мюлер.

Оптична система на окото

Качеството на зрението зависи от основните части на човешкото око. Състоянието на пропускливостта под формата на роговицата, ретината и лещата пряко влияе върху това как ще вижда човек: лошо или добро.

Роговицата взема по-голямо участие в пречупването на светлинните лъчи. В този контекст може да се направи аналогия с принципа на работа на камерата. Диафрагмата е зеницата. С негова помощ потокът от светлинни лъчи се регулира, а фокусното разстояние задава качеството на изображението.

Благодарение на обектива светлинните лъчи падат върху „фото филма“. В нашия случай трябва да се разбира ретината.

Стъкловидното тяло и влагата, разположени в очните камери, също пречупват светлинните лъчи, но в много по-малка степен. Въпреки че състоянието на тези образувания значително влияе върху качеството на зрението. Може да се влоши, когато степента на прозрачност на влагата намалее или в нея се появи кръв.

Правилното възприемане на околния свят чрез органите на зрението предполага, че преминаването на светлинните лъчи през всички оптични среди води до образуването на ретината на намалено и обърнато изображение, но реално. Окончателната обработка на информацията от зрителните рецептори се извършва в части на мозъка. За това са отговорни тилните дялове.

Слъзен апарат

Физиологична система, която осигурява производството на специална влага и последващото й освобождаване в носната кухина. Органите на слъзната система се класифицират в зависимост от секреторния отдел и слъзния дренажен апарат. Особеността на системата се състои в сдвояването на нейните органи.

Работата на крайната част е да произвежда сълзи. Структурата му включва слъзната жлеза и допълнителни образувания от подобен тип. Първият се отнася до серозната жлеза, която има сложна структура. Тя е разделена на две части (долна, горна), където сухожилието на мускула, отговорно за повдигането на горния клепач, действа като разделителна бариера. Площта в горната част като размер е следната: 12 на 25 мм с дебелина 5 мм. Местоположението му се определя от стената на орбитата, която е насочена нагоре и навън. Тази част включва екскреторните тубули. Техният брой варира от 3 до 5. Изходът се извършва в конюнктивата.

Що се отнася до долната част, тя има по-малки размери (11 на 8 мм) и по-малка дебелина (2 мм). Има тубули, като някои се свързват със същите образувания на горната част, а други се изхвърлят в конюнктивалния сак.

Слъзната жлеза се кръвоснабдява през слъзната артерия, а изтичането се организира в слъзната вена. Тригеминалният лицев нерв действа като инициатор на съответното възбуждане на нервната система. Симпатиковите и парасимпатиковите нервни влакна също са свързани с този процес.

IN стандартна ситуацияСамо допълнителните жлези работят. Тяхната функционалност осигурява производството на сълзи в обем от около 1 мм. Това осигурява необходимата хидратация. Що се отнася до основната слъзна жлеза, тя влиза в действие, когато се появят различни видове дразнители. Това може да са чужди тела, прекалено ярка светлина, емоционален изблик и др.

Структурата на слъзния отдел се основава на образувания, които насърчават движението на влагата. Те отговарят и за отстраняването му. Това функциониране се осигурява от слъзната струя, езерото, точката, каналчетата, торбичката и назолакрималния канал.

Споменатите точки са отлично визуализирани. Местоположението им се определя от вътрешните ъгли на клепачите. Те са ориентирани към слъзното езеро и са в тясна връзка с конюнктивата. Установяването на връзка между торбата и точките се осъществява чрез специални каналчета, достигащи дължина 8–10 mm.

Местоположението на слъзния сак се определя от костната ямка, разположена близо до ъгъла на орбитата. От анатомична гледна точка това образувание представлява затворена цилиндрична кухина. Удължен е с 10 мм, а ширината му е 4 мм. На повърхността на торбичката има епител, съдържащ гоблетен гландулоцит. Притокът на кръв се осигурява от офталмичната артерия, а изтичането - от малки вени. Частта от торбичката отдолу комуникира с назолакрималния канал, който излиза в носната кухина.

Стъкловидно тяло

Гелоподобно вещество. Изпълва очната ябълка с 2/3. Той е прозрачен. Състои се от 99% вода, съдържаща хиалуронова киселина.

Отпред има прорез. Той е в съседство с обектива. Иначе това образувание е в контакт с ретината в част от нейната мембрана. Оптичният диск и лещата са свързани чрез хиалоидния канал. В структурно отношение стъкловидното тяло се състои от колагенов протеин под формата на влакна. Съществуващите празнини между тях са запълнени с течност. Това обяснява, че въпросното образувание е желатинова маса.

По периферията има хиалоцити - клетки, които допринасят за образуването на хиалуронова киселина, протеини и колагени. Те също участват в образуването на протеинови структури, известни като хемидесмозоми. С тяхна помощ се установява тясна връзка между мембраната на ретината и самото стъкловидно тяло.

Основните функции на последния включват:

• придаване на специфична форма на окото;
• пречупване на светлинни лъчи;
• създаване на известно напрежение в тъканите на органа на зрението;
• постигане на ефекта на несвиваемост на окото.

Фоторецептори

Тип неврони, които изграждат ретината на окото. Те осигуряват обработка на светлинния сигнал по такъв начин, че той да се преобразува в електрически импулси. Това задейства биологични процеси, водещи до формирането на визуални образи. На практика фоторецепторните протеини абсорбират фотони, което насища клетката със съответния потенциал.

Фоточувствителните образувания са своеобразни пръчици и конуси. Тяхната функционалност допринася за правилното възприемане на обектите от външния свят. В резултат на това можем да говорим за формиране на съответен ефект - визия. Човек може да вижда поради биологични процеси, протичащи в такива части на фоторецепторите като външните лобове на техните мембрани.

Има и светлочувствителни клетки, известни като очите на Хесен. Те се намират вътре в пигментна клетка, която има чашовидна форма. Работата на тези образувания е да уловят посоката на светлинните лъчи и да определят интензитета им. С тяхна помощ светлинният сигнал се обработва при получаване на електрически импулси на изхода.

Следващият клас фоторецептори стана известен през 90-те години. Отнася се за светлочувствителните клетки на ганглиозния слой на ретината. Те подпомагат зрителния процес, но в индиректна форма. Това се отнася до биологичните ритми през деня и зеничния рефлекс.

Така наречените пръти и конуси се различават значително един от друг по отношение на функционалността. Например, първите се характеризират с висока чувствителност. Ако осветлението е слабо, тогава те гарантират формирането на поне някакъв визуален образ. Този факт изяснява защо цветовете се различават зле при условия на слаба светлина. В този случай е активен само един вид фоторецептори - пръчици.

Конусите изискват по-ярка светлина, за да функционират, за да позволят на подходящите биологични сигнали да преминат. Структурата на ретината изисква наличието на различни видове конуси. Те са общо три. Всеки определя фоторецептори, настроени на определена дължина на вълната на светлината.

Частите от мозъчната кора, насочени към обработка на визуална информация, отговарят за възприемането на цветни картини, което включва разпознаване на импулси във формат RGB. Конусите са способни да разграничават светлинния поток по дължина на вълната, като ги характеризират като къси, средни и дълги. В зависимост от това колко фотона може да поеме конусът, се образуват съответните биологични реакции. Различните реакции на тези образувания се основават на конкретния брой погълнати фотони с една или друга дължина. По-специално, L-конусните фоторецепторни протеини абсорбират конвенционалния червен цвят, свързан с дългите дължини на вълните. Светлинните лъчи с по-малка дължина могат да дадат същия отговор, ако са достатъчно ярки.

Реакцията на един и същ фоторецептор може да бъде провокирана от светлинни вълни с различна дължина, когато се наблюдават разлики и на нивото на интензитета на светлината. В резултат на това мозъкът не винаги определя светлината и получената картина. Чрез зрителните рецептори се извършва селекция и селекция на най-ярките лъчи. Тогава се формират биосигнали, които влизат в тези части на мозъка, където се обработва този тип информация. Създава се субективно възприемане на оптичен образ в цвят.

Човешката ретина се състои от 6 милиона колбички и 120 милиона пръчици. При животните техният брой и съотношение са различни. Основното влияние е начинът на живот. При совите ретината съдържа много значителна сумаклечки Човешката зрителна система се състои от почти 1,5 милиона ганглийни клетки. Сред тях има клетки с фоточувствителност.

Лещи

Биологична леща, характеризираща се по форма като двойно изпъкнала. Действа като елемент на светлопроводима и светлопречупваща система. Осигурява възможност за фокусиране върху обекти на различно разстояние. Намира се в задната камера на окото. Височината на лещата е от 8 до 9 мм с дебелина от 4 до 5 мм. С възрастта се удебелява. Този процес е бавен, но сигурен. Предната част на това прозрачно тяло има по-малко изпъкнала повърхност в сравнение с гърба.

