Ľudské oko a zrak. Oko ako optický nástroj

Štruktúra ľudského oka zahŕňa mnoho zložitých systémov, ktoré tvoria vizuálny systém, ktorý poskytuje informácie o tom, čo človeka obklopuje. Zmyslové orgány v ňom zahrnuté, charakterizované ako párové, sa vyznačujú zložitosťou štruktúry a jedinečnosťou. Každý z nás má individuálne oči. Ich vlastnosti sú výnimočné. Štruktúra ľudského oka a jeho funkčnosť má zároveň spoločné črty.

Evolučný vývoj viedol k tomu, že orgány zraku sa stali najkomplexnejšími útvarmi na úrovni štruktúr tkanivového pôvodu. Hlavným účelom oka je poskytnúť videnie. Túto možnosť zaručujú krvné cievy, spojivových tkanív, nervy a pigmentové bunky. Nižšie je uvedený popis anatómie a hlavných funkcií oka so symbolmi.

Pod schémou štruktúry ľudského oka by sa malo rozumieť celé očné zariadenie, ktoré má optický systém zodpovedný za spracovanie informácií vo forme vizuálnych obrazov. To znamená jeho vnímanie, následné spracovanie a prenos. To všetko sa realizuje vďaka prvkom, ktoré tvoria očnú buľvu.

Oči sú zaoblené. Jeho umiestnenie je špeciálne vybranie v lebke. Označuje sa ako oko. Vonkajšia časť je uzavretá očnými viečkami a záhybmi kože, ktoré slúžia na uloženie svalov a mihalníc.

Ich funkčnosť je nasledovná:

• hydratačný, ktorý zabezpečujú žľazy v mihalniciach. Sekrečné bunky tohto druhu prispievajú k tvorbe zodpovedajúcej tekutiny a hlienu;
• ochrana proti mechanickému poškodeniu. To sa dosiahne zatvorením očných viečok;
• odstránenie najmenších častíc padajúcich na skléru.

Fungovanie systému videnia je nakonfigurované tak, aby prenášalo prijaté svetelné vlny s maximálnou presnosťou. V tomto prípade je potrebný opatrný postoj. Príslušné zmyslové orgány sú krehké.

Očné viečka

Kožné záhyby sú to, čo sú očné viečka, ktoré sú neustále v pohybe. Dochádza k blikaniu. Táto možnosť je k dispozícii v dôsledku prítomnosti väzov umiestnených pozdĺž okrajov očných viečok. Tiež tieto formácie pôsobia ako spojovacie prvky. S ich pomocou sú očné viečka pripevnené k očnej objímke. Koža tvorí vrchnú vrstvu očných viečok. Potom prichádza svalová vrstva. Nasleduje ďalší chrupavkového tkaniva a spojovky.

Očné viečka v časti vonkajšieho okraja majú dve rebrá, pričom jedno je predné a druhé zadné. Tvoria medziokrajový priestor. Tu vyúsťujú kanály z meibomských žliaz. S ich pomocou sa vyvíja tajomstvo, ktoré umožňuje posúvať očné viečka s maximálnou ľahkosťou. Súčasne sa dosiahne hustota zatvárania očných viečok a vytvárajú sa podmienky pre správne odstránenie slznej tekutiny.

Na prednom rebre sú cibule, ktoré zabezpečujú rast mihalníc. Vedú tu aj kanály, ktoré slúžia ako prepravné cesty pre olejové tajomstvo. Tu sú závery potných žliaz. Uhly očných viečok zodpovedajú nálezom slzných ciest. Zadné rebro zaisťuje, že každé viečko tesne prilieha k očnej gule.

Očné viečka sa vyznačujú zložitými systémami, ktoré dodávajú týmto orgánom krv a udržiavajú správne vedenie. nervové impulzy. Krčná tepna je zodpovedná za zásobovanie krvou. Regulácia hladiny nervový systém- aktivácia motorických vlákien, ktoré sa tvoria tvárový nerv ako aj poskytovanie primeranej citlivosti.

Medzi hlavné funkcie očného viečka patrí ochrana pred poškodením v dôsledku mechanický náraz a cudzie telesá. K tomu by sa mala pridať funkcia zvlhčovania, ktorá prispieva k nasýteniu vnútorných tkanív orgánov zraku vlhkosťou.

Očná jamka a jej obsah

Kostná dutina sa týka očnice, ktorá sa tiež označuje ako kostná očnica. Slúži ako spoľahlivá ochrana. Štruktúra tejto formácie zahŕňa štyri časti - hornú, spodnú, vonkajšiu a vnútornú. Tvoria jeden celok vďaka stabilnému vzájomnému spojeniu. Ich sila je však iná.

Vonkajšia stena je obzvlášť spoľahlivá. Tá vnútorná je oveľa slabšia. Tupé traumy môžu vyvolať jeho zničenie.

Medzi vlastnosti stien kostnej dutiny patrí ich blízkosť k vzduchovým dutinám:

• vnútri - mriežkový labyrint;
• dno - maxilárny sínus;
• vrchol - čelná prázdnota.

Takéto štrukturovanie vytvára určité nebezpečenstvo. Nádorové procesy, ktoré sa vyvíjajú v dutinách, sa môžu rozšíriť do dutiny očnice. Je povolený aj opačný postup. Očná jamka komunikuje s lebečnou dutinou cez Vysoké číslo otvory, čo naznačuje možnosť prechodu zápalu do oblastí mozgu.

Zrenica

Zrenica oka je okrúhly otvor umiestnený v strede dúhovky. Jeho priemer je možné meniť, čo umožňuje nastaviť stupeň prieniku svetelného toku do vnútornej oblasti oka. Svalstvo zrenice vo forme zvierača a dilatátora poskytuje podmienky pri zmene osvetlenia sietnice. Aktivácia zvierača zužuje zrenicu a dilatátor ju rozširuje.

Takéto fungovanie spomínaných svalov je podobné tomu, ako funguje membrána fotoaparátu. Oslepujúce svetlo vedie k zmenšeniu jeho priemeru, čo odreže príliš intenzívne svetelné lúče. Podmienky sa vytvárajú pri dosiahnutí kvality obrazu. Nedostatok osvetlenia vedie k inému výsledku. Membrána sa roztiahne. Kvalita obrazu zostáva opäť vysoká. Tu môžeme hovoriť o funkcii membrány. To poskytuje pupilárny reflex.

Veľkosť zreníc sa upraví automaticky, ak je takýto výraz akceptovateľný. Ľudské vedomie tento proces výslovne neriadi. Prejav pupilárneho reflexu je spojený so zmenou osvetlenia sietnice. Absorpcia fotónov naštartuje proces prenosu príslušnej informácie, pričom adresátmi sa rozumejú nervové centrá. Požadovaná odozva zvierača sa dosiahne po spracovaní signálu nervovým systémom. Do činnosti vstupuje jeho parasympatické oddelenie. Čo sa týka dilatátora, tu vstupuje do hry sympatické oddelenie.

Reflexy žiakov

Reakcia vo forme reflexu je zabezpečená v dôsledku citlivosti a excitácie motorická aktivita. Najprv sa vytvorí signál ako reakcia na určitý náraz a do hry vstupuje nervový systém. Potom nasleduje špecifická reakcia na podnet. Do práce sú zahrnuté svalové tkanivá.

Osvetlenie spôsobuje zúženie zrenice. Tým sa odreže oslepujúce svetlo, čo má pozitívny vplyv na kvalitu videnia.

Táto reakcia môže byť nasledujúcim spôsobom:

• rovný - jedno oko je osvetlené. Reaguje podľa potreby;
• priateľský - druhý orgán zraku nie je osvetlený, ale reaguje na svetelný efekt pôsobiaci na prvé oko. Účinok tohto typu sa dosahuje tým, že vlákna nervového systému sú čiastočne prekrížené. Vzniká chiazma.

Podnet vo forme svetla nie je jediným dôvodom zmeny priemeru zreníc. Stále sú možné také momenty ako konvergencia - stimulácia činnosti priamych svalov zrakového orgánu a akomodácia - zapojenie ciliárneho svalu.

Vzhľad uvažovaných pupilárnych reflexov nastáva, keď sa mení bod stabilizácie videnia: pohľad sa prenáša z objektu umiestneného vo veľkej vzdialenosti na objekt umiestnený v bližšej vzdialenosti. Aktivujú sa proprioreceptory spomínaných svalov, čo zabezpečujú vlákna smerujúce do očnej gule.

Emocionálny stres, ako je bolesť alebo strach, stimuluje rozšírenie zreníc. Ak je trigeminálny nerv podráždený, čo naznačuje nízku excitabilitu, potom sa pozoruje zužujúci účinok. Podobné reakcie sa vyskytujú aj pri užívaní určitých liekov, ktoré vzrušujú receptory zodpovedajúcich svalov.

optický nerv

Funkciou optického nervu je dodávať príslušné správy do určitých oblastí mozgu určených na spracovanie svetelných informácií.

Svetelné impulzy najskôr zasiahnu sietnicu. Umiestnenie vizuálneho centra je určené okcipitálnym lalokom mozgu. Štruktúra zrakového nervu naznačuje prítomnosť niekoľkých zložiek.

Na javisku prenatálny vývojštruktúry mozgu, vnútorného obalu oka a zrakového nervu sú totožné. To dáva dôvod tvrdiť, že ten druhý je časťou mozgu, ktorá je mimo lebky. Zároveň majú bežné hlavové nervy inú štruktúru ako to.

Očný nerv je krátky. Má 4–6 cm Priestor za očnou guľou, kde je ponorený tukovú bunku orbitu, ktorá zaručuje ochranu pred poškodením zvonku. Očná guľa v časti zadného pólu je miestom, kde začína nerv tohto druhu. Na tomto mieste dochádza k akumulácii nervových procesov. Tvoria akýsi disk (OND). Tento názov je spôsobený splošteným tvarom. Postupujúc ďalej, nerv vstupuje do obežnej dráhy s následným ponorením do mozgových blán. Potom dosiahne prednú lebečnú jamku.

zrakové dráhy tvoria chiasmu vo vnútri lebky. Pretínajú sa. Táto vlastnosť je dôležitá pri diagnostike očných a neurologických ochorení.

Priamo pod chiazmou je hypofýza. Ako efektívne môže fungovať, závisí od jeho stavu. endokrinný systém. Takáto anatómia je jasne viditeľná, ak nádorové procesy ovplyvňujú hypofýzu. Opto-chiazmálny syndróm sa stáva tabuľou patológie tohto typu.

Interné pobočky krčnej tepny zodpovedný za zásobovanie zrakového nervu krvou. Nedostatočná dĺžka ciliárnych artérií vylučuje možnosť dobrého prekrvenia disku zrakového nervu. Zároveň ostatné časti dostávajú krv v plnom rozsahu.

Spracovanie svetelných informácií priamo závisí od zrakového nervu. Jeho hlavnou funkciou je doručiť správy týkajúce sa prijatého obrázka konkrétnym príjemcom vo forme zodpovedajúcich oblastí mozgu. Akékoľvek zranenie tejto formácie, bez ohľadu na závažnosť, môže viesť k negatívnym následkom.

očné komory

Priestory uzavretého typu v očnej buľve sú takzvané komory. Obsahujú vnútroočnú vlhkosť. Je medzi nimi spojenie. Existujú dve takéto formácie. Jeden je v prednej polohe a druhý vzadu. Žiak funguje ako spojka.

Predný priestor sa nachádza hneď za oblasťou rohovky. Jeho zadná strana je ohraničená dúhovkou. Čo sa týka priestoru za dúhovkou, ide o zadnú komoru. Ako opora mu slúži sklovec. Nemenný objem komôr je normou. Produkcia vlhkosti a jej odtok sú procesy, ktoré prispievajú k úprave dodržiavania štandardných objemov. Produkcia očnej tekutiny je možná vďaka funkčnosti ciliárnych procesov. Jeho odtok zabezpečuje drenážny systém. Nachádza sa v prednej časti, kde je rohovka v kontakte so sklérou.

Funkciou komôr je udržiavať „spoluprácu“ medzi vnútroočnými tkanivami. Sú tiež zodpovedné za tok svetelných tokov do sietnice. Lúče svetla pri vstupe sa zodpovedajúcim spôsobom lámu v dôsledku spoločnej aktivity s rohovkou. To sa dosahuje vďaka vlastnostiam optiky, ktoré sú vlastné nielen vlhkosti vo vnútri oka, ale aj rohovky. Vytvára efekt šošovky.

Rohovka v časti svojej endotelovej vrstvy pôsobí ako vonkajší obmedzovač prednej komory. Hranicu rubovej strany tvorí dúhovka a šošovka. Maximálna hĺbka pripadá na oblasť, kde sa nachádza žiak. Jeho hodnota dosahuje 3,5 mm. Pri prechode na perifériu tento parameter pomaly klesá. Niekedy je táto hĺbka väčšia, napríklad pri absencii šošovky v dôsledku jej odstránenia, alebo menšia, ak dochádza k odlupovaniu cievnatka.

Zadný priestor je vpredu obmedzený listom dúhovky a jeho chrbát sa opiera sklovité telo. Rovník šošovky funguje ako vnútorný obmedzovač. Vonkajšia bariéra tvorí ciliárne telo. Vo vnútri je veľké množstvo zinových väzov, ktoré sú tenkými vláknami. Vytvárajú útvar, ktorý funguje ako spojenie medzi ciliárnym telesom a biologickou šošovkou vo forme šošovky. Tvar druhého sa môže meniť pod vplyvom ciliárneho svalu a zodpovedajúcich väzov. To poskytuje požadovanú viditeľnosť objektov bez ohľadu na ich vzdialenosť.

Zloženie vlhkosti vo vnútri oka koreluje s charakteristikami krvnej plazmy. Vnútroočná tekutina umožňuje prísun živiny potrebné zabezpečiť normálna operácia orgány zraku. Aj s jeho pomocou sa realizuje možnosť odoberania produktov burzy.

Kapacita komôr je určená objemami v rozsahu od 1,2 do 1,32 cm3. V tomto prípade je dôležité, ako prebieha tvorba a odtok očnej tekutiny. Tieto procesy vyžadujú rovnováhu. Akékoľvek narušenie fungovania takéhoto systému vedie k negatívnym dôsledkom. Existuje napríklad možnosť vzniku glaukómu, ktorý ohrozuje vážne problémy s kvalitou videnia.

Ciliárne procesy slúžia ako zdroje vlhkosti oka, čo sa dosahuje filtráciou krvi. Bezprostredným miestom, kde sa tvorí tekutina, je zadná komora. Potom sa presunie do prednej s následným odtokom. Možnosť tohto procesu je určená rozdielom tlaku vytvoreného v žilách. Zapnuté posledný krok vlhkosť je absorbovaná týmito nádobami.

Schlemmov kanál

Medzera vo vnútri skléry, charakterizovaná ako kruhová. Pomenovaný po nemeckom lekárovi Friedrichovi Schlemmovi. Predná komora, v časti svojho uhla, kde sa tvorí spojenie dúhovky a rohovky, je presnejšou oblasťou pre umiestnenie Schlemmovho kanála. Jeho účelom je odstránenie komorovej vody s jej následnou absorpciou prednou ciliárnou žilou.

