Глаз человека: внутреннее строение глазного яблока и работа зрительной системы

Больше 80% всей информации, которую мы получаем от окружающей действительности, приходит по каналам зрительного восприятия: проще говоря, мы этот мир в основном видим. Остальные чувства вносят гораздо меньший вклад в дело познания, и, лишь лишившись зрения, человек может с удивлением обнаружить, какой богатый потенциал у него есть.

Мы настолько привыкли смотреть и видеть, что даже не задумываемся, как это происходит. Давайте полюбопытствуем и обнаружим, что механизмы зрения очень похожи на технику фотографии, а строение и функции глаза — один в один обыкновенная фотокамера.

Устройство глаза человека

Человеческий орган зрения имеет форму маленького шарика. Начнем изучать его анатомию снаружи и будем продвигаться к центру:

Сверху расположен плотный слой белой соединительной ткани — склера. Он защищает глаз со всех сторон, кроме внешней, непосредственно обращенной в мир. Здесь склера переходит в роговицу, а место их соединения называется лимб. Если вы ткнете себя пальцем в открытый глаз, то попадете именно в роговицу.
Следующий слой — густая сеть тонких сосудов. Клетки органа должны обильно снабжаться питательными веществами и кислородом, чтобы работать в полную силу, поэтому капилляры неустанно приносят сюда кровь. В передней части сосудистая оболочка отделена от роговицы полостью, заполненной жидкостью. Это передняя камера глаза. Есть еще и задняя, но об этом позже. Водянистую жидкость продуцируют цилиарные (ресничные) тела, расположенные на границе сосудистой оболочки и радужки.
На передней части глаза сосудистая оболочка сменяется радужной. Это очень тонкий и практически непроницаемый для света слой. Пигментные клетки окрашивают его, определяя цвет глаз человека. В самом центре радужки есть отверстие — зрачок. Он способен увеличиваться и уменьшаться в зависимости от степени освещенности. Управляют этими изменениями круговые и радиальные мышцы.
Сразу за радужной оболочкой находится небольшая задняя камера глаза, также заполненная жидкостью цилиарного тела.
После нее располагается хрусталик, подвешенный на связках. Это двояковыпуклая прозрачная линза, способная с помощью мышц изменять свою кривизну.
Третья оболочка глаза, расположенная под сосудистой, — нервная, называемая сетчаткой. Она покрывает глазное яблоко со всех сторон, кроме передней, оканчиваясь около радужки. Сзади из сетчатки выходит толстое сплетение нервных волокон — зрительный нерв. Место его непосредственного выхода называется слепым пятном.
Всю центральную часть заполняет прозрачное желеобразное вещество, названное стекловидным телом.

Схема строения глаза человека в разрезе приведена на рисунке. Здесь можно увидеть обозначения основных структур глаза:

Инфраструктура

Глаз — орган крайне хрупкий и ужасно важный, поэтому его нужно обильно питать и надежно защищать. Питание обеспечивает широкая капиллярная сеть, защиту — все окружающие структуры:

кости. Глаза располагаются в углублениях черепа — глазницах, снаружи остается лишь крохотная часть органа;
веки. Тонкие складки кожи защищают от физических воздействий, пыли и яркого света. Их внутренняя поверхность покрыта тонкой слизистой оболочкой — конъюнктивой, которая обеспечивает легкое скольжение век по поверхности глазного яблока;
волоски. Брови и ресницы препятствуют попаданию пота, пыли и мелких частиц;
секреты желез. Вокруг глаза располагается большое количество слизистых, а также слезные железы. Вещества, входящие в состав их секретов, защищают орган от физических, химических и биологических факторов.

Глаза — необычайно деловые органы. Они все время двигаются, поворачиваются, сжимаются. Чтобы все это делать, требуется мощный мышечный аппарат, представленный шестью наружными глазодвигательными мышцами:

медиальная двигает глаз к центру;
латеральная — разворачивает вбок;
верхняя прямая и нижняя косая — поднимают;
нижняя прямая и верхняя косая — опускают;
слаженная работа верхней и нижней косых мышц управляет движениями по кругу.