Формата на лещата съответства на двойноизпъкнала леща с радиус на кривина в предната част около 10 mm. Освен това на обратната страна този параметър не надвишава 6 mm. Диаметърът на лещата е 10 мм, а размерът в предната част е от 3,5 до 5 мм. Съдържащото се вътре вещество се държи в капсула с тънки стени. Предната част има епителна тъкан, разположена отдолу. От задната страна на капсулата няма епител.

Епителните клетки се отличават с това, че непрекъснато се делят, но това не се отразява на обема на лещата по отношение на нейната промяна. Тази ситуация се обяснява с дехидратацията на стари клетки, разположени на минимално разстояние от центъра на прозрачното тяло. Това помага за намаляване на обема им. Този тип процес води до такава характеристика като свързана с възрастта. Когато човек навърши 40 години, еластичността на лещата се губи. Резервът за акомодация намалява и способността за добро виждане на близко разстояние е значително влошена.

Лещата се намира точно зад ириса. Задържането му се осигурява от тънки нишки, които образуват лигамента на канела. Единият им край влиза в обвивката на лещата, а другият е прикрепен към цилиарното тяло. Степента на напрежение на тези нишки влияе върху формата на прозрачното тяло, което променя силата на пречупване. В резултат на това процесът на настаняване става възможен. Лещата служи като граница между две секции: предна и задна.

Разграничава се следната функционалност на обектива:

• светлопроводимост - постигната поради факта, че тялото на този елемент на окото е прозрачно;
• пречупване на светлината - работи като биологична леща, действа като втора пречупваща среда (първата е роговицата). В покой параметърът на рефракционната сила е 19 диоптъра. Това е норма;
• настаняване - промяна на формата на прозрачно тяло с цел добро виждане на обекти, разположени върху него на различни разстояния. Силата на пречупване в този случай варира в диапазона от 19 до 33 диоптъра;
• разделение - образува две секции на окото (предна, задна), което се определя от особеностите на местоположението. Действа като бариера, задържаща стъкловидното тяло. Не може да попадне в предната камера;
• защита – осигурена е биологична безопасност. Веднъж попаднали в предната камера, патогенните микроорганизми не могат да проникнат в стъкловидното тяло.

Вродените заболявания в някои случаи водят до изместване на лещата. Той взима неправилна позициязащото лигаментен апаратотслабена или има някакъв структурен дефект. Това включва и вероятността от вродени ядрени непрозрачности. Всичко това допринася за намаляване на зрението.

Лигамент на Zinn

Образуване на базата на фибри, дефинирани като гликопротеин и зонулар. Осигурява фиксация на лещата. Повърхността на влакната е покрита с мукополизахариден гел, което се определя от необходимостта от защита от влага, присъстваща в камерите на окото. Пространството зад лещата е мястото, където се намира тази формация.

Активността на цинковия лигамент води до свиване на цилиарния мускул. Обективът променя кривината, което ви позволява да фокусирате обекти на различни разстояния. Мускулното напрежение освобождава напрежението и лещата придобива форма, близка до топка. Отпускането на мускула води до напрежение във влакната, което сплесква лещата. Фокусът се променя.

Разглежданите влакна са разделени на задни и предни. Едната страна на задните влакна е прикрепена към назъбения ръб, а другата към предната част на лещата. Началната точка на предните влакна е основата на цилиарните процеси, а закрепването се извършва в задната част на лещата и по-близо до екватора. Кръстосаните влакна допринасят за образуването на прорезно пространство по периферията на лещата.

Влакната са прикрепени към цилиарното тяло в част от стъкловидната мембрана. При отделяне на тези образувания се констатира т. нар. луксация на лещата, поради нейното изместване.

Лигаментът на Zinn действа като основен елемент на системата, която позволява акомодацията на окото.

Видео

3-11-2013, 19:05

Описание

Въведение

Човешката зрителна система е достигнала най-високо съвършенство. Учените, работещи върху създаването на електронни или химически системисъс сравними характеристики, може само да се възхити на неговата чувствителност, компактност, издръжливост, висока степен на възпроизводимост и елегантна адаптивност към нуждите човешкото тяло. Честно казано, трябва, разбира се, да се отбележи, че опитите за създаване на съответните изкуствени системи са започнали преди по-малко от век, докато човешката зрителна система се е формирала в продължение на милиони години. Възникна от определен "космически" набор от елементи - избрани, избрани и избрани, докато се появи успешна комбинация. Малцина се съмняват, че човешката еволюция е била „сляпа“, вероятностна по природа и е напълно невъзможно да се проследи стъпка по стъпка. Цената на еволюцията отдавна е потънала в забрава, без да оставя следа.

Визията заема почти уникално място в схемата на еволюцията. Може да се предположи например, че по-нататъшното еволюционно развитие ще доведе до увеличаване на обема на мозъка, по-сложна нервна система или до различни подобрения в съществуващите функции. Невъзможно е обаче да си представим, че чувствителността на зрителния процес ще се увеличи значително. Визуалният процес представлява абсолютния крайъгълен камък във веригата на еволюцията. Ако вземем предвид, че във визуалния процес всеки погълнат фотон се „брои“, тогава по-нататъшно увеличаване на чувствителността е малко вероятно, освен ако поглъщането не се увеличи. Законите на квантовата физика поставят твърда граница, до която нашата зрителна система се е доближила много близо.

Правим уговорката, че зрението заема почти уникално място, тъй като според някои данни някои други процеси на възприятие също са достигнали абсолютния предел в своята еволюция. Способността на редица насекоми (например молци) да „откриват“ отделни молекули е доказателство, че обонянието в други случаи е достигнало квантовата граница. По същия начин нашият слух е ограничен до краен предел от топлинния шум на околната среда.

Високата чувствителност на зрителния процес не е привилегия само на хората. Има ясни доказателства, че по-малко напреднали видове животни и нощни птици са достигнали подобно ниво тук. Очевидно рибите, живеещи в тъмните дълбини на океана, също трябва да се възползват максимално от оскъдната информация, която прониква до тях с произволни лъчи светлина. И накрая, можем да посочим фотосинтезата като доказателство за това различни формиРастителният живот отдавна се е научил да използва почти всеки падащ фотон, поне в определена спектрална област.

Основната цел на тази глава е да демонстрира високата квантова ефективност на човешкото око в широк диапазон от интензитети на светлината. За да се изразят първоначалните данни за човешкото зрение чрез плътността на фотоните на единица площ на ретината, е необходимо да се познават оптичните параметри на човешкото око. Ще ги разгледаме в следващия раздел.

Оптични параметри

На фиг. Фигура 10 показва структурата на човешкото око.

Отворът на зеницата на лещата варира от 2 mm при силна светлина до приблизително 8 mm близо до прага на зрителното възприятие. Тези промени се случват за време от около десети от секундата. Фокусно разстояниеобектива е 16 мм. Това означава, че съотношението на апертурата на оптичната система се променя от 1:2 при ниска осветеност до 1:8 при висока осветеност. Приблизителна зависимост на площта на зеницата от нивото на осветеност е показана на фиг. единадесет.

Светлочувствителният слой, наречен ретина, се състои от отделни светлочувствителни клетки, пръчици и колбички, разположени на около 2 микрона една от друга. Цялата ретина - нейната площ е близо 10 cm 2 - съдържа 10 8 такива елементи. Конуси, разположени предимно в областта фовеа, с ъглови размери около 1°, работят при средна и висока осветеност и предават цветови усещания. Пръчките, които заемат по-голямата част от областта на ретината, работят до най-ниската осветеност и нямат цветова чувствителност. Конусите определят границата на разделителна способност при високи нива на осветеност, която е 1-2", което е близо до размера на дифракционния диск, съответстващ на диаметъра на зеницата на лещата, равен на 2 mm. Изследване на функционирането на окото и анатомичното изследване на неговата структура показват, че докато се отдалечавате от центъра на ретината, пръчките се комбинират във все по-големи и по-големи групи, до няколко хиляди елемента всяка. Светлината, навлизаща в ретината, преминава през слой от нервни влакна, които се излъчват от зрителния нерв към клетките на ретината.

Пространството между лещата и ретината е изпълнено с водниста среда, така нареченото стъкловидно тяло, чийто индекс на пречупване е 1,5. Според различни оценки само половината от падащата върху окото светлина достига до ретината. Останалата част от светлината се отразява или поглъща.

Физическото време на натрупване на фотони от окото е в диапазона от 0,1 до 0,2 s и вероятно е по-близо до последната цифра. Времето за физическо натрупване е еквивалентно на времето на експозиция във фотографията. При преминаване от висока осветеност към прага на зрително възприятие, времето за натрупване се увеличава не повече от два пъти. „Работата“ на окото се подчинява на закона за взаимозаменяемост: при време на експозиция по-малко от 0,1-0,2 s, реакцията му зависи само от произведението на интензитета на светлината и времето на излагане на последното.