Štruktúra kanála viac súvisí s tým, ako vyzerá lymfatickej cievy. Jeho vnútorná časť, ktorá prichádza do styku s vytvorenou vlhkosťou, je tvorená sieťovinou.

Kapacita transportu kvapaliny kanála je 2 až 3 mikrolitre za minútu. Zranenia a infekcie blokujú kanál, čo vyvoláva výskyt ochorenia vo forme glaukómu.

Krvné zásobenie oka

Vytvorenie prietoku krvi do orgánov zraku je funkčnosťou očnej tepny, ktorá je neoddeliteľnou súčasťou štruktúry oka. Z krčnej tepny sa vytvorí zodpovedajúca vetva. Dosahuje otvor oka a preniká do očnice, čo robí spolu s optickým nervom. Potom sa jeho smer zmení. Nerv sa ohýba zvonku tak, že vetva je na vrchu. Vytvára sa oblúk so svalovými, ciliárnymi a inými vetvami, ktoré z neho vychádzajú. Centrálna tepna zabezpečuje prívod krvi do sietnice. Plavidlá zapojené do tohto procesu tvoria svoj vlastný systém. Zahŕňa aj ciliárne tepny.

Potom, čo je systém v očnej buľve, je rozdelený na vetvy, čo zaručuje dobrá výživa sietnica. Takéto formácie sú definované ako terminálne: nemajú spojenie so susednými nádobami.

Ciliárne tepny sú charakterizované umiestnením. Zadné sa dostanú do zadnej časti očnej gule, obchádzajú skléru a rozchádzajú sa. Medzi vlastnosti prednej časti patrí skutočnosť, že sa líšia dĺžkou.

Ciliárne artérie, definované ako krátke, prechádzajú cez skléru a tvoria samostatnú cievnu formáciu pozostávajúcu z mnohých vetiev. Pri vstupe do skléry sa z tepien tohto typu vytvára cievna koruna. Vyskytuje sa tam, kde vzniká optický nerv.

Ciliárne tepny menšej dĺžky tiež končia v očnej gule a ponáhľajú sa do ciliárneho tela. V prednej časti sa každá takáto nádoba rozdelí na dva kmene. Vznikne útvar so sústrednou štruktúrou. Potom sa stretnú s podobnými vetvami inej tepny. Vytvorí sa kruh definovaný ako veľká tepna. Podobná tvorba menších veľkostí sa vyskytuje aj v mieste, kde sa nachádza pás ciliárnej a pupilárnej dúhovky.

Ciliárne artérie, charakterizované ako predné, sú súčasťou svalových krvných ciev tohto typu. Nekončia v oblasti tvorenej priamymi svalmi, ale tiahnu sa ďalej. Dochádza k ponoreniu do episklerálneho tkaniva. Po prvé, tepny prechádzajú pozdĺž okraja očnej gule a potom idú hlboko do nej cez sedem vetiev. V dôsledku toho sa navzájom spájajú. Po obvode dúhovky sa vytvára kruh krvného obehu, ktorý je označený ako veľký.

Pri prístupe k očnej gule sa vytvorí slučková sieť pozostávajúca z ciliárnych artérií. Zamotáva rohovku. Existuje aj rozdelenie nevetví, ktoré zabezpečujú prekrvenie spojovky.

Čiastočne je odtok krvi uľahčený žilami, ktoré idú spolu s tepnami. Je to možné najmä vďaka žilovým cestám, ktoré sa zhromažďujú v samostatných systémoch.

Vírivé žily slúžia ako druh kolektorov. Ich úlohou je zbierať krv. Prechod týchto žíl skléry nastáva pod šikmým uhlom. Poskytujú prietok krvi. Vchádza do očnej jamky. Hlavným zberačom krvi je očná žila, ktorá zaujíma hornú polohu. Prostredníctvom zodpovedajúcej medzery sa zobrazuje v kavernóznom sínuse.

Očná žila nižšie dostáva krv z vírivých žíl prechádzajúcich v tomto mieste. Rozdeľuje sa. Jedna vetva sa pripája k očnej žile umiestnenej vyššie a druhá dosahuje hlbokú žilu na tvári a štrbinovitý priestor s pterygoidným výbežkom.

V podstate tok krvi z ciliárnych žíl (predných) napĺňa takéto cievy obežnej dráhy. Výsledkom je, že hlavný objem krvi vstupuje do venóznych dutín. Vytvorí sa spätný tok. Zvyšná krv sa pohybuje dopredu a napĺňa žily tváre.

Orbitálne žily sa spájajú s žilami nosnej dutiny, tvárových ciev a etmoidného sínusu. Najväčšiu anastomózu tvoria žily očnice a tváre. Jeho okraj ovplyvňuje vnútorný kútik očných viečok a priamo spája očnú žilu a tvárovú žilu.

Svaly oka

Možnosť dobrého a trojrozmerného videnia sa dosiahne vtedy, keď sa očné buľvy dokážu pohybovať určitým spôsobom. Tu má osobitný význam koordinácia práce orgánov zraku. Garantom tohto fungovania je šesť svalov oka, z ktorých štyri sú rovné a dva šikmé. Posledne menované sa tak nazývajú kvôli zvláštnosti kurzu.

Za činnosť týchto svalov sú zodpovedné hlavové nervy. Vlákna uvažovanej skupiny svalového tkaniva sú maximálne nasýtené nervovými zakončeniami, čo určuje ich prácu z pozície vysokej presnosti.

Prostredníctvom svalov zodpovedných za fyzická aktivita očné buľvy, sú k dispozícii rôzne pohyby. Potreba implementácie tejto funkcie je daná skutočnosťou, že je potrebná koordinovaná práca tohto typu svalových vlákien. Rovnaké obrázky predmetov by mali byť pripevnené na rovnaké oblasti sietnice. To vám umožní cítiť hĺbku priestoru a dokonale vidieť.

Štruktúra svalov oka

Svaly oka začínajú v blízkosti prstenca, ktorý slúži ako prostredie optického kanála v blízkosti vonkajšieho otvoru. Jediná výnimka sa týka šikmého svalového tkaniva, ktoré zaujíma spodnú polohu.

Svaly sú usporiadané tak, že tvoria lievik. Prechádzajú cez ňu nervové vlákna a krvné cievy. Keď sa vzdialite od začiatku tejto formácie, šikmý sval umiestnený v hornej časti sa odchyľuje. Dochádza k posunu smerom k akejsi blokovke. Tu sa premení na šľachu. Prechod cez blokovú slučku nastavuje smer pod uhlom. Sval je pripevnený k hornej dúhovke očnej gule. Tam začína aj šikmý sval (dolný), od okraja očnice.

Keď sa svaly priblížia k očnej gule, vytvorí sa hustá kapsula (Tenonova membrána). Vytvorí sa spojenie so sklérou, čo sa deje s rôznej miere vzdialenosť od limbu. V minimálnej vzdialenosti sa nachádza vnútorný priamy sval, v maximálnej vzdialenosti horný. Šikmé svaly sú fixované bližšie k stredu očnej gule.

Funkciou okulomotorického nervu je udržiavať správne fungovanie svalov oka. Zodpovednosť nervu abducens je určená zachovaním činnosti priameho svalu (vonkajšieho) a trochleárneho - horným šikmým. Regulácia tohto typu sa vyznačuje vlastnou zvláštnosťou. Kontrola malého počtu svalových vlákien sa vykonáva vďaka jednej vetve motorického nervu, čo výrazne zvyšuje jasnosť pohybov očí.

Nuansy svalového úponu určujú variabilitu toho, ako sa očné buľvy dokážu pohybovať. Priame svaly (vnútorné, vonkajšie) sú pripevnené tak, že sú vybavené horizontálnymi rotáciami. Činnosť vnútorného priameho svalu vám umožňuje otočiť očnú buľvu smerom k nosu a vonkajšiu - do chrámu.

Za vertikálne pohyby sú zodpovedné priame svaly. Existuje nuansa v ich umiestnení v dôsledku skutočnosti, že existuje určitý sklon fixačnej línie, ak sa zameriate na líniu limbu. Táto okolnosť vytvára podmienky, keď sa spolu s vertikálnym pohybom očná guľa otočí dovnútra.

Fungovanie šikmých svalov je zložitejšie. To sa vysvetľuje zvláštnosťami umiestnenia tohto svalového tkaniva. Spustenie oka a otočenie smerom von zabezpečuje šikmý sval umiestnený v hornej časti a zdvíhanie vrátane otáčania smerom von je tiež šikmým svalom, ale už nižšie.

Ďalšou možnosťou spomínaných svalov je zabezpečiť menšie rotácie očnej gule v súlade s pohybom hodinovej ručičky bez ohľadu na smer. Regulácia na úrovni udržania želanej aktivity nervové vlákna a súdržnosť práce očných svalov - dva body, ktoré prispievajú k realizácii zložitých obratov očných buliev ľubovoľného smeru. Výsledkom je, že vízia získava takú vlastnosť, ako je objem, a jej jasnosť sa výrazne zvyšuje.

Očné mušle

Tvar oka držia príslušné mušle. Aj keď funkčnosť týchto formácií nie je obmedzená na toto. S ich pomocou sa uskutočňuje dodávka živín a podporuje sa proces ubytovania (jasné videnie objektov, keď sa mení vzdialenosť k nim).

Orgány videnia sa vyznačujú viacvrstvovou štruktúrou, ktorá sa prejavuje vo forme nasledujúcich škrupín:

• vláknité;
• cievne;
• sietnica.

Vláknitá membrána oka

Spojivové tkanivo, ktoré vám umožňuje držať špecifický tvar oka. Pôsobí aj ako ochranná bariéra. Štruktúra vláknitej membrány naznačuje prítomnosť dvoch zložiek, kde jedna je rohovka a druhá je skléra.

Rohovka

Škrupina charakterizovaná priehľadnosťou a elasticitou. Tvar zodpovedá konvexno-konkávnej šošovke. Funkčnosť je takmer totožná s tým, čo robí objektív fotoaparátu: zaostruje lúče svetla. Konkávna strana rohovky sa pozerá späť.

Zloženie tejto škrupiny je tvorené piatimi vrstvami:

• epitel;
• Bowmanova membrána;
• stroma;
• Descemetova membrána;
• endotel.

Sclera

V štruktúre oka dôležitá úloha hrá vonkajšiu ochranu očnej gule. Formuláre vláknitá membrána zahŕňa aj rohovku. Na rozdiel od druhého je skléra nepriehľadné tkanivo. Je to spôsobené chaotickým usporiadaním kolagénových vlákien.

Hlavnou funkciou je vysokokvalitné videnie, ktoré je zaručené prekážkou prieniku svetelných lúčov cez skléru.

Možnosť slepoty je vylúčená. Táto formácia tiež slúži ako podpora pre komponenty oka, ktoré sú umiestnené mimo očnej gule. Patria sem nervy, cievy, väzy a okohybné svaly. Hustota štruktúry zabezpečuje udržanie vnútroočného tlaku v rámci stanovených hodnôt. Kanál prilby funguje ako transportný kanál, ktorý zabezpečuje odtok očnej vlhkosti.

cievnatka

Tvorí sa na základe troch častí:

• dúhovka;
• ciliárne telo;
• cievnatka.

dúhovka

Časť cievovky, ktorá sa líši od ostatných oddelení tejto formácie tým, že jej umiestnenie je čelné verzus parietálne, ak sa zameriate na rovinu limbu. Predstavuje disk. V strede je otvor známy ako žiak.

Štrukturálne pozostáva z troch vrstiev:

• hranica, umiestnená vpredu;
• stromálny;
• pigmentovo-svalnatý.

Fibroblasty sa podieľajú na tvorbe prvej vrstvy a navzájom sa spájajú prostredníctvom svojich procesov. Za nimi sú melanocyty obsahujúce pigment. Farba dúhovky závisí od počtu týchto špecifických kožných buniek. Táto vlastnosť je zdedená. Hnedá dúhovka je dominantná z hľadiska dedičnosti a modrá dúhovka je recesívna.

U väčšiny novorodencov má dúhovka svetlomodrý odtieň, ktorý je spôsobený slabo vyvinutou pigmentáciou. Bližšie k šiestim mesiacom veku sa farba stáva tmavšou. Je to spôsobené zvýšením počtu melanocytov. Absencia melanozómov u albínov vedie k dominancii Ružová farba. V niektorých prípadoch je možná heterochrómia, keď oči v časti dúhovky získajú inú farbu. Melanocyty sú schopné vyvolať vývoj melanómov.

Ďalšie ponorenie do strómy odhalí sieť pozostávajúcu z veľkého počtu kapilár a kolagénových vlákien. Rozloženie posledného zachytáva svaly dúhovky. Existuje spojenie s ciliárnym telom.

Zadná vrstva dúhovky pozostáva z dvoch svalov. Pupilárny zvierač v tvare krúžku a dilatátor, ktorý má radiálnu orientáciu. Fungovanie prvého poskytuje okulomotorický nerv, a druhý - sympatický. Pigmentový epitel je tu prítomný aj ako súčasť nediferencovanej oblasti sietnice.

Hrúbka dúhovky sa líši v závislosti od konkrétnej oblasti tejto formácie. Rozsah takýchto zmien je 0,2–0,4 mm. Minimálna hrúbka sa pozoruje v koreňovej zóne.

Stred dúhovky je obsadený zrenicou. Jeho šírka je premenlivá pod vplyvom svetla, ktoré zabezpečujú príslušné svaly. Vysoké osvetlenie vyvoláva kontrakciu a menej osvetlenia vyvoláva expanziu.

Dúhovka je na časti svojej prednej plochy rozdelená na pupilárne a ciliárne zóny. Šírka prvej je 1 mm a druhá - od 3 do 4 mm. Rozlíšenie v tomto prípade poskytuje druh valčeka, ktorý má ozubený tvar. Svaly zrenice sú rozdelené nasledovne: zvierač je pupilárny pás a dilatátor je ciliárny.

Ciliárne tepny, ktoré tvoria veľké arteriálny kruh dodávať krv do dúhovky. Na tomto procese sa podieľa aj malý arteriálny kruh. Inervácia tejto konkrétnej zóny cievovky je dosiahnutá ciliárnymi nervami.

ciliárne telo

Oblasť cievovky zodpovedná za produkciu očnej tekutiny. Používa sa aj názov ciliárne teleso.
Štruktúra predmetnej formácie je svalové tkanivo a krvné cievy. Svalový obsah tejto škrupiny naznačuje prítomnosť niekoľkých vrstiev s rôznymi smermi. Ich činnosť zahŕňa prácu objektívu. Jeho podoba sa mení. Výsledkom je, že človek dostane príležitosť jasne vidieť predmety v rôznych vzdialenostiach. Ďalšou funkciou ciliárneho telesa je zadržiavanie tepla.

K produkcii prispievajú krvné kapiláry umiestnené v ciliárnych procesoch vnútroočnej vlhkosti. Prietok krvi je filtrovaný. Vlhkosť tohto druhu zabezpečuje správne fungovanie oka. Vnútroočný tlak sa udržiava konštantný.

