Особенности глаза человека

На тему особенности глаз человека написана уже не одна статья. И это не удивительно.

Зрение заслужено считают великим чудом восприятия внешнего мира нашим телом. С помощью мозга две заполненные жидкостью сферы преобразуют пучки света в формы, цвета и трехмерные изображения.

Самые интересные особенности глаз человека

Глаза расположены в черепе, слегка прикрыты складками кожи, что является причиной их овальной формы. Если бы мы могли удалить глазные яблоки из их костлявых, жиром проложенных впадин, то обнаружили бы, что они почти в точности очень схожи по размеру и форме с мячиком для игры в настольный. На каждый глаз приходится по 6 прикрепленных к его поверхности мышц, которые тянут его почти в любом направлении (как кукловод управляет марионеткой при помощи специальных нитей). Хотя они не выглядят столь внушительно, но считаются одними из самых быстрых и устойчивых к утомлению мышц в нашем теле.

Движения глаз

Глазные яблоки часто сравнивают с видеокамерами, но эта аналогия не совсем точная. Глаза не снимают то, что находится перед вами, они создают картину при непосредственном участии мозга, склеивающего в единое целое большое количество изображений меньшего размера.

Как это работает? Мы думаем, что всегда смотрим прямо перед собой, но в реальности мозг заставляет глаза постоянно двигаться. Они совершают быстрые, строго согласованные, происходящие одновременно и в одном направлении подсознательные подергивания, которые называются саккадами. Благодаря этой особенности глаз человека поле зрения характеризуется многообразием деталей (даже при условии, что обзор по разным причинам резко ограничен). Глаза же собирают эти крошечные постоянно мелькающие фрагменты деталей, а мозг «сшивает» их в одну цельную картину.

Саккады особенно важны при чтении книги – они прыгают от слова к слову (иногда пропуская одно или несколько слов, если мы улавливаем смысл текста). Останавливаясь на тексте, глаза улавливают только короткую последовательность букв в каждом слове. Это редко вызывает проблемы, потому что мозг заполняет оставшиеся пробелы. Для отслеживания движения глаз во время чтения ученые использовали сложное оборудование. В результате проведенного эксперимента были получены примеры саккад.

Регулировка глаз

Чтобы увидеть хоть что-нибудь, нам нужен способ фокусировки лучей света, при котором они проникают через оптическую систему глаз к желтому пятну. Глаз выполняет этот трюк посредством пары линз: роговицы (куполообразной линзы, которая расположена на поверхности глаза) и хрусталика (регулируемой линзы, которая расположена внутри глаза). Хотя роговица глаза фокусирует большинство лучей света, попадающих в оптическую систему глаз, но хрусталик глаза, пожалуй, более важен, так как он с помощью мышц может менять свою кривизну. Это позволяет сфокусировать взгляд как на близлежащих, так и на дальних объектах.

Сфокусированные лучи света проникают к сетчатке, то есть к оболочке, содержащей светочувствительные клетки и покрывающей заднюю внутреннюю поверхность глаза. Когда свет попадает в данную область глаза, он возбуждает эти фоторецепторы, создавая тем самым импульсы, предназначенные для мозга. НС совершает колоссальную работу, преобразуя цвета, края и оттенки в формы и трехмерные объекты.

Хрусталик не является единственным регулируемым элементом нашей оптики. Радужная оболочка (окрашенная часть оболочки глаза) расширяется или сжимается для того, чтобы изменить размер зрачка, регулируя тем самым количество света, который попадает внутрь глаз. Говоря про особенности глаз человека, эту стоит отметить отдельно, пожалуй она одна из самых важных и значимых, ведь таким образом защищается сетчатка глаза. Кстати, радужная оболочка не может закрыться полностью, поэтому длительно смотреть на солнце – это плохо. Даже при полном сокращении через радужную оболочку может проникнуть достаточное количество света, чтобы повредить сетчатку.

Возможно, вы слышали, что глаз создает перевернутое изображение на сетчатке. Данный факт является абсолютной правдой. Вероятно, вы также слышали, что ваш мозг отвечает за подобные преобразования, в результате чего изображение становится правильной стороной вверх. Забудьте про это, так как сей момент является полной ерундой. Чтобы понять причину, представьте себе перевернутый видеомагнитофон. Будет ли он записывать вашу любимую телепрограмму вверх ногами? Что касается мозга, то для него не имеет никакого значения, повернуто ли изображение на правую сторону, задом наперед, вверх тормашками или наизнанку. Это может продолжаться, пока вы испытываете жгучее желание анализировать данный образ.