Качествени показатели През последните сто години има непрекъснато натрупване на данни относно човешко зрение. Блекуел публикува най-новите и най-пълни измервания на способността на окото да различава отделни петна с различен размер и контраст при широки вариации в осветеността. На фиг. Фигура 12 показва данните, получени от Blazkull в диапазоните на осветеност от 10-9 - 10-1 агнета, контраст 1 - 100% и ъглова разделителна способност 3-100". Пропуснахме данни, свързани с контрасти под 1% и ъглова разделителна способност под 3 , тъй като е очевидно, че характеристиките на окото в тази област са ограничени не от шумови фактори, а от други причини; последните определят абсолютната граница на различимост на контраста на 0,5%, а ъгловата разделителна способност на 1-2". Геометричната граница на разделителната способност се определя от крайния размер на пръчките и конусите.На фиг. Фигура 13 представя подобни данни, получени по-рано от Conner и Gunung (1935), както и Cobb и Moss (1928). Както можете да видите, данните, показани на фиг. 12 и 13 са в общо съгласие помежду си. Съществената разлика обаче е, че според Блекуел производителността не се подобрява с промени в яркостта в диапазона от 10-2-10-1 агнета, докато според Коб и Мос такова подобрение се случва. фигури, като линиите вървят под ъгъл от 45°, представляват характеристиките, които биха се очаквали, ако свойствата на системата са ограничени от шума, съгласно връзка (1.2). На фиг. 13 експериментални точки пасват доста добре на прави линии, съответстващи на ограниченията на шума и движещи се под ъгъл от 45°. На фиг. 12 експериментални криви имат формата на криви линии, които докосват посочените прави линии само в ограничени области. Такива отклонения очевидно могат да се обяснят с влиянието на ограничения, които не са свързани с фотонния шум.? Квантова ефективност на човешкото зрение

За да се оцени квантовата ефективност на окото, данните, показани на фиг. 12 и 13 трябва да бъдат изразени чрез броя на фотоните, падащи върху 1 cm 2 от ретината. За да направите това, приемете, че времето за натрупване е 0,2 s, пропускливостта на лещата е 0,5 и границите на разширяване на зеницата се определят от данните на Reeve, представени на фиг. 11. След като завършихме тази трансформация, заместваме фотонната плътност във връзката (1.3) , написана във формуляра

C 2 *d 2 *?*n=к 2=25 ,

Където? - квантов изход на окото (квантова ефективност? 100*?%) - Прагово съотношение сигнал/шум ксе приема равно на 5.

На фиг. Фигура 14 показва зависимостта на квантовата ефективност на окото (изчислена от данните на Blackwell) от яркостта на обектите. Това, което е най-впечатляващото в тези резултати, е сравнително малката промяна в квантовата ефективност, когато интензитетът на светлината се промени с 8 порядъка. Квантовата ефективност е 3% при изключително ниски яркости близо до абсолютния праг (прибл. 10 -10 агнешко) и бавно намалява до около 0,5% при 0,1 агнешко.

Разбира се, това е десетократна промяна в ефективността. Въпреки това, трябва да се помни, че в ранните проучвания, за да се обясни феноменът на тъмната адаптация в такива случаи, се приема 1000- или 10 000-кратна промяна в квантовата ефективност. (Ще разгледаме този проблем по-подробно по-долу.) Нещо повече, дори тази десетократна промяна може всъщност да е грубо надценяване. При изчисляването на квантовата ефективност приехме, че времето на експозиция и множителят кса постоянни, но според някои данни при ниски нива на осветеност времето на експозиция може да бъде два пъти по-дълго, отколкото при високи нива на осветеност. Ако това е така, тогава квантовата ефективност се променя само с фактор пет. Освен това е възможно множителят кпо-малко при ниски нива на светлина, отколкото при високи нива на светлина. Такава промяна к(по-точно, к 2) може лесно да доведе до появата на друг фактор 2, в резултат на което се оказва, че квантовата ефективност се променя само с фактор 2, когато интензитетът на светлината се промени с 10 8 веднъж.

Второ важен момент, което трябва да се отбележи при анализа на фиг. 14 е относително голяма стойност на квантовата ефективност.

Според оценки в литературата чувствителното вещество на ретината (родопсин) абсорбира само 10% от падащата светлина. Ако това е вярно, тогава квантовата ефективност (за бяла светлина) по отношение на абсорбираната светлина е около 60% при ниска осветеност. По този начин остава много малко място за подобряване на самия механизъм за броене на фотони.
Въпреки това е трудно да се разбере какво причинява такова ниско поглъщане (само 10%) на падаща светлина, което се е образувало в процеса на еволюция. Възможно е причината за това да е ограниченият избор на биологични материали.

Известно намаляване на квантовата ефективност при висока осветеност може да се отдаде на специфичните изисквания, които се поставят на система, способна да различава цветовете. Ако, както показват последните данни, има 3 вида конуси с различни спектрални характеристики, тогава зоната, чувствителна към светлина с дадена дължина на вълната, е наполовина при висока осветеност.

Стойностите на квантовата ефективност, представени на фиг. 14 долна крива, вижте Бяла светлина. Известно е, че визуалната реакция на зелена светлина е приблизително три пъти по-висока, отколкото на същия общ брой "бели" фотони, т.е. фотони, разпределени в целия видим спектър. Използването на зелена светлина (или зелено-синя при ниски нива на светлина) би довело до трикратно увеличение на квантовата ефективност, както е показано на фиг. 14. В този случай квантовата ефективност при ниска осветеност би била приблизително 10% и би трябвало да приемем, че ретината абсорбира не 10%, а поне 20% от падащата светлина.

Трябва отново да се подчертае, че квантовата ефективност, показана на фиг. 14, зависи от избора на параметри: време на натрупване (0,2 s) и прагово съотношение сигнал/шум ( к= 5). Стойностите на тези параметри не са определени достатъчно точно, особено за данните на Blackwell.

Може би подходящи усъвършенствания ще доведат до по-високи стойности на квантовата ефективност. Например, ако приемем, че времето за натрупване е 0,1 s, тогава квантовата ефективност ще бъде два пъти по-голяма от тази, показана на фиг. 14. Малко вероятно е обаче да се полагат усилия за изясняване на тези параметри; Не би ли било по-добре да се разработи подобрена експериментална техника за измерване на квантовата ефективност, която не зависи от тези параметри?

Предпочитан метод за определяне на квантовата ефективност

В момента има само проста техникасравнително надеждно определяне на квантовата ефективност на окото. Новоразработена телевизионна камера със силициев усилвател е в състояние да предава изображения при ниски нива на светлина, където тези изображения са ясно ограничени от шум, по-специално шум, дължащ се на фракцията от падащи фотони, които произвеждат фотоелектрони на фотокатода.

Важно е, че такива изображения, ограничени само от шум, позволяват надеждно определяне на квантовата ефективност на фотокатода. Процедурата включва наблюдателят и телевизионната камера да „гледат“ един и същ слабо осветен обект от едно и също разстояние. Апертурата на оптиката на камерата се настройва в съответствие с отварянето на зеницата на окото на наблюдателя. След това наблюдателят сравнява слабо осветения обект, пряко видим за него, с изображението на кинескопа на телевизионната система. Ако информацията е същата, тогава квантовата ефективност на окото на наблюдателя е равна на измерената ефективност на фотокатода на предавателната тръба. Ако наблюдателят вижда повече или по-малко от камерата, апертурата се регулира, докато разликата изчезне, след което квантовата ефективност на окото на наблюдателя се изчислява от съотношението на апертурите на обектива.

Основното предимство на метода за паралелно сравнение е, че той не зависи от времето на визуална експозиция или избора на подходящия праг на съотношението сигнал/шум. Тези параметри, каквито и да са точните им стойности, остават по същество същите, когато наблюдателят разглежда самия обект и неговото изображение на телевизионен екран, и следователно те са изключени от сравнението. Освен това влиянието на паметта върху ефективно времеекспозицията в тези два случая вероятно ще бъде еднаква.

Спряхме се на този метод, защото вече е лесно достъпен за експериментатори с опит в изучаването на зрителния процес. Различни устройства, подходящи за сравнение, са използвани както от автора на тази книга, така и от други изследователи, за да направят предварителни оценки на квантовата ефективност при ниски нива на светлина. В един от експериментите е използвано устройство за сканиране с движещо се светлинно петно ​​(фиг. 15); J. E. Rudy използва суперортиконен усилвател на изображението, а T. D. Reynolds използва многостепенен усилвател на изображението. Всички тези устройства създават изображения, ограничени от фотонен шум, и във всички случаи квантовата ефективност се оценява на около 10% за ниски нива на светлина.


Серия от изображения, показани на фиг. 15, показва какво максимална сумаинформацията може да се предава от различен брой фотони. Всеки фотон се записва като отделна видима точка. Информацията, която получаваме, е ограничена само от статистически флуктуации, които неизбежно се появяват при записване на фотонен поток. Таблицата показва общия брой фотони N, които биха се съдържали в изображението, ако цялото то беше равномерно осветено с интензитет, съответстващ на най-ярките му области.