Tiež ciliárne telo slúži ako podpora pre dúhovku.

choroidea (Choroidea)

región cievny trakt umiestnený vzadu. Hranice tejto škrupiny sú obmedzené na optický nerv a zubatú líniu.
Hrúbka parametra zadného pólu je od 0,22 do 0,3 mm. Pri približovaní sa k zubatej línii klesá na 0,1–0,15 mm. Cievnatka v časti ciev pozostáva z ciliárnych artérií, kde zadné krátke smerujú k rovníku a predné k cievnatke, keď sa v jej prednej oblasti dosiahne spojenie druhej s prvou.

Ciliárne artérie obchádzajú skléru a dostávajú sa do suprachoroidálneho priestoru ohraničeného cievnatkou a sklérou. Dochádza k rozpadu na značný počet vetiev. Stávajú sa základom cievovky. Cievny kruh Zinn-Galera je vytvorený pozdĺž obvodu optického disku. Niekedy môže byť v makule ďalšia vetva. Je viditeľný buď na sietnici alebo na optickom disku. Dôležitý bod pri embólii centrálnej retinálnej artérie.

Cievna membrána obsahuje štyri zložky:

• supravaskulárne s tmavým pigmentom;
• vaskulárny hnedastý odtieň;
• vaskulárno-kapilárne, podporujúce prácu sietnice;
• bazálnej vrstvy.

Sietnica oka (retina)

Sietnica je periférna časť, ktorá spúšťa vizuálny analyzátor, ktorý hrá dôležitú úlohu v štruktúre ľudského oka. S jeho pomocou sa zachytávajú svetelné vlny, tie sa na úrovni excitácie nervového systému premieňajú na impulzy a cez zrakový nerv sa prenášajú ďalšie informácie.

Sietnica je nervové tkanivo, ktoré tvorí očnú buľvu v časti jej vnútornej škrupiny. Obmedzuje priestor vyplnený sklovcom. Cievnatka pôsobí ako vonkajší rám. Hrúbka sietnice je nevýznamná. Parameter zodpovedajúci norme je iba 281 mikrónov.

Povrch očnej gule zvnútra je väčšinou pokrytý sietnicou. Začiatok sietnice možno podmienečne považovať za ONH. Ďalej sa tiahne k takej hranici ako zubatá čiara. Potom sa premení na pigmentový epitel, obalí vnútornú škrupinu ciliárneho telieska a šíri sa do dúhovky. Optický disk a zubová línia sú oblasti, kde je pripojenie sietnice najbezpečnejšie. Na iných miestach sa jeho spojenie vyznačuje nízkou hustotou. Práve táto skutočnosť vysvetľuje, prečo sa látka ľahko odlupuje. To spôsobuje veľa vážnych problémov.

Štruktúru sietnice tvorí niekoľko vrstiev s rôznou funkčnosťou a štruktúrou. Sú navzájom úzko prepojené. Vytvorí sa tesný kontakt, ktorý určuje vytvorenie toho, čo sa bežne nazýva vizuálny analyzátor. Prostredníctvom nej sa človeku dáva možnosť správne vnímať svet okolo seba, keď sa primerane posúdi farba, tvar a veľkosť predmetov, ako aj vzdialenosť k nim.

Lúče svetla, keď vstupujú do oka, prechádzajú niekoľkými refrakčnými médiami. Pod nimi treba rozumieť rohovku, očnú tekutinu, priehľadné telo šošovky a sklovec. Ak je lom svetla v normálnom rozmedzí, potom sa v dôsledku takéhoto prechodu svetelných lúčov na sietnici vytvorí obraz predmetov, ktoré spadajú do zorného poľa. Výsledný obrázok sa líši tým, že je prevrátený. Ďalej určité časti mozgu dostávajú vhodné impulzy a človek získava schopnosť vidieť, čo ho obklopuje.

Z hľadiska štruktúry sietnice - najkomplexnejšia formácia. Všetky jeho zložky spolu úzko spolupracujú. Je viacvrstvová. Poškodenie ktorejkoľvek vrstvy môže viesť k negatívnemu výsledku. Zrakové vnímanie ako funkčnosť sietnice zabezpečuje trojneurónová sieť, ktorá vedie vzruchy z receptorov. Jeho zloženie je tvorené širokým súborom neurónov.

Vrstvy sietnice

Sietnica tvorí „sendvič“ z desiatich radov:

1. pigmentový epitel susediace s Bruchovou membránou. Líši sa širokou funkčnosťou. Ochrana, bunková výživa, transport. Prijíma odmietavé segmenty fotoreceptorov. Slúži ako bariéra pre svetelné žiarenie.

2. vrstva fotosenzora. Bunky, ktoré sú citlivé na svetlo, vo forme akýchsi tyčiniek a čapíkov. Tyčinkové valce obsahujú vizuálny segment rodopsín a čapíky obsahujú jodopsín. Prvý poskytuje vnímanie farieb a periférne videnie a druhý poskytuje videnie pri slabom osvetlení.

3. Hraničná membrána(vonkajšie). Štruktúrne pozostáva z terminálnych útvarov a vonkajších úsekov sietnicových receptorov. Štruktúra Müllerových buniek prostredníctvom ich procesov umožňuje zhromažďovať svetlo na sietnici a dodávať ho príslušným receptorom.

4. jadrová vrstva(vonkajšie). Svoj názov dostal vďaka tomu, že vzniká na základe jadier a tiel svetlocitlivých buniek.

5. Plexiformná vrstva(vonkajšie). Určené kontaktmi na úrovni buniek. Vyskytujú sa medzi neurónmi charakterizovanými ako bipolárne a asociatívne. Patria sem aj svetlocitlivé útvary tohto typu.

6. jadrová vrstva(interiér). Vytvorené z rôznych buniek, napríklad bipolárnych a Müllerových. Dopyt po druhom je spojený s potrebou zachovať funkcie nervového tkaniva. Iné sú zamerané na spracovanie signálu z fotoreceptorov.

7. Plexiformná vrstva(interiér). Prepletanie nervových buniek v časti ich procesov. Slúži ako oddeľovač medzi vnútri sietnica, charakterizovaná ako cievna, a vonkajšia - avaskulárna.

8. gangliové bunky. Poskytnite voľné prenikanie svetla kvôli nedostatku takého povlaku, ako je myelín. Pôsobia ako most medzi bunkami citlivými na svetlo a zrakovým nervom.

9. gangliová bunka. Podieľa sa na tvorbe zrakového nervu.

10. Hraničná membrána(interné). Retina povlak na vnútornej strane. Pozostáva z Mullerových buniek.

Optický systém oka

Kvalita videnia závisí od hlavných častí ľudského oka. Stav transmisív vo forme rohovky, sietnice a šošovky priamo ovplyvňuje, ako bude človek vidieť: dobre alebo zle.

Rohovka sa vo väčšej miere podieľa na lomu svetelných lúčov. V tejto súvislosti môžeme nakresliť analógiu s princípom fungovania fotoaparátu. Bránica je zrenica. S jeho pomocou sa reguluje tok svetelných lúčov a ohnisková vzdialenosť nastavuje kvalitu obrazu.

Vďaka šošovke dopadajú na „film“ svetelné lúče. V našom prípade to treba chápať ako sietnicu.

Sklovité telo a vlhkosť v očných komorách tiež lámu svetelné lúče, ale v oveľa menšej miere. Hoci stav týchto útvarov výrazne ovplyvňuje kvalitu videnia. Môže sa zhoršiť znížením stupňa transparentnosti vlhkosti alebo výskytom krvi v nej.

Správne vnímanie okolitého sveta prostredníctvom orgánov zraku predpokladá, že prechod svetelných lúčov všetkými optickými médiami vedie k vytvoreniu na sietnici zmenšeného a prevráteného obrazu, ale skutočného. Konečné spracovanie informácií z vizuálnych receptorov prebieha v oblastiach mozgu. Za to sú zodpovedné okcipitálne laloky.

slzný aparát

Fyziologický systém, ktorý zabezpečuje produkciu špeciálnej vlhkosti s jej následným stiahnutím do nosnej dutiny. Orgány slzného systému sú klasifikované v závislosti od sekrečného oddelenia a slzného aparátu. Zvláštnosť systému spočíva v párovaní jeho orgánov.

Úlohou koncovej časti je vytvoriť trhlinu. Jeho štruktúra zahŕňa slznú žľazu a ďalšie formácie podobného druhu. Prvý sa týka seróznej žľazy, ktorá má zložitú štruktúru. Je rozdelená na dve časti (spodná, horná), kde šľacha svalu zodpovedná za zdvíhanie horného viečka pôsobí ako oddeľujúca bariéra. Plocha v hornej časti z hľadiska veľkosti je nasledovná: 12 x 25 mm pri hrúbke 5 mm. Jeho umiestnenie je určené stenou obežnej dráhy, ktorá má orientáciu nahor a von. Táto časť zahŕňa vylučovacie tubuly. Ich počet sa pohybuje od 3 do 5. Výstup sa vykonáva v spojovke.

Čo sa týka spodnej časti, má menšiu veľkosť (11 x 8 mm) a menšiu hrúbku (2 mm). Má tubuly, kde sa niektoré spájajú s rovnakými útvarmi hornej časti, zatiaľ čo iné sú odstránené do spojovkového vaku.

Slzná žľaza je zásobovaná krvou cez slznú tepnu a odtok je organizovaný do slznej žily. Trigeminálny lícny nerv pôsobí ako iniciátor zodpovedajúcej excitácie nervového systému. K tomuto procesu sú pripojené aj sympatické a parasympatické nervové vlákna.

IN štandardná situácia fungujú iba pomocné žľazy. Ich funkčnosťou je zabezpečená produkcia trhlín v objeme cca 1 mm. To poskytuje potrebnú hydratáciu. Pokiaľ ide o hlavnú slznú žľazu, začne pôsobiť, keď sa objavia rôzne druhy dráždivých látok. Môžu to byť cudzie telesá, príliš jasné svetlo, emocionálny výbuch atď.

Štruktúra slzného oddelenia je založená na formáciách, ktoré podporujú pohyb vlhkosti. Sú tiež zodpovední za jeho odstránenie. Túto funkciu zabezpečuje slzný prúd, jazero, hroty, tubuly, vak a nazolakrimálny kanál.

Spomínané body sú perfektne vizualizované. Ich umiestnenie je určené vnútornými rohmi očných viečok. Sú orientované smerom k slznému jazeru a sú v tesnom kontakte so spojivkou. Vytvorenie spojenia medzi vakom a hrotmi je dosiahnuté pomocou špeciálnych tubulov, dosahujúcich dĺžku 8-10 mm.

Umiestnenie slzného vaku je určené kostnou jamkou umiestnenou v blízkosti uhla obežnej dráhy. Z hľadiska anatómie je tento útvar uzavretou dutinou valcového typu. Je predĺžený o 10 mm a jeho šírka je 4 mm. Na povrchu vrecka je epitel, ktorý má vo svojom zložení pohárikovitý glandulocyt. Prítok krvi zabezpečuje očná tepna a odtok zabezpečujú drobné žilky. Časť vaku pod ním komunikuje s nazolakrimálnym kanálom, ktorý ústi do nosová dutina.

sklovité telo

Látka podobná gélu. Vypĺňa očnú buľvu do 2/3. Líši sa transparentnosťou. Skladá sa z 99% vody, ktorá obsahuje kyselinu hyalurónovú.

V prednej časti je zárez. Je pripevnený k objektívu. V opačnom prípade je tento útvar v kontakte so sietnicou v časti jej membrány. Optický disk a šošovka sú spojené cez hyaloidný kanál. Štrukturálne je sklovec zložený z kolagénového proteínu vo forme vlákien. Existujúce medzery medzi nimi sú vyplnené kvapalinou. To vysvetľuje, že príslušný útvar je želatínová hmota.

Na periférii sú hyalocyty – bunky, ktoré prispievajú k tvorbe kyseliny hyalurónovej, proteínov a kolagénov. Tiež sa podieľajú na tvorbe proteínových štruktúr známych ako hemidesmozómy. S ich pomocou sa vytvorí tesné spojenie medzi membránou sietnice a samotným sklovcom.

Medzi hlavné funkcie posledne menovaných patria:

• dáva oku špecifický tvar;
• lom svetelných lúčov;
• vytvorenie určitého napätia v tkanivách orgánu videnia;
• dosiahnutie efektu nestlačiteľnosti oka.

Fotoreceptory

Typ neurónov, ktoré tvoria sietnicu oka. Zabezpečte spracovanie svetelného signálu tak, aby sa premenil na elektrické impulzy. To spúšťa biologické procesy, ktoré vedú k tvorbe vizuálnych obrazov. V praxi fotoreceptorové proteíny absorbujú fotóny, ktoré nasýtia bunku príslušným potenciálom.

Formácie citlivé na svetlo sú zvláštne tyčinky a kužele. Ich funkčnosť prispieva k správnemu vnímaniu predmetov vonkajšieho sveta. V dôsledku toho môžeme hovoriť o vytvorení zodpovedajúceho účinku - vízie. Osoba je schopná vidieť vďaka biologickým procesom vyskytujúcim sa v takých častiach fotoreceptorov, ako sú vonkajšie laloky ich membrán.

Existujú aj bunky citlivé na svetlo známe ako oči Hesse. Nachádzajú sa vo vnútri pigmentovej bunky, ktorá má miskovitý tvar. Úlohou týchto útvarov je zachytiť smer lúčov svetla a určiť jeho intenzitu. S ich pomocou sa svetelný signál spracuje, keď sa na výstupe získajú elektrické impulzy.

Ďalšia trieda fotoreceptorov sa stala známou v 90. rokoch 20. storočia. Vzťahuje sa na svetlocitlivé bunky gangliovej vrstvy sietnice. Podporujú vizuálny proces, ale nepriamo. To sa týka biologických rytmov počas dňa a pupilárneho reflexu.

Takzvané prúty a kužele sa od seba výrazne líšia funkčnosťou. Napríklad prvý sa vyznačuje vysokou citlivosťou. Ak je osvetlenie nízke, potom sú to oni, ktorí zaručujú vytvorenie aspoň nejakého vizuálneho obrazu. Táto skutočnosť objasňuje, prečo sa farby pri slabom osvetlení zle rozlišujú. V tomto prípade je aktívny iba jeden typ fotoreceptorov, tyčinky.

Kužele potrebujú jasnejšie svetlo, aby fungovali, aby mohli prejsť vhodnými biologickými signálmi. Štruktúra sietnice naznačuje prítomnosť rôznych typov kužeľov. Celkovo sú tri. Každý z nich definuje fotoreceptory naladené na určitú vlnovú dĺžku svetla.