Оптическая система

Внутреннее строение человека — результат работы самого искусного мастера на свете — природы. Некоторые механизмы и системы организма поражают воображение своей сложностью и филигранной точностью. А вот глаз работает достаточно просто, люди с давних времен умеют делать нечто похожее:

Падающий свет отражается от предмета и попадает на роговицу. Это первый рубеж преломления.
Сквозь жидкость передней камеры поток фотонов достигает радужки. Дальше он пройдет не весь. Какой процент света попадет внутрь и будет обработан сетчаткой, определяет зрачок. Он сужается и расширяется в зависимости от внешних условий. В целом радужка работает как диафрагма фотоаппарата.
Преодолев еще одно препятствие — заднюю глазную камеру, свет попадает на линзу хрусталика, которая собирает его в один тонкий пучок и фокусирует на сетчатой оболочке. С помощью мышц хрусталик может изменять свою кривизну — этот процесс называется аккомодацией и обеспечивает формирование четкой картинки на разных расстояниях. С возрастом хрусталик уплотняется и уже не может работать в полную силу. Развивается старческая дальнозоркость — глаз не может сфокусироваться на близких предметах, и они кажутся расплывчатыми.
На пути к сетчатке сфокусированный световой луч проходит сквозь стекловидное тело. В норме оно прозрачное и не мешает работе оптической системы, но в старости структура начинает изменяться. Крупные молекулы белков, из которых она состоит, собираются в конгломераты, а окружающее их вещество разжижается. Это проявляется как ощущение мух или пятен в глазах.
Наконец, свет достигает своей финальной точки — сетчатки. Здесь формируется сильно уменьшенное и перевернутое изображение предмета. Да, именно перевернутое. Если бы на этом этапе обработка картинки прекратилась, мы бы видели все вверх ногами, но умный мозг, конечно, все исправит. На сетчатке выделяют область желтого пятна, ответственную за острое центральное зрение. Главные рабочие клетки нервной оболочки — всем известные палочки и колбочки. Они отвечают за светочувствительность и различение цветов. Если колбочки трудятся плохо, человек страдает дальтонизмом.
Нервные клетки сетчатки преобразуют свет в электрические импульсы, а зрительный нерв переправляет их в мозг. Там происходит анализ и обработка изображения, и мы видим то, что видим.

Схематичное описание зрительного процесса представлено на картинке:

Нарушения фокусировки изображения

Сквозь зрачок в глаз попадают параллельные лучи света, которые собирает линза хрусталика. В норме они фокусируются прямо на поверхности сетчатки. В этом случае изображение получается четким, и можно говорить о хорошем зрении. Но так происходит только в том случае, если расстояние от хрусталика до сетчатки точно равно фокусному расстоянию линзы.

Но не все глаза одинаково круглые. Бывает, что тело органа вытянуто в длину и похоже на огурчик. При этом собранные хрусталиком лучи не доходят до сетчатки и фокусируются где-то в стекловидном теле. Из-за этого человек плохо видит отдаленные предметы, они кажутся размытыми. Называют такое состояние близорукостью, или, по-научному, миопией.

Бывает и наоборот. Если глаз немного сплющен спереди назад, то фокус хрусталика оказывается за сетчаткой. Это мешает четко различать близкие предметы и называется дальнозоркостью (гиперметропией).

При различных патологиях хрусталика, роговицы и других структур глаза может происходить изменение их формы, которое влечет за собой ошибки в работе оптической системы. Из-за неправильного построения светового пути лучи фокусируются не там и не так, как необходимо. Компенсировать и лечить подобные дефекты очень трудно. В медицине они объединяются под общим термином астигматизм.

Нарушения зрительной функции — проблема довольно распространенная. Она может быть диагностирована как у взрослого человека, так и у ребенка. Чем раньше патология обнаружена, тем больше шансов на успех в борьбе с ней.

Профилактика болезней

Чтобы органы зрения были в порядке и работали как хорошая фотокамера, важно обеспечить им комфортные условия существования: обильное питание в виде богатой полезными веществами крови и качественную связь в виде широкой сети нейронов. Очень важно:

не перенапрягать глаза, регулярно давать им отдыхать, расслабляться;
обеспечивать хорошую освещенность рабочего места;
полноценно питаться, получая с продуктами все необходимые витамины;
соблюдать гигиену органов зрения, не допускать воспалений и травм.

Человеческие глаза — мощная и необычайно точно устроенная система. Ее хорошая работа имеет большое значение для полноценной жизни, полной впечатлений и удовольствий.