Яркостта, показана в таблицата, е изчислена при предположението, че окото използва един от всеки десет падащи фотона. При изчислението са взети предвид и други параметри: време на натрупване - 0,2 s, диаметър на зеницата - приблизително 6 mm. С други думи, ако заменим обекта с бял лист с определена яркост, изчислим броя на фотоните, влизащи в окото за 0,2 s, и разделим това число на 10, тогава в резултат ще получим броя на фотоните N. съответстваща на дадената стойност на яркостта. Следователно, горната поредица от изображения показва максималното количество информация, което наблюдателят може действително да възприеме при посочените яркости, ако квантовата ефективност на неговия зрителен процес е 10%, а разстоянието от обекта до наблюдателя е 120 cm.

Сравнение на различни оценки на квантовата ефективност

Преди повече от век стана известно, че при абсолютния праг на видимост светкавица от малък източник е едва видима, като около 100 фотона удрят окото. Това установи долна граница за квантова ефективност от приблизително 1%. След това бяха проведени поредица от експерименти от няколко изследователски групи, за да се установи колко от тези 100 фотона всъщност използва окото. Ако, например, окото използва всичките 100 фотона, тогава преходът от не-зрение към зрение ще бъде доста остър и ще се случи, когато фотонният поток се увеличи до 100. Ако окото използва само няколко фотона, преходът ще бъде замъглен поради хаотичния характер на фотонното излъчване. По този начин остротата на прехода може да служи като мярка за броя на използваните фотони и следователно за квантовата ефективност на окото

Идеята за такъв експеримент не беше лишена от известна простота и елегантност. За съжаление, в резултат на такива експерименти се оказа, че броят на фотоните, използвани от окото по време на праговото възприятие, варира в широк диапазон от 2 до 50. По този начин въпросът за квантовата ефективност остава открит. Разсейването на получените резултати вероятно не би изненадало инженер, специализиращ в електрониката или физиката. Измерванията са направени близо до абсолютния праг на видимост, когато шумът от фотонния поток лесно се смесва с шум от външни източници в самото око. Например, ако подобни измервания са направени с фотоумножител, тогава такова разсейване би се дължало на влиянието на шума, свързан с термоелектронно излъчване от фотокатода или със случаен електрически пробив, възникващ между електродите. Всичко това важи за измервания близо до абсолютния праг. Ако съотношението сигнал/шум се измерва при осветяване доста над прага, когато фотонният шум надвишава шума, свързан с външни източници, тази процедура дава надеждна стойност на квантовата ефективност. Ето защо резултатите от визуалните измервания на квантовата ефективност, извършени при осветеност, значително надвишаваща абсолютния зрителен праг, са по-надеждни.

R. Clark Jones анализира същите данни, от които е получена кривата на квантовата ефективност, показана на фиг. 1. 14. Определените от него ефективности са като цяло около десет пъти по-малки от показаните на фиг. 14; в своите изчисления той изхожда от по-кратко време на натрупване (0,1 s) и много по-малка стойност к (1,2) . Джоунс смята, че тъй като наблюдателят трябва да избере само една от осемте възможни позиции на тестовия обект, тогава такава стойност косигурява 50% надеждност. В количествено отношение това твърдение, разбира се, е правилно.

Основният въпрос е дали наблюдателите наистина правят своите заключения за това, което виждат по този начин. Ако разгледаме фиг. 4, а, тогава намираме това к= 1.2 означава, че наблюдателят може да забележи от коя от осем възможни места операторът е премахнал един или два фотона. Едно просто изследване на фиг. 4, но показва, че това е невъзможно. Въпроси като тези подчертават необходимостта от разработване на метод за измерване, който избягва неяснотите, свързани с избора на правилни стойности кили време за натрупване. Описаното по-горе паралелно сравнение между човешкото око и електронно устройство, ограничено от фотонния шум, е точно такава процедура и заслужава най-широкото си приложение.

В своите ранни оценки на визуалната квантова ефективност, De Vries също разчита на количеството к= 1, а резултатите му бяха значително по-ниски от стойностите, показани на фиг. 14. De Vries обаче беше един от първите, които посочиха, че наблюдаваната разделителна способност на окото и неговата контрастна чувствителност могат да се обяснят с фотонен шум. В допълнение, той, подобно на автора на тази книга, обърна внимание на факта, че променливият, зърнест характер на изображенията, получени при слаба светлина, е доказателство за дискретност на светлината.

Барлоу до голяма степен избягва двусмислието при избора си к, извършвайки измервания с помощта на две тестови светлинни петна, разположени една до друга. Неговата цел беше да определи кое петно ​​е по-ярко, като относителната интензивност на петната варира. Както показва статистическият анализ на резултатите, извършен при предположението, че способността за разграничаване на яркостта е ограничена от фотонен шум, стойностите на квантовата ефективност на окото са в диапазона от 5-10%, когато яркостта се променя до стойност 100 пъти по-голяма от абсолютния зрителен праг. Барлоу цитира работата на Баумгард и Хехт, които от анализ на кривата на вероятността за откриване близо до абсолютния праг са получили квантова ефективност, близка до 7%.

За да обобщим, повечето изследователи смятат, че квантовата ефективност на човешкото око е в диапазона от 5-10%, когато интензитетът на светлината се промени от абсолютния праг до стойност 100 пъти по-висока от него. Тази ефективност се определя за дължини на вълните близо до максимума на кривата на чувствителност на окото (зелено-синя област) и се отнася до светлина, падаща върху роговицата на окото. Ако приемем, че само половината от тази светлина достига до ретината, тогава ефективността върху ретината ще бъде 10-20%. Тъй като според наличните оценки делът на светлината, абсорбирана от ретината, също е в тези граници, ефективността на окото, свързана с абсорбираната светлина, е близо до 100%. С други думи, окото е в състояние да преброи всеки погълнат фотон.

Данните, показани на фиг. 14 показват още едно изключително значимо обстоятелство: в областта от абсолютния праг на чувствителност до 0,1 агнета, т.е. когато интензитетът се промени с коефициент 10, квантовата ефективност намалява с не повече от 10 пъти. В бъдеще може да се окаже, че този коефициент не надвишава 2-3. По този начин окото поддържа високо ниво на квантова ефективност, когато интензитетът на светлината се промени 10 8 веднъж! Ние използваме това заключение, когато интерпретираме явлението тъмна адаптацияи появата на визуален шум.

Тъмна адаптация

Един от най-известните и същевременно изненадващи аспекти на визуалния процес е тъмната адаптация. Човек, който влиза в тъмна аудитория от градска улица, наводнена със светлина, се оказва буквално сляп за няколко секунди или дори минути. След това постепенно започва да вижда все повече и след половин час напълно свиква с тъмнината. Сега той може да вижда обекти повече от хиляда пъти по-тъмни от тези, които едва виждаше в началото.

Тези факти показват, че по време на процеса на тъмна адаптация чувствителността на окото се увеличава повече от хиляда пъти. Наблюдения като тези накараха изследователите да търсят механизъм или химичен модел, който би обяснил такива драматични промени в чувствителността. Например Хехт обърна специално внимание на феномена на обратимо избледняване на чувствителния материал на ретината, така нареченото визуално лилаво. Той твърди, че при ниски нива на светлина, визуалното лилаво е напълно незасегнато и по този начин има максимална абсорбция. С увеличаването на осветеността той все повече се обезцветява и съответно поглъща все по-малко падаща светлина. Смята се, че дългото време на тъмна адаптация се дължи на дългата продължителност на процеса на възстановяване висока плътноствизуално лилаво. По този начин окото възстановява своята чувствителност.

Подобни заключения обаче противоречат на резултатите от шумовия анализ на чувствителността на окото, който показа, че собствената чувствителност на окото не може да се промени повече от 10 пъти при преминаване от тъмнина към ярка светлина. Предимството на метода за анализ на шума е, че неговите резултати не зависят от конкретни физични или химични модели на самия визуален процес. Чувствителността беше измерена в абсолютна скала, докато се постулираше само квантовата природа на светлината и хаотичният характер на разпределението на фотоните.

Как тогава можем да обясним хилядократното или дори по-голямо увеличение на способността да виждаме, наблюдавано по време на процеса на адаптиране към тъмнина? Наложи се известна аналогия между този процес и работата на устройства като радио- и телевизионни приемници. Ако при смяна на приемника от силна станция на слаба, звукът се окаже почти нечуваем, слушателят хваща копчето за регулиране на силата на звука и довежда нивото на звука на слабата станция до удобно ниво. Важно е чувствителността на радиоприемника да остане постоянна както при преминаване от силна станция към слаба, така и при регулиране на силата на звука. Определя се само от характеристиките на антената и първата усилвателна тръба. Процесът на „завъртане на копчето за сила на звука“ не променя чувствителността на приемника, а само „нивото на представяне“ на слушателя. Цялата операция по преминаване от силна към слаба станция, включително продължителността на процеса на регулиране на силата на звука, е напълно подобна на много дългия процес на зрителна адаптация към тъмнина.