Pre vnímanie farebného obrazu sú kortikálne oblasti zodpovedné za spracovanie vizuálnych informácií, čo znamená rozpoznávanie impulzov vo formáte RGB. Kužele sú schopné rozlíšiť svetelný tok podľa vlnovej dĺžky, pričom ich charakterizujú ako krátke, stredné a dlhé. V závislosti od toho, koľko fotónov je kužeľ schopný absorbovať, vznikajú zodpovedajúce biologické reakcie. Rôzne odozvy týchto formácií sú založené na špecifickom počte zachytených fotónov jednej alebo druhej dĺžky. Najmä fotoreceptorové proteíny L-kužeľov absorbujú konvenčnú červenú farbu spojenú s dlhými vlnovými dĺžkami. Svetelné lúče kratšej dĺžky sú schopné vyvolať rovnakú odozvu, ak sú dostatočne jasné.

Reakciu toho istého fotoreceptora môžu vyvolať svetelné vlny rôznych dĺžok, kedy sú rozdiely pozorované aj na úrovni intenzity svetelného toku. V dôsledku toho mozog nie vždy určuje svetlo a výsledný obraz. Prostredníctvom vizuálnych receptorov dochádza k selekcii a selekcii najjasnejších lúčov. Potom sa vytvárajú biosignály, ktoré vstupujú do tých častí mozgu, kde sa spracovávajú informácie tohto typu. Vytvára sa subjektívne vnímanie optického obrazu vo farbe.

Ľudská sietnica pozostáva zo 6 miliónov čapíkov a 120 miliónov tyčiniek. U zvierat je ich počet a pomer odlišný. Hlavný vplyv má životný štýl. U sov sietnica obsahuje veľmi významné množstvo palice. Ľudský zrakový systém tvorí takmer 1,5 milióna gangliových buniek. Medzi nimi sú bunky s fotosenzitivitou.

šošovka

Biologická šošovka charakterizovaná z hľadiska tvaru ako bikonvexná. Pôsobí ako prvok svetlovodivého a svetlolomného systému. Poskytuje možnosť zaostrenia na objekty v rôznych vzdialenostiach. Nachádza sa v zadnej komore oka. Výška šošovky je 8 až 9 mm a jej hrúbka je 4 až 5 mm. Vekom sa zahusťuje. Tento proces je pomalý, ale istý. Predná časť tohto priehľadného tela má menej konvexný povrch ako zadná časť.

Tvar šošovky zodpovedá bikonvexnej šošovke s polomerom zakrivenia v prednej časti asi 10 mm. Zároveň na zadnej strane tento parameter nepresahuje 6 mm. Priemer šošovky je 10 mm a veľkosť v prednej časti je od 3,5 do 5 mm. Látka obsiahnutá vo vnútri je držaná tenkostennou kapsulou. Predná časť má epitelové tkanivo umiestnené nižšie. Na zadnej strane kapsuly nie je žiadny epitel.

Epitelové bunky sa líšia tým, že sa neustále delia, čo však nemá vplyv na objem šošovky z hľadiska jej zmeny. Táto situácia sa vysvetľuje dehydratáciou starých buniek umiestnených v minimálnej vzdialenosti od stredu priehľadného tela. To pomáha znižovať ich objem. Proces tohto typu vedie k takým znakom, ako je vek. Keď človek dosiahne vek 40 rokov, elasticita šošovky sa stráca. Znižuje sa akomodačná rezerva, výrazne sa zhoršuje schopnosť dobre vidieť na blízko.

Šošovka je umiestnená priamo za clonou. Jeho udržanie je zabezpečené tenkými vláknami, ktoré tvoria zinkové väzivo. Jeden z ich koncov vstupuje do puzdra šošovky a druhý je upevnený na ciliárnom tele. Stupeň napätia týchto nití ovplyvňuje tvar priehľadného telesa, čím sa mení refrakčná sila. V dôsledku toho je proces akomodácie možný. Šošovka slúži ako hranica medzi dvoma časťami: prednou a zadnou časťou.

Rozlišujú sa nasledujúce funkcie objektívu:

• priepustnosť svetla - dosiahnutá vďaka tomu, že telo tohto prvku oka je priehľadné;
• lom svetla – funguje ako biologická šošovka, pôsobí ako druhé refrakčné médium (prvé je rohovka). V pokoji je parameter refrakčnej sily 19 dioptrií. Toto je norma;
• akomodácia - zmena tvaru priehľadného telesa s cieľom dobre vidieť predmety, ktoré sa na ňom nachádzajú rozdielna vzdialenosť. Refrakčná sila sa v tomto prípade pohybuje v rozmedzí od 19 do 33 dioptrií;
• delenie - tvorí dva oddiely oka (predný, zadný), ktorý je určený lokalizáciou. Pôsobí ako bariéra, ktorá zadržiava sklovec. Nemôže byť v prednej komore;
• ochrana - je zabezpečená biologická bezpečnosť. Patogénne mikroorganizmy, ktoré sa nachádzajú v prednej komore, nie sú schopné preniknúť do sklovca.

Vrodené ochorenia v niektorých prípadoch vedú k posunutiu šošovky. On berie nesprávna poloha kvôli väzivový aparát oslabená alebo má akúkoľvek štrukturálnu chybu. To zahŕňa aj pravdepodobnosť vrodených zákalov jadra. To všetko prispieva k zníženiu videnia.

Zinnova banda

Tvorba založená na vláknach, definovaná ako glykoproteín a zonulárna. Poskytuje fixáciu šošovky. Povrch vlákien je potiahnutý mukopolysacharidovým gélom, čo je spôsobené potrebou ochrany pred vlhkosťou prítomnou v očných komorách. Priestor za šošovkou slúži ako miesto, kde sa tento útvar nachádza.

Činnosť väziva zon vedie ku kontrakcii ciliárneho svalu. Objektív mení zakrivenie, čo umožňuje zaostriť na objekty v rôznych vzdialenostiach. Svalové napätie uvoľňuje napätie a šošovka nadobúda tvar blízky gule. Uvoľnením svalu dochádza k napätiu vlákien, čím sa šošovka splošťuje. Zameranie sa mení.

Uvažované vlákna sú rozdelené na zadné a predné. Jedna strana zadných vlákien je pripevnená na zúbkovanom okraji a druhá strana je pripevnená k prednej časti šošovky. Východiskovým bodom predných vlákien je základňa ciliárnych procesov a pripojenie sa vykonáva v zadnej časti šošovky a bližšie k rovníku. Skrížené vlákna prispievajú k vytvoreniu štrbinového priestoru pozdĺž obvodu šošovky.

Vlákna sú pripojené k ciliárnemu telu v časti sklovca. V prípade odlúčenia týchto útvarov sa zisťuje takzvaná dislokácia šošovky v dôsledku jej posunutia.

Väzivo Zinn pôsobí ako hlavný prvok systému, ktorý poskytuje možnosť akomodácie oka.

Video

3-11-2013, 19:05

Popis

Úvod

Ľudský vizuálny systém dosiahol najvyššiu dokonalosť. Vedci pracujúci na vytvorení elektronickej resp chemické systémy s porovnateľnými vlastnosťami, môže len obdivovať jeho citlivosť, kompaktnosť, odolnosť, vysoký stupeň reprodukovateľnosti a pôvabnú prispôsobivosť potrebám Ľudské telo. V záujme spravodlivosti treba, samozrejme, poznamenať, že pokusy o vytvorenie vhodných umelých systémov sa začali pred menej ako storočím, zatiaľ čo ľudský vizuálny systém sa formoval milióny rokov. Vznikol z určitého „kozmického“ súboru prvkov – vyberaných, vyberaných a vyberaných, až kým nevypadla úspešná kombinácia. Málokto pochybuje o tom, že ľudská evolúcia bola „slepej“, pravdepodobnostnej povahy a je absolútne nemožné ju sledovať krok za krokom. Náklady na evolúciu už dávno upadli do zabudnutia a nezanechali po sebe žiadne stopy.

Vízia zaujíma takmer jedinečné miesto v schéme evolúcie. Dá sa napríklad predpokladať, že ďalší evolučný vývoj povedie k zväčšeniu objemu mozgu, komplikácii nervového systému alebo k rôznym zlepšeniam existujúcich funkcií. Nemožno si však predstaviť, že by sa výrazne zvýšila citlivosť vizuálneho procesu. Vizuálny proces predstavuje absolútny posledný míľnik v reťazci evolúcie. Ak vezmeme do úvahy, že každý absorbovaný fotón sa „počíta“ vo vizuálnom procese, potom je ďalšie zvýšenie citlivosti nepravdepodobné, pokiaľ sa absorpcia nezvýši. Zákony kvantovej fyziky stanovujú tvrdú hranicu, ku ktorej sa náš vizuálny systém priblížil.

Vzniesli sme výhradu, že videnie zaujíma takmer jedinečné miesto, keďže podľa určitých údajov aj niektoré iné percepčné procesy dosiahli absolútny limit vo svojom vývoji. Schopnosť množstva hmyzu (napríklad nočných motýľov) „detekovať“ jednotlivé molekuly je dôkazom toho, že čuch v iných prípadoch dosiahol kvantovú hranicu. Podobne je náš sluch limitovaný tepelným hlukom okolia.

Vysoká citlivosť zrakového procesu nie je výsadou len človeka. Existuje jasný dôkaz, že podobnú úroveň tu dosiahli aj menej vyspelé živočíšne druhy a nočné vtáky. Ryby žijúce v temných hlbinách oceánu musia podľa všetkého maximálne využívať aj úbohé informácie, ktoré k nim prenikajú náhodnými lúčmi svetla. Nakoniec môžeme poukázať na fotosyntézu ako dôkaz toho rôzne formyŽivot rastlín sa už dávno naučil využívať takmer každý dopadajúci fotón, aspoň v rámci určitej spektrálnej oblasti.

Hlavným cieľom tejto kapitoly je demonštrovať vysokú kvantovú účinnosť ľudského oka v širokom rozsahu intenzít svetla. Na vyjadrenie počiatočných údajov o ľudskom zraku z hľadiska hustoty fotónov na jednotku plochy sietnice je potrebné poznať optické parametre ľudského oka. Budeme sa nimi zaoberať v ďalšej časti.

Optické parametre

Na obr. 10 znázorňuje štruktúru ľudského oka.

Apertúra zrenice šošovky sa pohybuje od 2 mm pri vysokom osvetlení do približne 8 mm blízko prahu zrakového vnímania. Tieto zmeny sa vyskytujú rádovo v desatinách sekundy. Ohnisková vzdialenosť priemer šošovky je 16 mm. To znamená, že pomer clony optického systému sa mení od 1:2 pri slabom osvetlení po 1:8 pri vysokom osvetlení. Približná závislosť plochy zrenice od úrovne osvetlenia je znázornená na obr. jedenásť.

Vrstva citlivá na svetlo, nazývaná sietnica, pozostáva z oddelených svetlocitlivých buniek, tyčiniek a čapíkov, ktoré sú od seba vzdialené asi 2 mikróny. Celá sietnica - jej plocha sa blíži k 10 cm 2 - obsahuje 10 8 takéto prvky. Kužele nachádzajúce sa prevažne v oblasti fossa, ktorý má uhlovú veľkosť asi 1°, fungujú pri strednom a vysokom osvetlení a sprostredkúvajú farebné vnemy. Tyčinky, ktoré zaberajú väčšinu plochy sietnice, fungujú až do najmenšieho osvetlenia a nemajú farebnú citlivosť. Kužele určujú hranicu rozlíšenia pri vysokých svetelných hladinách, ktorá je 1-2", čo je blízko k veľkosti difrakčného disku zodpovedajúceho priemeru zrenice šošovky 2 mm. Štúdium práce oka a anatomické štúdium jeho štruktúra ukazuje, že keď sa vzďaľujete od stredu sietnice, tyčinky sa spájajú do väčších a väčších skupín až po niekoľko tisíc prvkov. Svetlo vstupujúce do sietnice prechádza cez vrstvu nervových vlákien, ktoré vyžarujú z optického nervu do buniek sietnice.

Priestor medzi šošovkou a sietnicou je vyplnený vodnatým prostredím, takzvaným sklovcom, ktorý má index lomu 1,5. Podľa rôznych odhadov sa na sietnicu dostane len polovica svetla dopadajúceho na oko. Zvyšok svetla sa odráža alebo absorbuje.

Fyzikálny čas akumulácie fotónov okom leží v rozmedzí od 0,1 do 0,2 s a je pravdepodobne bližšie k poslednej číslici. Čas fyzickej akumulácie je ekvivalentný času expozície vo fotografii. Pri prechode z vysokého osvetlenia na prah vizuálneho vnímania sa akumulačný čas zvyšuje maximálne dvakrát. „Práca“ oka sa riadi zákonom zameniteľnosti: pri expozičnom čase kratšom ako 0,1-0,2 s závisí jeho reakcia iba od súčinu intenzity svetla a expozičného času.

Kvalitatívne ukazovatele Za posledných sto rokov sa neustále hromadili údaje o ľudské videnie. Blackwell publikoval najnovšie a najkomplexnejšie merania schopnosti oka rozlišovať medzi jednotlivými škvrnami rôznej veľkosti a kontrastu pri veľkých rozdieloch v osvetlení. Na obr. Obrázok 12 ukazuje Blzkusllove údaje pre rozsahy osvetlenia 10-9 - 10-1 jahniat, kontrast 1 - 100% a uhlové rozlíšenie 3-100", že vlastnosti oka v tejto oblasti nie sú obmedzené faktormi hluku, ale z iných dôvodov; tieto stanovujú absolútny limit rozlíšiteľnosti kontrastu 0,5% a uhlové rozlíšenie 1-2". Geometrický limit rozlíšenia je určený konečnou veľkosťou tyčí a kužeľov. 13 uvádza podobné údaje, ktoré predtým získali Conner a Ganung (1935) a tiež Cobb a Moss (1928). Ako je možné vidieť, údaje zobrazené na obr. 12 a 13 sú vo vzájomnej zhode. Podstatný rozdiel je však v tom, že podľa údajov spoločnosti Blackwell sa výkon nezlepší pri zmene jasu v rozmedzí 10-2-10-1 jahniat, zatiaľ čo podľa Cobba a Moss k takémuto zlepšeniu dochádza. čiary idúce pod uhlom 45° sú charakteristiky, ktoré by sa dali očakávať, ak by vlastnosti systému boli obmedzené hlukom, podľa vzťahu (1.2). Na obr. Experimentálne body na obr. 13 sa dosť dobre hodia na priamky zodpovedajúce limitom hluku a idúce pod uhlom 45°. Na obr. 12 majú experimentálne krivky tvar zakrivených čiar, ktoré sa naznačených priamych čiar dotýkajú len v obmedzených oblastiach. Takéto odchýlky možno zjavne vysvetliť vplyvom obmedzení, ktoré nesúvisia s fotónovým šumom. Kvantová účinnosť ľudského videnia

Aby sa odhadla kvantová účinnosť oka, údaje uvedené na obr. 12 a 13 by mali byť vyjadrené počtom fotónov dopadajúcich na 1 cm2 sietnice. Aby sme to dosiahli, predpokladáme, že čas akumulácie je 0, 2 s, priepustnosť šošovky je 0, 5 a limity zreníc sú určené údajmi Reeve uvedenými na obr. 11. Po tejto transformácii dosadíme do pomeru hustotu fotónov (1.3) , napísaný vo formulári

C2*d2*?*n=k2=25 ,

Kde? - kvantová výťažnosť oka (kvantová účinnosť? 100*?%) - Prahový pomer signálu k šumu k rovná sa 5.

Na obr. 14 je znázornená závislosť kvantovej účinnosti oka (vypočítanej z Blackwellových údajov) od jasu objektov. Čo je na týchto výsledkoch najpozoruhodnejšie, je relatívne malá zmena v kvantovej účinnosti, keď sa intenzita svetla zmení o 8 rádov. Kvantová účinnosť je 3% pri extrémne nízkych jasoch blízko absolútneho prahu (približne 10 -10 jahňacie) a pomaly klesá na približne 0,5 % pri 0,1 jahňacieho mäsa.

Samozrejme, ide o desaťnásobnú zmenu účinnosti. Malo by sa však pamätať na to, že v skorých prácach, aby sa v takýchto prípadoch vysvetlil jav adaptáciou na tmu, sa predpokladala 1000- alebo 10000-násobná zmena v kvantovej účinnosti. (Bližšie sa tejto problematike budeme venovať nižšie.) Navyše aj táto 10-násobná zmena môže byť v skutočnosti hrubo nadhodnotená. Pri výpočte kvantovej účinnosti sme predpokladali, že expozičný čas a multiplikátor k sú konštantné, ale podľa niektorých údajov môže byť pri slabom osvetlení expozičný čas dvakrát dlhší ako pri vysokom osvetlení. Ak áno, potom sa kvantová účinnosť zmení iba päťkrát. Ďalej je možné, že multiplikátor k menej pri slabom osvetlení ako pri vysokom osvetlení. Taká zmena k(presnejšie, k2) môže ľahko viesť k objaveniu sa ďalšieho faktora 2, v dôsledku čoho sa ukáže, že kvantová účinnosť sa zmení iba o faktor 2, keď sa intenzita svetla zmení o 10 8 raz.

Po druhé dôležitý bod, čo treba poznamenať pri analýze Obr. 14 je pomerne veľká kvantová účinnosť.

Podľa odhadov dostupných v literatúre citlivá látka sietnice (rodopsín) absorbuje len 10 % dopadajúceho svetla. Ak áno, potom kvantová účinnosť (pre biele svetlo) vzhľadom na absorbované svetlo je asi 60 % pri nízkych jasoch. V samotnom mechanizme počítania fotónov teda zostáva veľmi malý priestor na zlepšenie.
Je však ťažké pochopiť, čo je dôvodom tak nízkej absorpcie (iba 10%) dopadajúceho svetla, ktoré sa vytvorilo v procese evolúcie. Je možné, že dôvodom bol obmedzený výber biologických materiálov.

Určité zníženie kvantovej účinnosti pri vysokom osvetlení možno pripísať špecifickým požiadavkám, ktoré sa vzťahujú na systém schopný rozlíšiť farby. Ak, ako ukazujú nedávne údaje, existujú 3 typy kužeľov s rôznymi spektrálnymi charakteristikami, potom je oblasť citlivá na svetlo s danou vlnovou dĺžkou znížená na polovicu pri vysokom osvetlení.

Hodnoty kvantovej účinnosti znázornené na obr. 14 spodná krivka, viď biele svetlo. Je známe, že vizuálna odozva na zelené svetlo je asi trikrát vyššia ako na rovnaký celkový počet „bielych“ fotónov, teda fotónov rozmiestnených vo viditeľnom spektre. Použitie zeleného svetla (alebo zeleno-modrého pri nízkom osvetlení) by malo viesť k trojnásobnému zvýšeniu kvantovej účinnosti, ako je znázornené na obr. 14. V takom prípade by bola kvantová účinnosť pri nízkom osvetlení asi 10 % a museli by sme predpokladať, že sietnica pohltí nie 10 %, ale aspoň 20 % dopadajúceho svetla.

Malo by sa znova zdôrazniť, že kvantové účinnosti znázornené na obr. 14 závisí od výberu parametrov: čas akumulácie (0,2 s) a prahový pomer signálu k šumu ( k= 5). Hodnoty týchto parametrov nie sú dostatočne presne definované, najmä pre údaje Blackwell.

Je možné, že zodpovedajúce vylepšenia povedú k vyšším hodnotám kvantovej účinnosti. Napríklad, ak predpokladáme, že čas akumulácie je 0, 1 s, potom budú kvantové účinnosti dvakrát také veľké ako tie, ktoré sú znázornené na obr. 14. Sotva by sa však malo vynakladať úsilie na spresnenie týchto parametrov; Nebolo by lepšie vyvinúť vylepšenú experimentálnu techniku ​​na meranie kvantovej účinnosti, ktorá nezávisí od týchto parametrov?

Výhodný spôsob stanovenia kvantovej účinnosti

V súčasnosti existuje len jednoduchá technika pomerne spoľahlivé určenie kvantovej účinnosti oka. Novo vyvinutá televízna kamera s kremíkovým zosilňovačom je schopná prenášať obrazy pri nízkej úrovni osvetlenia, keď sú tieto obrazy jasne obmedzené šumom, konkrétnejšie šumom spôsobeným časťou dopadajúcich fotónov, ktoré fotoelektróny produkujú na fotokatóde.

Je dôležité, aby takéto obrazy, obmedzené len šummi, umožňovali spoľahlivo určiť kvantovú účinnosť fotokatódy. Postup je taký, že sa pozorovateľ a televízna kamera „pozerajú“ na ten istý slabo osvetlený objekt z rovnakej vzdialenosti. Clona na optike fotoaparátu je nastavená v súlade s otvorom zrenice oka pozorovateľa. Potom pozorovateľ porovná slabo osvetlený objekt, ktorý je pre neho priamo viditeľný, s obrazom na obrazovke televízneho systému. Ak je informácia rovnaká, potom sa kvantová účinnosť oka pozorovateľa rovná nameranej účinnosti fotokatódy vysielacej trubice. Ak pozorovateľ vidí viac alebo menej ako kamera, potom sa clona upraví, kým rozdiel nezmizne, potom sa kvantová účinnosť oka pozorovateľa vypočíta z pomeru clonových šošoviek.

Hlavnou výhodou metódy porovnávania vedľa seba je, že nezávisí od času vizuálnej expozície alebo výberu vhodného prahového pomeru signálu k šumu. Tieto parametre, bez ohľadu na ich presné hodnoty, zostávajú v podstate rovnaké, keď pozorovateľ sleduje samotný objekt a jeho obraz na televíznej obrazovke, preto sú vylúčené z porovnávania. Okrem toho vplyv pamäte na efektívny čas expozícia v týchto dvoch prípadoch bude zjavne rovnaká.

Rozhodli sme sa pre túto metódu, pretože je teraz ľahko dostupná pre experimentátorov, ktorí majú skúsenosti so štúdiom vizuálneho procesu. Autor tejto knihy aj iní výskumníci použili rôzne zariadenia vhodné na porovnanie na predbežné odhady kvantovej účinnosti pri nízkom osvetlení. V jednom z experimentov bolo použité zariadenie na skenovanie s pohyblivým svetelným bodom (obr. 15); J. E. Rudy použil superortikón so zosilňovačom obrazu a T. D. Reinolde použil viacstupňový zosilňovač obrazu. Všetky tieto zariadenia vytvárali obrázky obmedzené fotónovým šumom a vo všetkých prípadoch sa kvantová účinnosť odhadovala na približne 10 % pre nízke úrovne osvetlenia.


Séria obrázkov uvedených na obr. 15, ukazuje ktoré maximálne množstvo informácie môžu byť prenášané rôznym daným počtom fotónov. Každý fotón je zaregistrovaný ako samostatný viditeľný bod. Informácie, ktoré dostávame, sú obmedzené iba štatistickými výkyvmi, ktoré sa nevyhnutne prejavia pri registrácii toku fotónov. Tabuľka udáva celkový počet fotónov N., ktoré by boli obsiahnuté v obrázku, keby bol celý rovnomerne osvetlený intenzitou zodpovedajúcou jeho najjasnejším oblastiam.

Jasy uvedené v tabuľke sú vypočítané za predpokladu, že oko používa jeden z každých desiatich dopadajúcich fotónov. Pri výpočte boli zohľadnené ďalšie parametre: čas akumulácie - 0,2 s, priemer zrenice - asi 6 mm. Inými slovami, ak nahradíme objekt bielym listom s určeným jasom, vypočítame počet fotónov, ktoré vstúpia do oka za 0,2 s, a toto číslo vydelíme 10, potom dostaneme počet fotónov N zodpovedajúce tejto hodnote jasu. Vyššie uvedená séria obrázkov preto ukazuje, aké je maximálne množstvo informácií, ktoré môže pozorovateľ skutočne vnímať pri uvedených jasoch, ak je kvantová účinnosť jeho vizuálneho procesu 10% a vzdialenosť od objektu k pozorovateľovi je 120 cm. .

Porovnanie rôznych odhadov kvantovej účinnosti

Pred viac ako storočím sa stalo známe, že na absolútnom prahu viditeľnosti je sotva rozlíšiteľný záblesk z malého zdroja, v ktorom do oka zasiahne asi 100 fotónov. Bola tak stanovená spodná hranica kvantovej účinnosti, ktorá je približne 1 %. Niekoľko výskumných skupín potom vykonalo sériu experimentov, aby zistili, koľko z týchto 100 fotónov oko skutočne použilo. Ak by napríklad oko použilo všetkých 100 fotónov, potom by prechod z nevidenia do videnia bol dosť ostrý a nastal by, keď by sa tok fotónov zvýšil na 100. Ak by oko použilo len niekoľko fotónov, potom by prechod bol rozmazané kvôli chaotickej povahe emisie fotónov. Ostrosť prechodu teda môže slúžiť ako miera počtu použitých fotónov a tým aj kvantovej účinnosti oka.

Myšlienka takéhoto experimentu nebola bez určitej jednoduchosti a elegancie. Žiaľ, v dôsledku takýchto experimentov sa ukázalo, že počet fotónov použitých okom pri prahovom vnímaní kolíše v širokom rozmedzí od 2 do 50. Otázka kvantovej účinnosti teda zostala otvorená. Zdá sa, že rozptyl získaných výsledkov inžiniera-špecialistu v oblasti elektroniky alebo fyziky neprekvapuje. Merania sa uskutočňovali v blízkosti absolútneho prahu viditeľnosti, keď sa hluk z vonkajších zdrojov vo vnútri samotného oka ľahko mieša so šumom toku fotónov. Napríklad, ak urobíte podobné merania s fotonásobičom, potom by takéto rozšírenie bolo spôsobené vplyvom šumu spojeného s termionickou emisiou z fotokatódy alebo náhodným elektrickým prierazom, ku ktorému dochádza medzi elektródami. To všetko platí pre merania blízko absolútneho prahu. Ak sa na druhej strane pomer signálu k šumu meria pri osvetlení oveľa vyššom ako prahová hodnota, keď fotónový šum prevyšuje šum spojený s vonkajšími zdrojmi, takýto postup poskytuje spoľahlivú hodnotu kvantovej účinnosti. Preto sú spoľahlivejšie výsledky meraní vizuálnej kvantovej účinnosti, vykonávaných pri osvetleniach výrazne prekračujúcich absolútny vizuálny prah.

R. Clarke Jones analyzoval rovnaké údaje, na základe ktorých bola získaná krivka kvantovej účinnosti znázornená na obr. 14. Ním stanovené účinnosti sú vo všeobecnosti asi desaťkrát menšie ako účinnosti znázornené na obr. 14; pri výpočtoch vychádzal z kratšej doby akumulácie (0,1 s) a oveľa menšej hodnoty k (1,2) . Jones sa domnieva, že keďže pozorovateľ si musí vybrať len jednu z ôsmich možných polôh testovaného objektu, tak takúto hodnotu k poskytuje 50% spoľahlivosť. Kvantitatívne je toto tvrdenie, samozrejme, správne.

Hlavnou otázkou je, či pozorovatelia skutočne robia svoje závery o tom, čo vidia týmto spôsobom. Ak sa obrátime na obr. 4a, nájdeme to k= 1,2 znamená, že pozorovateľ si môže všimnúť, z ktorého z ôsmich možných miest operátor odstránil jeden alebo dva fotóny. Jednoduché preskúmanie obr. 4a ukazuje, že to nie je možné. Otázky ako tieto zdôrazňujú potrebu vyvinúť metódu merania, ktorá zabráni nejednoznačnostiam spojeným s výberom správne hodnoty k alebo akumulačný čas. Vyššie opísaná metóda vzájomného porovnávania ľudského oka a elektronického zariadenia obmedzeného fotónovým šumom je práve takýmto postupom a zaslúži si čo najširšie uplatnenie.

Vo svojich raných odhadoch vizuálnej kvantovej účinnosti De Vries tiež vychádzal z kvantity k= 1 a jeho výsledky boli výrazne nižšie ako hodnoty uvedené na obr. 14. De Vries však ako jeden z prvých poukázal na to, že pozorovanú rozlišovaciu schopnosť oka a jeho kontrastnú citlivosť možno vysvetliť fotónovým šumom. Okrem toho, podobne ako autor tejto knihy, upozornil na skutočnosť, že kolísavý, zrnitý charakter obrázkov získaných pri slabom osvetlení je dôkazom diskrétnosti svetla.

Barlow sa pri výbere do značnej miery vyhol kontroverzii k meraním s dvoma susednými testovacími svetelnými bodmi. Cieľom ITS bolo zistiť, ktorá škvrna bola jasnejšia, pričom relatívna intenzita škvŕn sa líšila. Ako ukazuje štatistická analýza výsledkov, uskutočnená za predpokladu, že schopnosť rozlíšiť jas je obmedzená fotónovým šumom, hodnoty kvantovej účinnosti oka ležia v rozmedzí 5-10% so zmenou v jase až na hodnotu 100-krát vyššiu ako je absolútny vizuálny prah. Barlow sa odvoláva na prácu Baumgardta a Hechta, ktorí z analýzy krivky pravdepodobnosti detekcie blízko absolútneho prahu získali kvantovú účinnosť blízku 7 %.

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že väčšina výskumníkov sa domnieva, že kvantová účinnosť ľudského oka leží v rozmedzí 5-10%, keď sa intenzita svetla zmení z absolútneho prahu na hodnotu 100-krát vyššiu ako je táto. Táto účinnosť je určená pre vlnové dĺžky blízke maximu krivky citlivosti oka (zeleno-modrá oblasť) a vzťahuje sa na svetlo dopadajúce na rohovku oka. Ak predpokladáme, že na sietnicu sa dostane len polovica tohto svetla, tak účinnosť na sietnici bude 10-20%. Keďže podľa dostupných odhadov aj podiel svetla absorbovaného sietnicou leží v týchto medziach, účinnosť oka vo vzťahu k absorbovanému svetlu sa blíži k 100 %. Inými slovami, oko je schopné spočítať každý absorbovaný fotón.