През времето, през което се извършва тъмната адаптация, усилването на „усилвателя“ се увеличава в резултат на химични реакции до желаното „ниво на представяне“. Собствената чувствителност на окото остава почти постоянна през периода на адаптация към тъмнина. Нямаме друг избор освен да приемем, че определен усилвател участва във визуалния процес, действащ между ретината и мозъка, и че неговото усилване варира в зависимост от осветеността: при висока осветеност то е малко, а при слабо осветяване е голямо .

Автоматичен контрол на усилването

Заключението, че визуалният процес непременно включва автоматичен контрол на усилването, беше направено в предишния раздел въз основа на големите промени в видимата чувствителност, които изпитваме по време на адаптация към тъмнина, и относителната константност на присъщата чувствителност, която следва от анализа на шума на визуалния процес .
Ще стигнем до подобно заключение, ако разгледаме други, по-директни данни, открити в литературата. Известно е, че енергията на нервния импулс е с много порядъци по-голяма от енергията на тези няколко фотона, които са необходими за задействане на нервен импулс при абсолютния праг на чувствителност. Следователно, за генериране на нервни импулси е необходим механизъм със съответно високо усилване директно върху ретината. От ранната работа на Hartline върху електрическите записи на зрителните нервни импулси на подковообразен рак беше известно, че честотата на нервните импулси се увеличава с увеличаване на интензитета на светлината не линейно, а само логаритмично. Това означава, че при високи нива на светлина усилването е по-малко, отколкото при ниски нива на светлина.

Въпреки че енергията на нервния импулс не е известна точно, тя може да бъде приблизително оценена, като се приеме, че съхранената енергия на импулса съответства на напрежение от 0,1 V в кондензатора 10-9 F (това е капацитетът на 1 cm от външната обвивка на нервното влакно). Тогава електрическата енергия е 10 -11 Дж, какво има 10 8 пъти енергията на фотон от видимата светлина. Ние, разбира се, може да грешим в нашата оценка на енергията на нервния импулс с няколко порядъка, но това не поставя под съмнение заключението ни, че изключително голям процес на усилване трябва да се случи директно върху ретината и само благодарение на това енергията на няколко фотона може да предизвика нервен импулс.

Прогресивното намаляване на печалбата с увеличаване на интензитета на светлината се наблюдава ясно в данните на Hartline, според които честотата на нервните импулси бавно нараства логаритмично с увеличаване на интензитета на светлината. По-специално, с увеличаване на интензитета на светлината в 10 4 пъти честотата се увеличава само 10 пъти. Това означава, че печалбата е намалена с 10 3 веднъж.

Въпреки че специфичните химични реакции, лежащи в основата на процеса на усилване, не са известни, изглежда малко вероятно да се предположи нещо друго освен някаква форма на катализа. Фотон, погълнат от молекула на чувствителен материал (родопсин), предизвиква промяна в неговата конфигурация. Последващите етапи на процеса, по време на които възбуденият родопсин упражнява каталитичен ефект върху околния биохимичен материал, все още не са ясни. Разумно е обаче да се предположи, че каталитичното усилване ще намалее с увеличаване на интензитета на светлината или броя на възбудените молекули, тъй като това трябва да намали количеството катализиран материал на възбудена молекула. Може също така да се приеме, че скоростта на изчерпване на катализирания материал (адаптация към светлина) е висока в сравнение със скоростта на неговата регенерация (адаптация към тъмнина). Известно е, че адаптацията към светлина става за част от секундата, докато адаптацията към тъмнина може да продължи до 30 минути.

Визуален шум

Както многократно сме подчертавали, нашата визуална информация е ограничена до случайни флуктуации в разпределението на падащите фотони. Следователно тези колебания трябва да са видими. Не винаги обаче забелязваме това, поне при нормални условия на осветление. От това следва, че при всяко ниво на осветяване усилването е точно такова, че фотонният шум е едва забележим, или още по-добре, почти неразличим. Ако печалбата беше по-голяма, това нямаше да даде Допълнителна информация, но само би допринесло за увеличаване на шума. Ако печалбата беше по-малка, това би довело до загуба на информация. По същия начин усилването на телевизионен приемник трябва да бъде избрано така, че шумът да е на прага на видимост.

Въпреки че фотонният шум не се забелязва лесно при нормална осветеност, авторът е проверил от собствените си наблюдения, че при яркост от прибл. 10 -8 -10 -7 Една равномерно осветена стена придобива същия променлив, зърнест вид като изображението на телевизионния екран при наличие на силен шум. Освен това степента на видимост на този шум зависи до голяма степен от степента на вълнение на самия наблюдател. Удобно е да се правят такива наблюдения непосредствено преди лягане. Ако по време на наблюдения в къщата се чуе звук, предвещаващ появата на неочакван или нежелан посетител, тогава притокът на адреналин моментално се увеличава и в същото време „видимостта“ на шумовете се увеличава значително. При тези условия механизмите за самосъхранение предизвикват увеличаване на усилването на зрителния процес (по-точно амплитудата на сигналите, идващи от всички сетива) до ниво, което гарантира пълно възприемане на информацията, тоест до ниво, при което шумът е лесно забележими.

Разбира се, такива наблюдения са субективни. Де Вриз е един от малцината, които освен автора на тази книга се осмелиха да публикуват своите сравнителни наблюдения. Въпреки това много изследователи в лични разговори казаха на автора за подобни резултати.

Очевидно моделите на шум, описани по-горе, се дължат на падащия фотонен поток, тъй като те отсъстват в „напълно черните“ области на изображението. Наличието само на няколко осветени зони е достатъчно, за да настроите усилването на ниво, при което други, много по-тъмни зони изглеждат напълно черни.

От друга страна, ако наблюдателят е напълно тъмна стаяили очите му са затворени, той не създава визуално усещане за еднородно черно поле. По-скоро той вижда поредица от бледи, движещи се сиви изображения, които често се споменават в по-ранна литература под името "e15epHns;" , тоест като нещо, възникващо в самата визуална система. Отново е изкушаващо да се интерпретират рационално тези наблюдения, като се предполага, че при липса на реално светлинно изображение, което би довело до установяване на определена стойност на печалбата, печалбата достига своята максимална стойност при търсене на обективна визуална информация. При такова усилване се откриват шумове на самата система, които очевидно са свързани с процеси на термично възбуждане в ретината или възникват в част от нервната система, отдалечена от нея.

Последната забележка се отнася по-специално до процеса на засилване на зрителните усещания, за който се твърди, че възниква в резултат на приемане различни веществапричинявайки халюцинации. Изглежда много вероятно ефектите, произведени от тези вещества, да се дължат на увеличаване на усилването на мощен усилвател, разположен в самата ретина.

Както вече отбелязахме, емоционално състояние, свързано с някакъв вид напрежение или повишено вниманиенаблюдател, води до значително увеличение на печалбата.

Остатъчни образи

Съществуването на механизъм за контрол на усилването в ретината дава очевидно обяснение за различните наблюдения, при които човек гледа ярък обект и след това гледа неутрална сива стена. В същото време в първия момент човек все още вижда определен преходен образ, който след това постепенно изчезва. Например ярък черно-бял обект дава преходно допълнително изображение (остатъчно изображение) под формата на фотографски негатив на оригинала. Ярко червен обект произвежда допълнителен цвят - зелен. Във всеки случай, в частта от ретината, където попада изображението на ярък обект, усилването е намалено, така че когато върху ретината се покаже равномерна повърхност, светлите преди това области на ретината изпращат по-слаб сигнал към мозъка и изображенията, появяващи се върху тях, изглеждат по-тъмни от околния фон. Зеленият цвят на остатъчното изображение на яркочервен обект показва, че механизмът на усилване не само се променя локално в различни части на ретината, но също така действа независимо за три цветни канала в една и съща област. В нашия случай усилването за червения канал беше моментално намалено, което доведе до появата на изображение в допълнителен цвят върху неутрална сива стена.