Údaje zobrazené na obr. 14 poukazujú na ďalšiu veľmi významnú okolnosť: v oblasti od absolútneho prahu citlivosti po 0,1 jahňacieho, to znamená, že keď sa intenzita zmení 10-násobne, kvantová účinnosť neklesá viac ako 10-násobne. V budúcnosti sa môže ukázať, že tento faktor nepresiahne 2-3. Oko si teda zachováva vysokú úroveň kvantovej účinnosti pri zmene intenzity svetla 10 8 raz! Tento záver používame pri interpretácii javu temná adaptácia a vizuálny šum.

Temná adaptácia

Jedným z najznámejších a zároveň prekvapivých aspektov vizuálneho procesu je temná adaptácia. Človek vstupujúci do tmavej posluchárne s mestskou ulicou zaliatou svetlom sa ukáže byť na niekoľko sekúnd či dokonca minút doslova slepý. Potom postupne začne vidieť viac a viac a za pol hodinu si na tmu úplne zvykne. Teraz vidí predmety viac ako tisíckrát tmavšie ako tie, ktoré na začiatku sotva videl.

Tieto skutočnosti naznačujú, že v procese adaptácie na tmu sa citlivosť oka zvyšuje viac ako tisíckrát. Pozorovania ako tieto prinútili výskumníkov hľadať mechanizmus alebo chemický model, ktorý by mohol vysvetliť tieto dramatické zmeny v citlivosti. Špeciálnu pozornosť venoval Hecht napríklad fenoménu reverzibilného vyblednutia citlivého materiálu sietnice, takzvanej vizuálnej purpury. Tvrdil, že pri nízkej intenzite osvetlenia je vizuálna fialová úplne neovplyvnená, a preto má maximálnu absorpciu. So zvyšujúcim sa osvetlením sa stále viac zafarbuje a podľa toho pohlcuje čoraz menej dopadajúceho svetla. Verilo sa, že dlhý čas adaptácie na tmu je spôsobený dlhým trvaním procesu obnovy. vysoká hustota vizuálna fialová. Oko tak znovu získa citlivosť.

Takéto závery však boli v rozpore s výsledkami analýzy šumu citlivosti oka, ktorá ukázala, že vnútorná citlivosť oka sa pri prechode z tmy do jasného svetla nemôže zmeniť viac ako 10-krát. Výhodou metódy analýzy hluku bolo, že jej výsledky nezávisia od konkrétnych fyzikálnych alebo chemických modelov samotného vizuálneho procesu. Citlivosť sa merala v absolútnom meradle, pričom sa predpokladala iba kvantová povaha svetla a chaotická povaha distribúcie fotónov.

Ako teda vysvetliť tisícnásobný a ešte väčší nárast schopnosti vidieť, pozorovaný v procese adaptácie na tmu? Existovala určitá analógia medzi týmto procesom a prevádzkou zariadení, akými sú rozhlasové a televízne prijímače. Ak pri prelaďovaní prijímača zo silnej stanice na slabú je zvuk takmer nepočuteľný, poslucháč vezme ovládač hlasitosti a upraví úroveň zvuku slabej stanice na príjemnú úroveň. Je nevyhnutné, aby citlivosť rádiového prijímača zostala konštantná ako pri prechode zo silnej stanice na slabú, tak aj pri nastavovaní hlasitosti. Je určená len charakteristikou antény a prvej elektrónky zosilňovača. Procesom „otočenia ovládača hlasitosti“ sa nemení citlivosť prijímača, ale iba „úroveň prezentácie“ poslucháčovi. Celá operácia ladenia od silnej po slabú stanicu, vrátane trvania procesu úpravy hlasitosti, je úplne analogická veľmi dlhému procesu vizuálnej adaptácie na tmu.

Počas doby, počas ktorej prebieha adaptácia na tmu, sa zosilňovací faktor „zosilňovača“ v dôsledku chemických reakcií zvyšuje na požadovanú „úroveň výkonu“. Vnútorná citlivosť oka zostáva počas obdobia adaptácie na tmu takmer konštantná. Nezostáva nám nič iné, len predpokladať, že vo vizuálnom procese je zapojený nejaký zosilňovač pôsobiaci medzi sietnicou a mozgom a že jeho zisk sa mení v závislosti od osvetlenia: pri vysokom osvetlení je malý a pri nízkom osvetlení je veľký.

Automatické ovládanie zisku

Záver, že vizuálny proces nevyhnutne zahŕňa automatické riadenie zisku, bol urobený v predchádzajúcej časti na základe silných zmien zdanlivej citlivosti, s ktorými sa stretávame pri adaptácii na tmu, a relatívnej stálosti vnútornej citlivosti, ktorá vyplýva z analýzy šumu vizuálneho procesu.
K podobnému záveru dospejeme, ak vezmeme do úvahy iné, priamejšie údaje nájdené v literatúre. Je známe, že energia nervového impulzu je o mnoho rádov väčšia ako energia tých niekoľkých fotónov, ktoré sú potrebné na spustenie nervového impulzu na absolútnom prahu citlivosti. Preto je na generovanie nervových impulzov potrebný mechanizmus s príslušne vysokým amplifikačným faktorom priamo na sietnici. Z ranej Hartlineovej práce o elektrickom zaznamenávaní vizuálnych nervových impulzov krabov podkovy bolo známe, že frekvencia nervových impulzov sa nezvyšuje lineárne so zvyšujúcou sa intenzitou svetla, ale iba logaritmicky. To znamená, že pri vysokom osvetlení je zisk menší ako pri nízkom osvetlení.

Hoci energia nervového impulzu nie je presne známa, dá sa približne odhadnúť za predpokladu, že uložená energia impulzu zodpovedá napätiu 0,1 V cez kapacitu 10-9 F (to je kapacita 1 cm vonkajšieho obalu nervového vlákna). Potom je elektrická energia 10 -11 J čo je v tom 10 8 násobok energie fotónu viditeľného svetla. Samozrejme, môžeme sa mýliť v odhade energie nervového impulzu o niekoľko rádov, ale to nespochybňuje náš záver, že extrémne veľký proces zosilnenia musí nastať priamo na sietnici a len vďaka tomu sa energia niekoľko fotónov môže spôsobiť nervový impulz.

Progresívny pokles zosilnenia so zvyšujúcou sa intenzitou svetla je jasne pozorovaný v údajoch Hartline, podľa ktorých frekvencia nervových impulzov so zvyšujúcou sa intenzitou svetla pomaly rastie v logaritmickom zákone. Najmä so zvyšujúcou sa intenzitou svetla v 10 4 krát sa frekvencia zvýši len 10 krát. To znamená, že zisk klesá 10 3 raz.

Hoci špecifické chemické reakcie, ktoré sú základom procesu amplifikácie, nie sú známe, zdá sa, že existuje len málo toho, čo by naznačovalo iné, ako nejakú formu katalýzy. Fotón absorbovaný molekulou citlivého materiálu (rodopsínu) spôsobí zmenu jeho konfigurácie. Následné kroky v procese, ktorým excitovaný rodopsín má katalytický účinok na okolitý biochemický materiál, ešte nie sú jasné. Je však rozumné predpokladať, že katalytické zosilnenie sa bude znižovať so zvyšujúcou sa intenzitou svetla alebo počtom excitovaných molekúl, pretože by to malo znížiť množstvo katalyzovaného materiálu na excitovanú molekulu. Dá sa tiež predpokladať, že rýchlosť vyčerpania katalyzovaného materiálu (prispôsobenie sa svetlu) je vysoká v porovnaní s rýchlosťou jeho regenerácie (adaptácia na tmu). Je známe, že adaptácia na svetlo nastáva v zlomku sekundy, zatiaľ čo adaptácia na tmu môže trvať až 30 minút.

vizuálny šum

Ako sme už viackrát zdôraznili, naše vizuálne informácie sú obmedzené náhodnými výkyvmi v distribúcii dopadajúcich fotónov. Preto musia byť tieto výkyvy viditeľné. Nie vždy si to však všimneme, v žiadnom prípade pri normálnom osvetlení. To znamená, že pri každej úrovni osvetlenia je zisk presne taký, že fotónový šum je sotva počuteľný, alebo, lepšie, takmer nerozoznateľný. Ak by bol zosilňovací faktor väčší, potom by to nedalo Ďalšie informácie, ale prispelo by to len k zvýšeniu hluku. Ak by bol zisk menší, viedlo by to k strate informácií. Podobne zisk televízneho prijímača treba zvoliť tak, aby bol šum na hranici viditeľnosti.

Hoci fotónový šum nie je za bežných svetelných podmienok ľahko detekovateľný, autor sa na základe vlastných pozorovaní uistil, že pri jasoch cca. 10 -8 -10 -7 Rovnomerne osvetlená jahňacia stena nadobudne v prítomnosti silného šumu rovnaký kolísavý, zrnitý vzhľad ako obraz na televíznej obrazovke. Navyše stupeň viditeľnosti tohto hluku silne závisí od stupňa excitácie samotného pozorovateľa. Takéto pozorovania je vhodné robiť tesne pred spaním. Ak sa počas pozorovania v dome ozve zvuk, ktorý predznamenáva objavenie sa neočakávaného alebo nechceného návštevníka, okamžite sa zvýši tok adrenalínu a zároveň sa výrazne zvýši „viditeľnosť“ zvukov. Mechanizmy sebazáchovy za týchto podmienok spôsobujú zvýšenie faktora zosilnenia zrakového procesu (presnejšie amplitúdy signálov prichádzajúcich zo všetkých zmyslových orgánov) na úroveň, ktorá zaručuje úplné vnímanie informácie, teda na úroveň hluk je ľahko pozorovateľný.

Samozrejme, takéto pozorovania sú subjektívne. De Vries je jeden z mála, ktorý sa okrem autora tejto knihy odvážil zverejniť svoje porovnávacie postrehy. Mnohí výskumníci však v súkromných rozhovoroch povedali autorovi o podobných výsledkoch.

Je zrejmé, že vyššie opísané vzory šumu sú spôsobené dopadajúcim tokom fotónov, pretože chýbajú v "úplne čiernych" oblastiach obrazu. Prítomnosť iba niekoľkých osvetlených oblastí postačuje na nastavenie zisku na úroveň, pri ktorej sa ostatné, oveľa tmavšie oblasti javia úplne čierne.

Na druhej strane, ak je pozorovateľ v dokonalej tmavá miestnosť alebo má zatvorené oči, nemá zrakový vnem jednotného čierneho poľa. Skôr vidí sériu slabých, pohybujúcich sa šedých obrázkov, ktoré sa v skoršej literatúre často označovali pod názvom „sentchll; , teda ako niečo vznikajúce v rámci samotného vizuálneho systému. Opäť je lákavé racionalizovať tieto pozorovania predpokladom, že pri absencii skutočného svetelného obrazu, ktorý by viedol k stanoveniu určitej hodnoty zisku, tento dosiahne maximálnu hodnotu pri hľadaní objektívnych vizuálnych informácií. Pri takomto zosilnení sa detegujú zvuky samotného systému, ktoré sú zjavne spojené s procesmi tepelnej excitácie v sietnici alebo vznikajú v niektorej časti nervového systému vzdialenej od nej.

Posledná poznámka sa týka najmä procesu zosilnenia zrakových vnemov, ku ktorému údajne dochádza v dôsledku prijímania rôzne látky spôsobujúce halucinácie. Zdá sa vysoko pravdepodobné, že účinky produkované týmito látkami sú spôsobené zvýšením zisku výkonného zosilňovača umiestneného v samotnej sietnici.

Ako sme už poznamenali, emocionálny stav spojený s nejakým druhom napätia resp zvýšená pozornosť pozorovateľa, vedie k výraznému zvýšeniu zisku.

Afterimages

Existencia mechanizmu kontroly zisku sietnice poskytuje zrejmé vysvetlenie pre rôzne pozorovania, pri ktorých sa človek pozerá na jasný objekt a potom presunie svoj pohľad na neutrálnu sivú stenu. Zároveň človek v prvom momente ešte vidí určitý prechodný obraz, ktorý sa potom postupne vytráca. Napríklad jasný čiernobiely objekt poskytuje prechodný dodatočný obraz (dosvit) vo forme fotografického negatívu originálu. Jasne červený objekt dáva ďalšiu farbu - zelenú. V každom prípade, v časti sietnice, kde dopadá obraz jasného objektu, sa zisk zníži, takže keď sa na sietnici zobrazí rovnomerný povrch, predtým svetlé oblasti sietnice dávajú mozgu menší signál. a obrázky na nich sa zdajú byť tmavšie ako okolité pozadie. Zelená farba následného obrazu jasne červeného objektu ukazuje, že mechanizmus zosilnenia sa nielen mení lokálne v rôznych oblastiach sietnice, ale funguje aj nezávisle pre tri farebné kanály v tej istej oblasti. V našom prípade sa zisk pre červený kanál na chvíľu znížil, čo viedlo k tomu, že na neutrálnej sivej stene sa objavil doplnkový farebný obraz.

Stojí za zmienku, že paobrazy nie sú nevyhnutne vždy negatívne. Ak pri pohľade na jasne osvetlené okno zatvoríte oči, potom ich na chvíľu okamžite otvoríte, ako keby ste použili fotografickú uzávierku, a potom ich znova pevne zatvoríte, potom bude dosvit na niekoľko sekúnd alebo dokonca minút pozitívny. (aspoň na začiatku). Je to celkom prirodzené, pretože čas rozpadu akéhokoľvek procesu fotoexcitácie v pevnej látke je konečný. Je známe, že oko akumuluje svetlo 0,1-0,2 s, takže priemerný čas jeho fotoexcitácie by mal byť tiež 0,1-0,2 s a v priebehu asi sekúnd fotoexcitácia klesá na postupne menšiu úroveň a dosvit zostáva viditeľný, pretože zisk sa neustále zvyšuje po zatvorení očí. negatívny z dôvodov uvedených v predchádzajúcej časti Ako vonkajšie svetlo sa objaví alebo zmizne, môžeme prejsť od pozitívneho po e-obrazu na negatív a naopak. Ak sa v tmavej miestnosti pozriete na koniec zapálenej cigarety pohybujúcej sa v kruhu, potom bude zapálený koniec vnímaný ako pásik svetla konečnej dĺžky v dôsledku zotrvačnosti zrakového vnímania (pozitívny dosvit). V tomto prípade má pozorovaný obraz podobne ako kométa jasne červenú hlavu a modrastý chvost. Je zrejmé, že modré zložky cigaretového svetla majú väčšiu zotrvačnosť ako červené. Podobný efekt môžeme pozorovať pri pohľade na červenkastú stenu: keď jas klesá na úroveň pod asi 10 -6 jahňacie získava modrý odtieň. Obe série pozorovaní možno vysvetliť predpokladom, že zisk modrej farby dosahuje vyššie hodnoty ako červenej; v dôsledku toho sa vnímanie modrej farby zachováva na nižších úrovniach excitácie sietnice ako pri červenej.

Viditeľnosť vysokoenergetického žiarenia

Zrakové vnímanie je iniciované elektronickou excitáciou molekúl. Dá sa teda predpokladať existencia určitého energetického prahu, ale vo všeobecnosti nie je vylúčené, že vysokoenergetické žiarenie spôsobí aj elektronické prechody a stane sa viditeľným. Ak je prechod, ktorý spôsobuje vizuálne vzrušenie, ostrá rezonancia medzi dvoma úrovňami elektronickej energie, potom fotóny s vyššou energiou tento prechod účinne nevzbudia. Na druhej strane, vysokoenergetické elektróny alebo ióny môžu excitovať prechody v širokom energetickom rozsahu a potom by mali byť viditeľné, pretože na svojej ceste zanechávajú husté oblasti excitácií a ionizácií. V staršom článku, ktorý diskutoval o problémoch viditeľnosti vysokoenergetického žiarenia, autor vyjadril určité prekvapenie nad skutočnosťou, že doteraz nikto neuviedol priame vizuálne pozorovania kozmického žiarenia.

V súčasnosti existujú údaje týkajúce sa problému viditeľnosti žiarenia v širokom rozsahu vysokých energií. Po prvé, je už známe, že ultrafialový limit je spôsobený absorpciou v rohovke. Ľudia, ktorým boli z nejakého dôvodu odstránené alebo nahradené rohovkou priehľadnejšou látkou, môžu skutočne vidieť ultrafialové svetlo.

O schopnosti vidieť röntgenové lúče sa toho už popísalo veľa. skoré štádia röntgenové štúdie. Publikácie v tejto oblasti zanikli, keď boli známe škodlivé účinky röntgenového žiarenia. Tieto skoré pozorovania boli kontroverzné, pretože nebolo jasné, či röntgenové lúče excitujú sietnicu priamo alebo prostredníctvom excitácie fluorescencie v sklovci. Niektoré neskoršie a presnejšie experimenty naznačujú, že dochádza k priamej excitácii sietnice; o tom svedčí najmä vnímanie ostrých tieňov z nepriehľadných predmetov.

Možnosť vizuálneho pozorovania kozmického žiarenia teraz potvrdili príbehy astronautov, že videli pruhy a záblesky svetla, keď bola kabína kozmickej lode v tme. Stále však nie je jasné, či to priamo súvisí s excitáciou sietnice alebo s tvorbou röntgenových lúčov v sklovci. Kozmické žiarenie vytvára hustú stopu po excitácii v akomkoľvek pevnom tele, takže by bolo zvláštne, keby nemohlo spôsobiť priame budenie sietnice.

Vízia a evolúcia

Schopnosť živých buniek počítať fotóny alebo aspoň reagovať na každý fotón sa objavila na začiatku vývoja rastlinného života. Kvantová účinnosť fotosyntézy sa pre červené svetlo odhaduje na približne 30 %. V procese fotosyntézy sa energia fotónov využíva priamo pri určitých chemických reakciách. Nezosilňuje sa. Rastlina využíva svetlo na výživu, ale nie na informácie, okrem heliotropných účinkov a synchronizácie biologických hodín.

Využitie svetla na príjem informácií znamená, že priamo na receptore musí vzniknúť vysoko komplexný zosilňovač, vďaka ktorému sa zanedbateľná energia fotónu premení na oveľa väčšiu energiu nervových impulzov. LEN tak je oko schopné prenášať informácie do svalov alebo mozgu. Zdá sa, že takýto zosilňovač sa objavil v počiatočných štádiách vývoja života zvierat, pretože mnohé z najjednoduchších zvierat žijú v tme. V dôsledku toho bolo umenie počítania fotónov zvládnuté dávno pred príchodom človeka.

Počítanie fotónov bolo, samozrejme, významným úspechom evolučného procesu. Ukázalo sa tiež, že je to najťažší krok vo vývoji vizuálneho systému. Prežitie potrebovalo záruku, že všetky dostupné informácie môžu byť zaregistrované. S takouto zárukou sa zdá byť prispôsobenie zrakového systému špecifickým potrebám konkrétneho zvieraťa ľahším a sekundárnym úspechom.

Táto adaptácia nadobudla širokú škálu podôb. Zdá sa, že väčšina z nich má zjavné dôvody. Uvedieme tu len niekoľko príkladov, aby sme potvrdili úzky vzťah medzi optickými parametrami a životnými podmienkami zvieraťa.

Štruktúra sietnice denných vtákov, ako je jastrab, je niekoľkonásobne tenšia ako u nočných zvierat, ako je lemur. Je zrejmé, že vysoko lietajúci jastrab má vyššie rozlíšenie zrakového systému a zodpovedajúco tenšiu štruktúru sietnice, čo je odôvodnené vysokým jasom osvetlenia uprostred dňa. Okrem toho, pri hľadaní poľnej myši, jastrab určite potrebuje viac detailov vo vizuálnom obraze. Na druhej strane, lemur so svojím nočným životným štýlom sa s takým musí vysporiadať nízke úrovne osvetlenie, že jeho vizuálne obrazy, ktoré sú obmedzené fotónovým šumom, sú hrubozrnné a nevyžadujú viac ako hrubozrnná štruktúra sietnice. Pri tak nízkej intenzite svetla je totiž výhodné mať šošovky s veľkou clonou (f/D) = 1,0, hoci tieto šošovky musia nevyhnutne poskytovať zlá kvalita optický obraz (obr. 16).

Krivka spektrálnej citlivosti ľudského oka dobre zodpovedá maximálnemu rozloženiu denného slnečného svetla (5500A). Za súmraku sa maximálna citlivosť oka posúva na 5100 A, čo zodpovedá modrastému odtieňu svetla rozptýleného oblohou po západe slnka. Dalo by sa očakávať, že citlivosť oka by sa mala rozšíriť do červenej oblasti, aspoň po vlnovú dĺžku, kde tepelná excitácia sietnice začína konkurovať fotónom vstupujúcim zvonku. Napríklad pri absolútnom vizuálnom prahu 10-9 jahniat by sa spektrálna citlivosť oka mohla rozšíriť na približne 1,4 um, kde sa takáto konkurencia už stáva významnou. Zostáva nejasné, prečo je hranica citlivosti oka skutočne na 0, 7 μm, pokiaľ toto obmedzenie nie je spôsobené nedostatkom vhodného biologického materiálu.

Čas akumulácie informácií okom (0,2 s) je v dobrej zhode s časom nervovej a svalovej reakcie ľudský systém všeobecne. Prítomnosť takejto konzistencie je potvrdená skutočnosťou, že špeciálne navrhnuté televízne kamery s relaxačným časom 0,5 s alebo viac sú zjavne nepohodlné a nepríjemné na používanie. Je možné, že u vtákov je čas akumulácie vizuálnych informácií kratší kvôli ich väčšej pohyblivosti. Nepriamym potvrdením je skutočnosť, že niektoré trilky alebo série vtáčích nôt „spievajú“ tak rýchlo, že ich ľudské ucho vníma ako refrén.

Existuje prísny súlad medzi priemerom tyčiniek a kužeľov ľudského oka a priemerom difrakčného disku v okamihu, keď je otvor zrenice blízko jeho minimálna hodnota(približne 2 mm), ktorý je nastavený na vysokú intenzitu svetla. U mnohých zvierat nie sú zreničky okrúhle, ale majú štrbinový tvar a sú orientované vo vertikálnom (napríklad hady, aligátory) alebo horizontálnom smere (napríklad kozy, kone). Vertikálna štrbina poskytuje vysokú ostrosť obrazu, obmedzenú pre vertikálne čiary aberáciami šošovky a pre horizontálne čiary difrakčnými efektmi.

Pokusy presvedčivo vysvetliť prispôsobivosť týchto optických parametrov spôsobu života určitých zvierat sú plne opodstatnené. .
Zrakový systém žaby je nápadným príkladom prispôsobenia sa jej životnému štýlu. Jeho nervové spojenia sú usporiadané tak, aby zvýrazňovali pohyby múch atraktívnych pre žaby a ignorovali vonkajšie vizuálne informácie. Aj v ľudskom zrakovom systéme zaznamenávame mierne zvýšenú citlivosť periférneho videnia na blikajúce svetlo, čo sa samozrejme dá interpretovať ako bezpečnostný systém varujúci pred blížiacim sa nebezpečenstvom.

Našu úvahu zakončíme tak trochu „domácou“ poznámkou. Na jednej strane sme zdôraznili, že ľudské oko sa kvôli kvantovej povahe svetla priblížilo k limitu. Na druhej strane existuje napríklad výraz „vidí ako mačka“, čo znamená, že vizuálna citlivosť mačky domácej pri jej nočných dobrodružstvách je oveľa väčšia ako tá naša. Zdá sa, že tieto dve tvrdenia by sa mali zosúladiť s poznámkou, že ak by sme sa rozhodli chodiť v noci po štyroch, nadobudli by sme rovnakú schopnosť navigácie v tme, akú má mačka.

Takže kvantová účinnosť ľudského oka sa pohybuje od približne 10% pri nízkom osvetlení do niekoľkých percent pri vysokom osvetlení. Celkový rozsah osvetlenia, v ktorom náš vizuálny systém funguje, siaha od 10 -10 jahniat na absolútnom prahu do 10 jahniat na jasnom slnečnom svetle.

Priamo na sietnici je biochemický zosilňovač s amplifikačným faktorom pravdepodobne viac 10 6 , ktorý premieňa malú energiu dopadajúcich fotónov na oveľa väčšiu energiu vizuálnych nervových impulzov. Zisk tohto zosilňovača sa mení so svetlom a znižuje sa pri vysokej úrovni osvetlenia. Tieto zmeny vysvetľujú fenomén adaptácie na tmu a množstvo efektov spojených so vznikom paobrazov. Zrakový systém ľudí a zvierat slúži ako dôkaz ich vývoja a prispôsobenia sa vonkajším podmienkam.

Článok z knihy: .

Ak na minútu zavriete oči a pokúsite sa žiť v úplnej tme, začnete chápať, aké dôležité je pre človeka videnie. Ako sa ľudia stanú bezmocnými, keď stratia schopnosť vidieť. A ak sú oči zrkadlom duše, potom je zrenička naším oknom do sveta.

Štruktúra oka

Ľudské oko je zložitý optický systém. Jeho hlavným účelom je preniesť obraz cez zrakový nerv do mozgu.

Očná guľa, ktorá má tvar gule, sa nachádza na očnici a má tri cievne a sietnicu. Vnútri je komorová voda, šošovka a sklovec.

Biely segment očnej gule je pokrytý sliznicou (sklérou). Predná priehľadná časť, nazývaná rohovka, je optická šošovka s veľkou refrakčnou silou. Pod ňou sa nachádza dúhovka, ktorá funguje ako bránica.

Prúd svetla odrazený od povrchov predmetov najskôr dopadá na rohovku a lomený vstupuje cez zrenicu do šošovky, ktorá je tiež bikonvexnou šošovkou a vstupuje do optického systému oka.

Ďalším bodom na ceste človeka viditeľného obrazu je sietnica. Je to obal buniek, ktoré sú citlivé na svetlo: čapíky a tyčinky. Sietnica pokrýva vnútorný povrch oka a prenáša informácie do mozgu nervovými vláknami cez zrakový nerv. Práve v nej dochádza ku konečnému vnímaniu a uvedomovaniu si videného.

funkcia žiaka

Medzi ľuďmi je populárna frazeologická jednotka: „milovať ako jablko“, ale len málo ľudí dnes vie, že to bol žiak, ktorý sa za starých čias nazýval jablkom. Tento výraz sa používa už dlho a je to najlepší spôsob, ako ukázať, ako by sme sa mali správať k svojim očiam – ako k tým najcennejším a najdrahším.

Ľudskú zrenicu regulujú dva svaly: zvierač a dilatátor. Sú riadené rôznymi sympatickými a parasympatickými systémami.

Zrenica je v skutočnosti otvor, cez ktorý vstupuje svetlo. Pôsobí ako regulátor, pri jasnom svetle sa zmenšuje a pri slabom svetle rozširuje. Chráni tak sietnicu pred popálením a zvyšuje ostrosť zraku.

midriaz

Je normálne, že má človek rozšírené zreničky? Závisí to od množstva faktorov. V lekárskej komunite sa tento jav nazýva mydriáza.

Ukazuje sa, že žiaci reagujú nielen na svetlo. Ich expanziu môže spustiť vzrušený emocionálny stav: silný záujem (vrátane sexuálneho), násilná radosť, neznesiteľná bolesť alebo strach.

Vyššie uvedené faktory spôsobujú prirodzenú mydriázu, ktorá neovplyvňuje zrakovú ostrosť a zdravie očí. Spravidla takýto stav žiaka rýchlo prechádza, ak emocionálne pozadie sa vráti do normálu.

Fenomén mydriázy je charakteristický pre človeka, ktorý je v alkoholickej resp drogová intoxikácia. Okrem toho rozšírené zreničky často poukazujú na vážnu otravu, ako je botulizmus.

U pacientov s traumatickým poranením mozgu možno často pozorovať patologickú mydriázu. Neustále hovoria o prítomnosti mnohých možných chorôb u človeka:

• glaukóm;
• migréna;
• paralýza;
• encefalopatia;
• dysfunkcia štítnej žľazy;
• Eddyho syndróm.

Mnohí z filmov vedia, že pri mdlobách lekári záchranky najskôr vyšetrujú oči. Reakcia zreničiek na svetlo, ale aj ich veľkosť môžu lekárom veľa povedať. Mierne zvýšenie naznačuje plytkú stratu vedomia, zatiaľ čo "sklenené", takmer čierne oči signalizujú veľmi vážny stav.

mióza

Neúmerne zúžená zrenica je opakom mydriázy. Oftalmológovia to nazývajú mióza. Takáto odchýlka má tiež množstvo dôvodov, môže ísť o neškodnú zrakovú vadu, ale často je to dôvod na okamžitú konzultáciu s lekárom.

Špecialisti rozlišujú niekoľko odrôd miózy:

1. Funkčné, pri ktorých dochádza k zúženiu z prirodzených príčin, ako je zlé osvetlenie, spánok, dojčenský alebo vysoký vek, ďalekozrakosť, prepracovanosť.
2. Drogová mióza je výsledkom užívania liekov, ktoré okrem hlavnej funkcie majú vplyv na prácu očných svalov.
3. Paralytický – charakterizovaný úplným resp čiastočná absencia motorická schopnosť dilatátora.
4. Mióza podráždenia - pozorovaná pri spazme zvierača. Často sa vyskytuje s nádormi v mozgu, meningitídou, encefalitídou a tiež u ľudí trpiacich roztrúsená skleróza a epilepsie.
5. Syfilitická mióza - môže sa prejaviť v ktoromkoľvek štádiu ochorenia, hoci pri včasnej terapii sa zriedkavo rozvíja.

Anizokória

Podľa štatistík má každý piaty človek na Zemi zreničky rôznej veľkosti. Táto asymetria sa nazýva anizokória. Vo väčšine prípadov sú rozdiely zanedbateľné a viditeľné len pre oftalmológa, no v niektorých je tento rozdiel viditeľný aj voľným okom. Regulácia priemeru zreníc s touto vlastnosťou prebieha asynchrónne av niektorých prípadoch sa veľkosť mení iba v jednom oku, zatiaľ čo druhé zostáva nehybné.