Струва си да се отбележи, че остатъчните изображения не винаги са негативни. Ако, гледайки ярко осветен прозорец, затворите очи, след това незабавно ги отворите за известно време, сякаш използвате фотографски затвор, и след това ги затворите отново плътно, тогава след няколко секунди или дори минути остатъчното изображение ще бъде положителен (поне в началото Това е съвсем естествено, тъй като времето на затихване на всеки процес на фотовъзбуждане в твърдо тяло е ограничено. Известно е, че окото натрупва светлина в рамките на 0,1-0,2 s, така че средното време на неговото фотовъзбуждане също трябва да бъде 0,1 -0,2 s и за време от порядъка на секунди фотовъзбуждането намалява до все по-ниско ниво; остатъчното изображение остава видимо, тъй като усилването продължава да се увеличава, след като затворим очите си. Ако в процеса на наблюдение на положително изображение, малко количество външна светлина навлиза в окото, след което това изображение незабавно се превръща в негативно поради причините, посочени в предишния раздел. Тъй като външната светлина се появява или изчезва, можем да преминем от положително остатъчно изображение към отрицателно и обратно. Ако в тъмна стая погледнете края на запалена цигара, движещ се в кръг, тогава запаленият край ще се възприеме като ивица светлина с крайна дължина поради инерцията на зрителното възприятие (положителен остатъчен образ). В този случай наблюдаваното изображение, подобно на комета, има яркочервена глава и синкава опашка. Очевидно сините компоненти на светлината на цигарата имат по-голяма инерция от червените. Можем да наблюдаваме подобен ефект, когато гледаме червеникава стена: когато яркостта намалява до ниво под приблизително 10 -6 Агнешко придобива син оттенък. И двете серии от наблюдения могат да бъдат обяснени, ако приемем, че печалбата за синьо достига по-големи стойности, отколкото за червено; в резултат на това възприемането на синьото се поддържа до по-ниски нива на възбуждане на ретината, отколкото червеното.

Видимост на високоенергийно излъчване

Визуалното възприятие се инициира от електронно възбуждане на молекули. Следователно можем да приемем съществуването на определен енергиен праг, но най-общо казано е възможно високоенергийното излъчване също да предизвика електронни преходи и да се окаже видимо. Ако преходът, причиняващ визуално възбуждане, е остър резонанс между две електронни енергийни нива, тогава фотоните с по-висока енергия няма да възбудят ефективно прехода. От друга страна, високоенергийните електрони или йони могат да възбудят преходи в широк енергиен диапазон и тогава те трябва да бъдат видими, защото оставят плътни области на възбуждане и йонизация по пътя си. В по-рано публикувана статия, обсъждаща проблемите с видимостта на високоенергийното лъчение, авторът изрази известна изненада, че никой все още не е докладвал за директни визуални наблюдения на космическите лъчи.

Понастоящем има някои данни относно проблема с видимостта на радиация в широк диапазон от високи енергии. На първо място, вече е известно, че ултравиолетовото прекъсване се причинява от абсорбция в роговицата. Хората, чиито роговици по една или друга причина са премахнати или заменени с по-прозрачно вещество, действително могат да видят ултравиолетово лъчение.

Много е казано за възможността да се види рентгеново лъчение. ранни стадииРентгенови изследвания. Публикациите в тази област престанаха, когато стана известно за вредното въздействие на рентгеновите лъчи. Тези ранни наблюдения бяха противоречиви, тъй като оставаше неясно дали рентгеновите лъчи възбуждат ретината директно или чрез възбуждане на флуоресценция в стъкловидното тяло. Някои по-нови и прецизни експерименти показват, че се получава директна стимулация на ретината; Това по-специално се доказва от възприемането на резки сенки от непрозрачни предмети.

Способността за визуално наблюдение на космическите лъчи вече е потвърдена от докладите на астронавтите за виждане на ивици и проблясъци от светлина, когато кабината на космическия кораб е била на тъмно. Все още обаче не е ясно дали това е пряко свързано с възбуждането на ретината или с генерирането на рентгенови лъчи в стъкловидното тяло. Космическите лъчи създават плътна следа от възбуждане във всяко твърдо тяло, така че би било странно, ако не могат да предизвикат директно възбуждане на ретината.

Визия и еволюция

Способността на живите клетки да броят фотони или поне да реагират на всеки фотон възниква рано в развитието на растителния свят. Квантовата ефективност на фотосинтезата се оценява на приблизително 30% за червена светлина. По време на процеса на фотосинтеза фотонната енергия се използва директно в определени химични реакции. Не става по-силен. Растението използва светлината за хранене, но не и за получаване на информация, ако изключим хелиотропните ефекти и синхронизирането на биологичния часовник.

Използването на светлина за получаване на информация означава, че трябва да се създаде изключително сложен усилвател директно в рецептора, благодарение на който незначителната енергия на фотоните се преобразува в много по-голяма енергия на нервните импулси. САМО по този начин окото може да предава информация на мускулите или мозъка. Такъв усилвател очевидно се е появил рано в развитието на животинския живот, тъй като много прости животни живеят на тъмно. Следователно изкуството за броене на фотони е овладяно много преди появата на човека.

Броенето на фотоните със сигурност е значителен напредък в еволюционния процес. Това се оказа и най-трудната стъпка в развитието на зрителната система. За да оцелее, беше необходима гаранция, че цялата налична информация може да бъде записана. С такава гаранция адаптирането на зрителната система в зависимост от специфичните нужди на дадено животно изглежда по-лесен и второстепенен успех.

Тази адаптация е приела голямо разнообразие от форми. Повечето от тях изглежда се дължат на очевидни причини. Тук ще дадем само няколко примера, за да потвърдим тясната връзка между оптичните параметри и условията на живот на животното.

Структурата на ретината на дневните птици, като ястреба, е няколко пъти по-тънка от тази на нощните животни, като лемура. Очевидно при високолетящ ястреб по-високата разделителна способност на зрителната система и съответно по-тънката структура на ретината са оправдани от високата яркост на осветлението в средата на деня. Освен това, в търсене на полска мишка, ястребът със сигурност се нуждае от повече детайли във визуалния образ. От друга страна, лемурът с нощен начин на живот се справя с такива ниски ниваосветление, че неговите визуални изображения, чието качество е ограничено от фотонен шум, са едрозърнести и не изискват повече от едрозърнеста структура на ретината. Наистина, при такъв нисък интензитет на светлината е изгодно да имате лещи с голяма бленда (f/D) = 1,0), въпреки че тези лещи неизбежно трябва да произвеждат лошо качествооптично изображение (фиг. 16).

Кривата на спектралната чувствителност на човешкото око съответства добре на максималното разпределение на дневната слънчева светлина (5500A). При здрач максималната чувствителност на окото се измества до 5100 А, което съответства на синкавия оттенък на светлината, разпръсната от небето след залез слънце. Човек би очаквал, че чувствителността на окото ще се простира в червената област поне до дължината на вълната, където топлинното възбуждане на ретината започва да се конкурира с фотоните, пристигащи отвън. Например, при абсолютен зрителен праг от 10 -9 агнета, спектралната чувствителност на окото може да се разшири до приблизително 1,4 μm, където такава конкуренция става значителна. Остава неясно защо действителната граница на чувствителност на окото е 0,7 µm, освен ако това ограничение не се дължи на липсата на подходящ биологичен материал.

Времето за натрупване на информация от окото (0,2 s) е в добро съответствие с времето на нервната и мускулната реакция човешка системав общи линии. Съществуването на такава последователност се потвърждава от факта, че специално проектираните телевизионни камери с време на релаксация от 0,5 s или повече са очевидно неудобни и досадни за използване. Възможно е при птиците времето за натрупване на зрителна информация да е по-кратко поради по-голямата им подвижност. Косвено потвърждение за това може да бъде фактът, че някои трели или поредици от ноти се „изпяват“ от птици толкова бързо, че човешкото ухо ги възприема като хор.

Съществува строго съответствие между диаметъра на пръчиците и конусите на човешкото око и диаметъра на дифракционния диск в момента, когато отворът на зеницата е близо до неговия минимална стойност(приблизително 2 мм), който е настроен на висок интензитет на светлината. При много животни зениците не са кръгли, а цепнати по форма и са ориентирани във вертикална (например змии, алигатори) или хоризонтална (например кози, коне) посоки. Вертикалният процеп осигурява висока острота на изображението, ограничена за вертикални линии от аберации на обектива и за хоризонтални линии от дифракционни ефекти.

Опитите да се обясни убедително адаптивността на тези оптични параметри към начина на живот на определени животни са напълно оправдани. .
Визуалната система на жабата е ярък пример за адаптация към нейния начин на живот. Невронните му връзки са предназначени да подчертават движенията на мухите, които са привлекателни за жабите, и да игнорират външната визуална информация. Дори в човешката зрителна система забелязваме леко повишена чувствителност на периферното зрение към трептяща светлина, което очевидно може да се тълкува като система за сигурност, която предупреждава за надвиснала опасност.

Ще завършим нашите дискусии с една малко „домашна“ забележка. От една страна, подчертахме, че човешкото око се е доближило до границата поради квантовата природа на светлината. От друга страна, има например изразът „вижда като котка“, което означава, че зрителната чувствителност на домашната котка в нейните нощни приключения значително надвишава нашата. Изглежда, че трябва да съвместим тези две твърдения, като отбележим, че ако решим да се разхождаме през нощта на четири крака, ще придобием същата способност да се ориентираме в тъмното, която има котката.

И така, квантовата ефективност на човешкото око варира от около 10% при ниска осветеност до няколко процента при висока осветеност. Пълният диапазон на осветеност, в който работи нашата зрителна система, се простира от 10 -10 агнешко при абсолютен праг до 10 агнета на ярка слънчева светлина.

Директно върху ретината има биохимичен усилвател с печалба, вероятно по-голяма от 10 6 , който преобразува ниската енергия на падащите фотони в значително по-висока енергия на зрителните нервни импулси. Усилването на този усилвател варира в зависимост от светлинните условия, като намалява при високи нива на осветеност. Тези промени обясняват феномена на тъмната адаптация и редица ефекти, свързани с появата на остатъчни изображения. Зрителната система на хората и животните служи като доказателство за тяхната еволюция и адаптация към външни условия.

Статия от книгата: .

Ако затворите очи само за минута и се опитате да живеете в пълен мрак, започвате да разбирате колко важно е зрението за човек. Колко безпомощни стават хората, когато загубят способността си да виждат. И ако очите са огледалото на душата, то зеницата е нашият прозорец към света.

Структура на окото

Човешкият зрителен орган е сложна оптична система. Основната му цел е да предава изображения през зрителния нерв към мозъка.

Очната ябълка, оформена като сфера, се намира в орбитата и има три съдови и ретинални структури. Вътре в него има воден хумор, леща и стъкловидно тяло.

Белият сегмент на очната ябълка е покрит с лигавица (склера). Предната прозрачна част, наречена роговица, е оптична леща с висока пречупваща сила. Под него е ирисът, който играе ролята на диафрагма.

Светлинният поток, отразен от повърхностите на предметите, първо попада в роговицата и след пречупване навлиза през зеницата в лещата, която също е двойноизпъкнала леща и навлиза в оптичната система на окото.

Следващата точка по пътя на видимото за хората изображение е ретината. Това е обвивка от светлочувствителни клетки: колбички и пръчици. Ретината покрива вътрешната повърхност на окото и предава информация към мозъка чрез нервни влакна през зрителния нерв. Именно в него се случва окончателното възприемане и осъзнаване на видяното.

Функция на зеницата

Сред хората има популярна фразеология: „да се грижиш за него като за зеницата на окото си“, но малко хора днес знаят, че в старите времена зеницата се е наричала ябълка. Този израз се използва отдавна и отлично показва как трябва да се отнасяме към очите си – като към най-ценните и скъпи.

Човешката зеница се регулира от два мускула: сфинктер и дилататор. Те се контролират от различни системи, свързани със симпатиковата и парасимпатиковата система.

Зеницата по същество е отвор, през който навлиза светлина. Той действа като регулатор, като се стеснява при ярка светлина и се разширява при слаба светлина. Така предпазва ретината от изгаряния и повишава зрителната острота.

Мидриаз

Смята ли се за нормално човек да има разширена зеница? Това зависи от редица фактори. В медицинската общност това явление се нарича мидриаза.

Оказва се, че зениците реагират не само на светлина. Тяхното разширяване може да бъде провокирано от възбудено емоционално състояние: силен интерес (включително от сексуален характер), силна радост, непоносима болка или страх.

Изброените по-горе фактори причиняват естествена мидриаза, която не засяга зрителната острота и здравето на очите. Като правило, това състояние на ученика бързо преминава, ако емоционален фонсе връща към нормалното.

Феноменът на мидриаза е типичен за човек под алкохолна или алкохолна зависимост наркотична интоксикация. В допълнение, разширените зеници често показват сериозно отравяне, като ботулизъм.

Патологична мидриаза често може да се наблюдава при пациенти с черепно-мозъчна травма. Те постоянно говорят за наличието на редица възможни заболявания в човек:

• глаукома;
• мигрена;
• парализа;
• енцефалопатия;
• дисфункция на щитовидната жлеза;
• Синдром на Еди.

Много хора знаят от филмите, че когато някой припадне, първото нещо, което лекарите на спешната помощ правят, е да прегледат очите. Реакцията на зениците на светлина, както и техният размер могат да кажат много на лекарите. Лекото увеличение показва плитка загуба на съзнание, докато „стъклените“, почти черни очи показват много сериозно състояние.

Миоза

Прекомерно свитата зеница е обратното на мидриаза. Офталмолозите го наричат ​​миоза. Това отклонение също има редица причини, може да бъде безвреден зрителен дефект, но често това е причина незабавно да се консултирате с лекар.

Експертите разграничават няколко вида миоза:

1. Функционална, при която стеснението възниква по естествени причини, като лошо осветление, състояние на съня, ранна детска възраст или старост, далекогледство, преумора.
2. Лекарствената миоза е резултат от приема на лекарства, които в допълнение към основната си функция засягат работата на очните мускули.
3. Паралитичен - характеризира се с пълно или частично отсъствиедвигателна способност на дилататора.
4. Миоза на дразнене - наблюдава се при спазъм на сфинктера. Често се среща при тумори в мозъка, менингит, енцефалит, както и при хора, страдащи от множествена склерозаи епилепсия.
5. Сифилитична миоза - може да се прояви на всеки етап от заболяването, въпреки че при навременно лечение се развива изключително рядко.

Анизокория

Според статистиката всеки пети човек на Земята има зеници с различна големина. Тази асиметрия се нарича анизокория. В повечето случаи разликите са незначителни и се забелязват само от офталмолог, но в някои случаи тази разлика е видима с просто око. Регулирането на диаметъра на зеницата с тази функция се извършва асинхронно и в някои случаи размерът се променя само в едното око, докато другото остава неподвижно.

Анизокорията може да бъде както наследствена, така и придобита. В първия случай тази структура на окото се определя от генетиката, във втория - от нараняване или някакво заболяване.

Ученици с различен диаметър се срещат при хора, страдащи от следните заболявания:

• увреждане на зрителния нерв;
• аневризма;
• мозъчни травми;
• тумори;
• неврологични заболявания.

Поликория

Двойната зеница е рядък вид очна аномалия. Този вроден ефект, наречен поликория, се характеризира с наличието на две или повече зеници в един ирис.

Има два вида на тази патология: фалшива и истинска. Фалшивата версия предполага, че зеницата е покрита неравномерно от мембраната и изглежда, че има няколко дупки. В този случай реакцията на светлина присъства само в един.

Истинската поликория е свързана с патология в развитието на чашката на зрителния нерв. Формата на зениците не винаги е кръгла, има дупки под формата на овал, капки.Във всяка от тях има реакция на светлина, макар и неясно изразена.

Хората с тази патология изпитват значителен дискомфорт, дефектното око вижда много по-лошо от нормалното. Ако броят на зениците е повече от 3 и те са достатъчно големи (2 мм или повече), детето най-вероятно ще претърпи операция. Възрастните са предписани да носят коригиращи контактни лещи.

Възрастови характеристики

Много млади майки често забелязват, че зениците на детето им са разширени. Струва ли си да се паникьосвате заради това? Изолирани случаи- не са опасни, могат да бъдат причинени от лошо осветление в стаята и характеристики на лесно възбудима нервна система. Виждайки красива играчка или уплашено от страшния Бармалей, детето рефлексивно ще разшири зениците си, което скоро ще се върне към нормалното.

Ако това състояние се наблюдава постоянно, това е причина да алармирате и спешно да се консултирате с лекар. Това може да показва неврологични заболявания и допълнителната консултация със специалист определено няма да навреди.

Реакцията на зениците към светлина се променя с възрастта. Юношите изпитват максимално възможно разширение, за разлика от по-възрастните, за които постоянно свитите зеници са норма.

Човешкото око е много сложна оптична система, състояща се от различни елементи, всеки от които отговаря за своите задачи. Като цяло очният апарат помага за възприемането външна картина, обработват го и предават информация във вече готов вид на мозъка. Без неговите функции органите на човешкото тяло не биха могли да си взаимодействат толкова пълноценно. Въпреки че органът на зрението е сложен, всеки човек трябва да разбере поне основно описание на принципа на неговото функциониране.

Общ принцип на работа

След като разбрахме какво е окото и разбрахме описанието му, нека разгледаме принципа на неговото действие. Окото работи, като възприема светлината, отразена от околните обекти.Тази светлина удря роговицата, специална леща, която позволява на входящите лъчи да бъдат фокусирани. След роговицата лъчите преминават през камерата на окото (която е пълна с безцветна течност), след което попадат върху ириса, който има зеница в центъра си. Зеницата има дупка (палпебрална фисура), през която преминават само централните лъчи, т.е. част от лъчите, разположени по краищата на светлинния поток, се елиминират.

Зеницата помага за адаптирането към различни нива на светлина. Той (по-точно неговата палпебрална фисура) филтрира само тези лъчи, които не влияят на качеството на изображението, но регулира техния поток. В резултат това, което остава, отива в лещата, която, подобно на роговицата, е леща, но предназначена само за нещо друго - за по-точно, "финално" фокусиране на светлината. Лещата и роговицата са оптичните среди на окото.

След това светлината преминава през специално стъкловидно тяло, което навлиза в оптичния апарат на окото, върху ретината, където образът се прожектира като на филмов екран, но само с главата надолу. В центъра на ретината има макулата, зоната, която реагира на обекта, който гледаме директно.