Anizokória môže byť dedičná alebo získaná. V prvom prípade je táto štruktúra oka spôsobená genetikou, v druhej - traumou alebo nejakým druhom choroby.

Zrenice rôznych priemerov sa nachádzajú u ľudí trpiacich takýmito ochoreniami:

• poškodenie zrakového nervu;
• aneuryzma;
• zranenie mozgu;
• nádory;
• neurologické ochorenia.

Polycoria

Dvojitá zrenica je najvzácnejší typ anomálie oka. Tento vrodený efekt, nazývaný polykoria, je charakterizovaný prítomnosťou dvoch alebo viacerých zreníc v tej istej dúhovke.

Existujú dva typy tejto patológie: falošné a pravdivé. Falošná možnosť znamená, že žiak je nerovnomerne uzavretý membránou a zdá sa, že existuje niekoľko otvorov. V tomto prípade je reakcia na svetlo prítomná iba v jednom.

Pravá polykoria je spojená s patologickým vývojom očnice. Zároveň tvar žiakov nie je vždy okrúhly, sú tu otvory vo forme oválu, kvapiek.Reakcia na svetlo, aj keď nie výrazná, je v každom z nich.

Ľudia s touto patológiou cítia výrazné nepohodlie, chybné oko vidí oveľa horšie ako normálne. Ak je počet žiakov viac ako 3 a sú dostatočne veľké (2 mm alebo viac), dieťa mladšie ako jeden rok má pravdepodobne chirurgická operácia. Dospelí majú predpísané nosiť korekčné kontaktné šošovky.

Vekové vlastnosti

Mnoho mladých matiek si často všimne, že dieťa má rozšírené zreničky. Oplatí sa kvôli tomu vyvolať paniku? ojedinelé prípady- nie sú nebezpečné, môžu byť spôsobené slabým osvetlením v miestnosti a vlastnosťami excitabilného nervového systému. Vidieť krásnu hračku alebo byť vystrašený strašným Barmaleym, dieťa reflexne rozšíri zreničky, ktoré sa čoskoro vrátia do normálu.

Ak sa táto podmienka neustále pozoruje - je to dôvod na zaznenie poplachu a urýchlenú konzultáciu s lekárom. Môže to naznačovať ochorenia neurologického charakteru a konzultácia s odborníkom navyše určite nezaškodí.

Reakcia zreníc na svetlo sa mení s vekom. U adolescentov sa pozoruje maximálne možné rozšírenie, na rozdiel od starších ľudí, pre ktorých sú variantom normy neustále stiahnuté zreničky.

Ľudské oko je veľmi zložitý optický systém pozostávajúci z rôznych prvkov, z ktorých každý je zodpovedný za svoje vlastné úlohy. Vo všeobecnosti očný aparát pomáha vnímať vonkajší obrázok, spracovať ich a odovzdať informácie v už pripravenej forme do mozgu. Bez jeho funkcií by orgány ľudského tela nemohli tak plne interagovať. Hoci je orgán zraku zložitý, aspoň v základnej forme stojí za to, aby každý človek pochopil popis princípu jeho fungovania.

Všeobecný princíp činnosti

Po pochopení toho, čo je oko, po pochopení jeho popisu, zvážime princíp jeho fungovania. Oko funguje tak, že vníma svetlo odrazené od okolitých predmetov. Toto svetlo dopadá na rohovku, špeciálnu šošovku, ktorá umožňuje zaostrenie prichádzajúcich lúčov. Po rohovke lúče prechádzajú očnou komorou (ktorá je naplnená bezfarebnou kvapalinou) a potom dopadajú na dúhovku, ktorá má v strede zrenicu. Zrenica má otvor (palpebrálnu trhlinu), cez ktorý prechádzajú iba centrálne lúče, to znamená, že časť lúčov umiestnených na okrajoch svetelného toku je eliminovaná.

Zrenica pomáha prispôsobiť sa rôznym úrovniam osvetlenia. Ten (presnejšie jeho palpebrálna štrbina) odfiltruje len tie lúče, ktoré neovplyvňujú kvalitu obrazu, ale regulujú ich tok. Výsledkom je, že to, čo zostane, ide do šošovky, ktorá je rovnako ako rohovka šošovkou, ale určená len na niečo iné – na presnejšie, „čistejšie“ zaostrenie svetla. Šošovka a rohovka sú optickým médiom oka.

Ďalej svetlo prechádza špeciálnym sklovcom, ktorý sa dostáva do optického aparátu oka na sietnicu, kde sa premieta obraz ako na filmové plátno, ale len obrátene. V strede sietnice je makula, oblasť, ktorá reaguje na objekt, na ktorý sa priamo pozeráme.

V záverečných fázach získavania obrazu bunky sietnice spracovávajú to, čo je na nich, prekladajú všetko na elektromagnetické impulzy, ktoré sa potom posielajú do mozgu. Digitálny fotoaparát funguje podobným spôsobom.

Zo všetkých prvkov oka sa na spracovaní signálu nezúčastňuje iba skléra, špeciálna nepriehľadná škrupina, ktorá pokrýva vonkajšok. Obklopuje ju takmer celú, približne z 80 %, ale v prednej časti plynule prechádza do rohovky. U ľudí sa jeho vonkajšia časť zvyčajne nazýva proteín, aj keď to nie je úplne správne.

Počet rozlíšených farieb

Ľudský orgán zraku vníma obraz vo farbe a počet odtieňov farieb, ktoré dokáže rozlíšiť, je veľmi veľký. Koľko rôznych farieb sa rozlišuje podľa oka (presnejšie, koľko odtieňov) sa môže líšiť od individuálnych charakteristík človeka, ako aj od úrovne jeho vzdelania a typu jeho profesionálnej činnosti. Oko „pracuje“ s takzvaným viditeľným žiarením, čo sú elektromagnetické vlny s vlnovou dĺžkou 380 až 740 nm, teda so svetlom.

Ak vezmeme priemerné ukazovatele, potom človek celkom dokáže rozlíšiť asi 150 tisíc farebných tónov a odtieňov.

Je tu však nejednoznačnosť, ktorá spočíva v relatívnej subjektivite vnímania farieb. Niektorí vedci sa preto zhodujú na inom údaji, koľko odtieňov farieb človek zvyčajne vidí/rozlišuje – od siedmich do desiatich miliónov. V každom prípade je to číslo pôsobivé. Všetky tieto odtiene sa získajú obmenou siedmich základných farieb, ktoré sú in rôzne časti dúhové spektrum. Verí sa, že profesionálni umelci a dizajnéri majú vyšší počet vnímaných odtieňov a niekedy sa človek narodí s mutáciou, ktorá mu umožňuje vidieť mnohonásobne viac farieb a odtieňov. Koľko rôznych farieb takí ľudia vidia, je otvorenou otázkou.

očné choroby

Ako každý iný systém ľudského tela, orgán zraku podlieha rôzne choroby a patológie. Bežne ich možno rozdeliť na infekčné a neinfekčné.Častými typmi ochorení, ktoré sú spôsobené baktériami, vírusmi alebo mikroorganizmami, sú konjunktivitída, jačmeň a blefaritída.

Ak je choroba neinfekčná, potom sa zvyčajne vyskytuje v dôsledku vážneho prepracovania očí, v dôsledku dedičnej predispozície alebo jednoducho v dôsledku zmien, ktoré sa vyskytujú v ľudskom tele s vekom. Menej často môže byť problém v tom, že existuje všeobecná patológia organizmu, napríklad vyvinul hypertenziu alebo diabetes mellitus. V dôsledku toho môže vzniknúť zelený zákal, šedý zákal alebo syndróm suchého oka, v dôsledku čoho človek horšie vidí alebo rozlišuje predmety.

IN lekárska prax Všetky choroby sú rozdelené do nasledujúcich kategórií:

• choroby jednotlivých prvkov oka, napríklad šošovky, spojovky atď.
• patológia optických nervov / ciest;
• svalové patológie, kvôli ktorým je narušený priateľský pohyb jabĺk;
• choroby spojené so slepotou a rôznymi poruchami zraku, poruchami zraku;
• glaukóm.

Aby sa predišlo problémom a patológiám, oči musia byť chránené, nie dlho nasmerované na jeden bod a pri čítaní alebo práci by sa malo udržiavať optimálne osvetlenie. Potom sila videnia neklesne.

Vonkajšia štruktúra oka

Ľudské oko má nielen vnútornú štruktúru, ale aj vonkajšiu, ktorá je reprezentovaná storočiami. Ide o špeciálne priečky, ktoré chránia oči pred zraneniami a negatívnymi faktormi prostredia. Pozostávajú najmä zo svalového tkaniva, ktoré je na vonkajšej strane pokryté tenkou a jemnou pokožkou. V oftalmológii sa všeobecne uznáva, že očné viečka sú jedným z najdôležitejších prvkov, v prípade problémov, s ktorými môžu vzniknúť problémy.

Hoci je očné viečko mäkké, chrupavka, ktorá je v podstate kolagénovým útvarom, poskytuje jeho pevnosť a stálosť tvaru. Pohyb očných viečok sa uskutočňuje vďaka svalovej vrstve. Keď sa viečka zatvoria, má to funkčnú úlohu - očná guľa sa zvlhčí a odstránia sa malé cudzie častice, bez ohľadu na to, koľko ich je na povrchu oka. Navyše v dôsledku zvlhčenia očnej gule môže očné viečko voľne kĺzať vzhľadom na jej povrch.

Dôležitou súčasťou očných viečok je tiež rozsiahly systém krvného zásobovania a mnohé nervové zakončenia, ktoré pomáhajú očným viečkam vykonávať ich funkcie.

pohyb očí

Ľudské oči sa pohybujú pomocou špeciálnych svalov, ktoré zabezpečujú normálne nepretržité fungovanie očí. Zrakový aparát sa pohybuje pomocou koordinovanej práce desiatok svalov, z ktorých hlavné sú štyri priame a dva šikmé svalové procesy. obklopiť sa rôzne strany a pomáhajú otáčať očnú buľvu okolo rôznych osí. Každá skupina vám umožňuje otočiť ľudské oko vlastným smerom.

Svaly tiež pomáhajú zdvihnúť a spustiť očné viečka. Keď všetky svaly pracujú v harmónii, umožňuje vám to nielen ovládať oči oddelene, ale aj vykonávať ich koordinovanú prácu a koordináciu ich smerovania.

Strana 1

Plocha zrenice sa nepretržite meria pomocou infračerveného svetla odrazeného od očnej dúhovky a vnímaného fotobunkou. Keďže zrenička absorbuje väčšinu svetla, ktoré na ňu dopadá, odraz pochádza hlavne z dúhovky.

Náhodné fluktuácie v oblasti ľudskej zrenice sú zaujímavým príkladom náhodného procesu v biologickom systéme.

Predpovede pre dynamiku šumu a oblasť zreníc pod prechodnými vstupmi obstoja pomerne dobre, ale je možné vidieť, že model výstrelu predpokladá rýchlejší čas nárastu odozvy na hluk. Amplitúda predpokladaných odpovedí sa niekedy líši o faktor 2 alebo 3 od experimentálnych výsledkov.

Ak je plocha okuláru ďalekohľadu menšia ako plocha zrenice oka (7x7sp), potom bude plocha qap pokrytá svetelným tokom, ktorý sa k nej približuje len čiastočne, a uvedený pomer bude menej ako jednota. Ak je 7ok7sp, potom sa navzájom rovnajú (docd3p), pretože svetelný tok, ktorý nedosahuje zrenicu oka, sa nezúčastňuje vizuálneho procesu a môže len zhoršiť podmienky pozorovania pomocou ďalekohľadu.

Proces prispôsobovania oka zvýšenému jasu spočíva v zmene oblasti zrenice (reflex zrenice, ktorý je obzvlášť viditeľný u mačiek), potlačení tyčiniek a znížení množstva látky citlivej na svetlo v čapiciach a pri vysokých jas, čiastočný skríning nervových zakončení bunkami pigmentového epitelu umiestnenými hlboko v sietnici. Keď sa oko prispôsobí nízkym jasom, dochádza k opačnému javu.

Táto zmena lineárneho koeficientu As spôsobuje zmenu vlnových aberácií v oblasti zrenice, ktorá je identická s translačným pohybom samotnej diery v smere osi us, pri zachovaní nezmenených vlnových aberácií.

Vydelením vzorca (240) číslom (239) dostaneme pomer plochy zrenice pre šikmý nosník k ploche zrenice pre axiálny nosník. Tento pomer bol definovaný skôr ako funkcia vyjadrujúca vinetáciu; preto je vhodné brať tento pomer ako funkciu vyjadrujúcu aberačnú vinetáciu.

Model je systém, ktorého vstupom je úroveň osvetlenia a výstupom je oblasť zrenice.

Na posúdenie vplyvu defektov je dôležité mať na pamäti, že každý bod obrazu je nakreslený celou plochou zrenice šošovky, a preto malé defekty v zrenici môžu ovplyvniť obraz len do tej miery, do akej tieto defekty zaberajú časť oblasti zrenice za predpokladu, že sú osvetlené iba svetlom, ktoré pochádza od fotografovaného objektu. Vplyv jednotlivých aj veľkých škrabancov na prvý povrch šošovky možno znížiť vyplnením škrabanca čiernou farbou. Elimináciou rozptylu svetla má takéto sčernenie za následok iba stratu svetla úmernú sčernenej ploche škrabanca.

Na posúdenie vplyvu defektov je dôležité mať na pamäti, že každý bod obrazu je nakreslený celou plochou zrenice šošovky, a preto malé defekty v zrenici môžu ovplyvniť obraz len do tej miery, do akej tieto defekty zaberajú časť oblasti zrenice za predpokladu, že sú osvetlené iba svetlom, ktoré pochádza od fotografovaného objektu. Preto sa v šošovke stávajú obzvlášť nebezpečné veľké plochy - zachytené škrabancami: Efekt jednotlivých, aj veľkých škrabancov na prvom povrchu šošovky možno znížiť vyplnením škrabanca čiernou farbou. Elimináciou rozptylu svetla má takéto sčernenie za následok iba stratu svetla úmernú sčernenej ploche škrabanca.

Pri určovaní osvetlenia v bode určenom touto vzdialenosťou boli sčítané poruchy z prvkov oblasti zrenice, ktoré by sa dali znázorniť ako obdĺžniky, kolmice. Vo všetkých týchto elementárnych obdĺžnikoch je zachovaná rovnaká fáza kmitania.

Podobá sa výrazu (3a), ale namiesto prednej plochy S je plocha jej priemetu (plocha zrenice) R2, kde R je polomer zrenice.

Počas tmavej adaptácie oka svaly radiálne vo vzťahu k stredu zrenice naťahujú dúhovku, čím zväčšujú plochu zrenice. Zrenica oka adaptovaného na tmu môže mať priemer až 8 mm. Ak je jedno z dvoch očí náhle vystavené jasnejšiemu svetlu, zreničky oboch očí sa automaticky zúžia. Je to spôsobené kontrakciou kruhových svalov umiestnených pozdĺž vnútorného okraja otvoru v dúhovke. Výsledkom je, že pri jasnom svetle sa používa iba najlepšia centrálna časť optického systému oka.