По време на последните етапи на придобиване на изображение клетките на ретината обработват това, което е върху тях, превеждайки всичко в електромагнитни импулси, които след това се изпращат до мозъка. Цифровата камера функционира по подобен начин.

От всички елементи на окото само склерата, специална непрозрачна мембрана, която покрива отвън, не участва в обработката на сигнала. Обгражда го почти изцяло, приблизително 80%, в предната част плавно преминава в роговицата. Хората обикновено наричат ​​външната му част протеин, въпреки че това не е съвсем правилно.

Брой различими цветове

Човешкият зрителен орган възприема изображения в цвят и броят на нюансите на цветовете, които той може да различи, е много голям. Колко различни цвята може да различи окото (по-точно колко нюанса) може да варира в зависимост от индивидуалните характеристики на човека, както и от нивото на неговата подготовка и вида на професионалната му дейност. Окото „работи“ с така нареченото видимо лъчение, което представлява електромагнитни вълни с дължина на вълната от 380 до 740 nm, тоест със светлина.

Ако вземем средни показатели, тогава човек може да различи общо около 150 хиляди цветови тонове и нюанси.

Тук обаче има една неяснота, която се крие в относителната субективност на цветоусещането. Затова някои учени са съгласни с друга цифра колко нюанса на цветовете обикновено вижда/различава човек – от седем до десет милиона. Във всеки случай цифрата е впечатляваща. Всички тези нюанси се получават чрез промяна на седемте основни цвята, намиращи се в различни частиспектър на дъгата. Смята се, че професионалните художници и дизайнери имат по-голям брой възприемани нюанси, а понякога човек се ражда с мутация, която му позволява да вижда в пъти повече цветове и нюанси. Колко различни цвята виждат такива хора е открит въпрос.

Очни заболявания

Както всяка друга система на човешкото тяло, органът на зрението е обект на различни заболяванияи патологии. Условно те могат да бъдат разделени на инфекциозни и неинфекциозни.Често срещани видове заболявания, причинени от бактерии, вируси или микроорганизми, са конюнктивит, ечемик и блефарит.

Ако заболяването е неинфекциозно, то обикновено възниква поради сериозно напрежение на очите, поради наследствено предразположение или просто поради промени, които настъпват в човешкото тяло с възрастта. По-рядко проблемът може да е в това обща патологиятялото, например, е развило хипертония или диабет. В резултат на това може да възникне глаукома, катаракта или синдром на сухото око и в крайна сметка човекът вижда или различава предметите по-зле.

IN медицинска практикаВсички заболявания са разделени на следните категории:

• заболявания на отделни елементи на окото, например леща, конюнктива и т.н.;
• патологии на зрителните нерви/пътища;
• мускулни патологии, поради които се нарушава приятелското движение на ябълките;
• заболявания, свързани със слепота и различни зрителни нарушения, нарушено зрение;
• глаукома.

За да се избегнат проблеми и патологии, очите трябва да бъдат защитени, да не се държат насочени в една точка за дълго време и да се поддържа оптимално осветление при четене или работа. Тогава силата на зрението няма да намалее.

Външна структура на окото

Човешкото око има не само вътрешна структура, но и външна, която е представена от векове.Това са специални прегради, които предпазват очите от наранявания и негативни фактори на околната среда. Те се състоят основно от мускулна тъкан, която е покрита отвън с тънка и нежна кожа. В офталмологията е общоприето, че клепачите са един от най-важните елементи, които могат да причинят проблеми, ако възникнат проблеми.

Въпреки че клепачът е мек, неговата здравина и последователност на формата се осигуряват от хрущял, който по същество е колагенова формация. Движението на клепачите се осъществява благодарение на мускулния слой. При затваряне на клепачите това има функционална роля - очната ябълка се овлажнява и малките чужди частици, независимо колко са на повърхността на окото, се отстраняват. Освен това, поради намокрянето на очната ябълка, клепачът може да се плъзга свободно спрямо повърхността си.

Важен компонент на клепачите също е обширна система за кръвоснабдяване и много нервни окончания, които помагат на клепачите да изпълняват своите функции.

Движение на очите

Човешките очи се движат с помощта на специални мускули, които осигуряват нормално, постоянно функциониране на очите. Визуалният апарат се движи с помощта на координираната работа на десетки мускули, основните от които са четири прави и два наклонени мускулни израстъци. заобиколен от различни странии помагат за завъртане на очната ябълка около различни оси. Всяка група ви позволява да обърнете погледа на човек в собствената си посока.

Мускулите също помагат за повдигане и спускане на клепачите. Когато всички мускули работят хармонично, това не само ви позволява да контролирате очите поотделно, но и да извършвате тяхната хармонична работа и координация на посоката им.

Страница 1

Площта на зеницата се измерва непрекъснато с помощта на инфрачервена светлина, отразена от ириса на окото на обекта и възприемана от фотоклетка. Тъй като зеницата абсорбира по-голямата част от падащата върху нея светлина, отражението се получава главно от ириса на окото.

Случайните колебания в зоната на човешката зеница предоставят интересен пример за случаен процес в биологична система.

Прогнозите за динамиката на шума и площта на зеницата за преходни входове се поддържат сравнително добре, но може да се види, че моделът на ударния шум прогнозира по-бързи времена на нарастване на шумовите реакции. Амплитудата на прогнозираните реакции понякога е 2 или 3 пъти различна от експерименталните резултати.

Ако площта на бинокулярния окуляр е по-малка от площта на зеницата на окото (7zh7zr), тогава площта qap ще бъде покрита само частично от светлинния поток, който се приближава към нея и посоченото съотношение ще бъде по-малко от единица . Ако 7ok7zr, тогава те са равни помежду си (docd3r), тъй като светлинният поток, който не достига до зеницата на окото, не участва в визуалния процес и може само да влоши условията на наблюдение чрез бинокъл.

Процесът на адаптиране на окото към повишена яркост се състои в промяна на областта на зеницата (зеничен рефлекс, особено забележим при котки), потискане на пръчките и намаляване на количеството светлочувствително вещество в конусите, а при висока яркост - частично екраниране на нервните окончания от клетки на пигментния епител, разположен дълбоко в ретината. Когато окото се адаптира към ниска яркост, настъпват противоположните явления.

Тази промяна в линейния коефициент As предизвиква промяна във вълновите аберации в областта на зеницата, идентична с транслационното движение на самия отвор по посока на оста us, като същевременно запазва вълновите аберации непроменени.

Разделяйки формула (240) на (239), получаваме съотношението на площта на зеницата за наклонен лъч към площта на зеницата за аксиален лъч. Това съотношение преди беше дефинирано като функция, изразяваща винетиране; следователно е подходящо това съотношение да се приеме като функция, изразяваща винетиране на аберация.

Моделът е система, чийто вход е нивото на осветеност, а изходът е площта на зеницата.

За да оцените влиянието на дефектите, е важно да запомните, че всяка точка от изображението е начертана от цялата площ на зеницата на лещата и следователно малките дефекти в зеницата могат да повлияят на изображението само до степента, в която тези дефекти заемат частта от зоната на зеницата, при условие че са осветени само от съответстващата им светлина, която идва от снимания обект. Въздействието на единични, дори големи драскотини върху първата повърхност на лещата може да бъде намалено чрез запълване на драскотината с черна боя. Като елиминира разсейването на светлината, такова почерняване води само до загуба на светлина, пропорционална на почернената зона на драскотината.

За да оцените влиянието на дефектите, е важно да запомните, че всяка точка от изображението е начертана от цялата площ на зеницата на лещата и следователно малките дефекти в зеницата могат да повлияят на изображението само до степента, в която тези дефекти заемат частта от зоната на зеницата, при условие че са осветени само от съответстващата им светлина, която идва от снимания обект. Поради това големи участъци от лещата стават особено опасни - уловени от драскотини: Ефектът дори от единични големи драскотини върху първата повърхност на лещата може да бъде намален чрез запълване на драскотината с черна боя. Като елиминира разсейването на светлината, такова почерняване води само до загуба на светлина, пропорционална на почернената зона на драскотината.

При определяне на осветеността в точка, определена от това разстояние, се получава сумиране на смущенията от елементите на зоната на зеницата, които могат да бъдат представени под формата на правоъгълници, перпендикулярни. Във всички тези елементарни правоъгълници се запазва една и съща фаза на трептене.

Той е подобен на израз (3), но вместо предната повърхност S има повърхността на нейната проекция (площ на зеницата) R2, където R е радиусът на зеницата.

По време на тъмната адаптация на окото, мускулите радиално към центъра на зеницата разтягат ириса, като по този начин увеличават площта на зеницата. Зеницата на адаптираното към тъмнина око може да достигне 8 мм в диаметър. Ако някое от двете очи внезапно бъде изложено на по-ярка светлина, зениците на двете очи автоматично се свиват. Това се дължи на свиването на кръговите мускули, разположени по вътрешния ръб на дупката в ириса. В резултат на това при ярка светлина се използва само най-добрата, централна част от оптичната система на окото.