Нарушение фокусировки

Хотя глаза хвастаются впечатляющей системой фокусировки, она не всегда действует так, как потенциально способна работать. Глаза имеют своего рода оптические дефекты. Проблема, как правило, заключается в том, что форма роговицы искривляется, так что независимо от того, как линзы «настроены», четкое и ясное изображение не может проецироваться на сетчатку.

Ниже приведены самые распространенные оптические проблемы

Близорукость — глаз не может сфокусироваться на удаленных объектах. Роговица может быть чрезмерно искривлена.

Дальнозоркость — глаз не может сфокусироваться на близлежащих объектах. Роговица может быть слишком плоской.

Астигматизм — объекты, находящиеся и вблизи, и на отдалении, кажутся размытыми. Поверхность роговицы неравномерно искривлена.

Чтобы зрение было четким и ясным, глаза должны сфокусировать почти параллельные лучи света в один пучок, сходящийся на сетчатке в глубине глаз. Если лучи света не сходятся в нужном месте, мы получаем размытое изображение.

Таблица Снеллена – это простейший и наиболее распространенный способ проверки остроты зрения. Она содержит строки прописных букв, размеры которых уменьшаются сверху вниз.

Независимо от того, насколько хорошим зрением вы обладаете в настоящее время, со временем линзы ваших глаз мутнеют, а мышцы, отвечающие за процесс фокусировки, ослабевают. В результате развивается пресбиопия (старческая дальнозоркость). Такое устрашающее название указывает на то, что в скором времени вы будете иметь проблемы с фокусировкой взгляда на близко расположенных предметах.

На самом деле изменения, лежащие в основе пресбиопии, начинают происходить довольно рано. Маленькие дети фокусируют взгляд на объектах, которые находятся очень близко к глазам, а взрослым, чтобы хорошенько рассмотреть тот же предмет, необходимо отойти назад.

Совет: Существует одна вещь, которая не приведет к повреждению глаз. Речь идет о чтении любимой книги под приглушенным светом. Да, длительное чтение может вызвать излишнее напряжение глаз и головные боли, но подобные эффекты носят временный характер.

Чтобы действительно защитить глаза, вы должны перестать беспокоиться о плохой освещенности вашего рабочего письменного стола, а начать остерегаться света. Со временем безжалостные УФ-лучи небесного светила, особенно суровые жаркими летними днями, могут поспособствовать развитию серьезных заболеваний глаз: катаракта (связана с помутнением хрусталика) и макулодистрофия (нарушение функции сетчатки, вызывающее затуманивание зрения и слепоту). Лучшая защита от подобных проблем – носить солнцезащитные очки.

Способность видеть в цвете (и ночью)

Ранее мы отмечали, что сетчатка глаза «оснащена» светочувствительными клетками. Но вы, возможно, даже и не подозревали, что имеется несколько видов подобных фоторецепторов.

Палочки — самые многочисленные — светочувствительные клетки глаз. Они эффективны при сборе светла, продолжают работать даже в сумерках. По этой причине палочки можно назвать органами сумеречного зрения. Однако они не различают цвета.

Колбочки — менее чувствительны, чем палочки (то есть должны поглотить больше света, чтобы выполнить тот же объем работы), но в состоянии воспринимать мелкие детали и цвета. Глаза имеют три типа колбочек, которые дают возможность воспринимать красный, зеленый, а также синий цвет при условии достаточного уровня освещения.

Палочки разбросаны по всей поверхности сетчатки. Колбочки расположены в небольшой области в середине глаза.

Палочки лучше (чем колбочки) реагируют на движения. Вот почему мы с легкостью замечаем движение краем глаза.

Подобное сочетание палочек и колбочек делает нас «зрячим» в любое время суток. Высокочувствительное черно-белое зрение дает возможность незаметно передвигаться по ночам, а днем благодаря острому цветовому зрению вы способны уловить больше мелких деталей. Хотя мозг достаточно легко переключается между этими двумя режимами, ему требуется около получаса на развитие ночного зрения. Такая непродолжительная заминка происходит по причине того, что для ночного зрения необходимы дополнительные химические превращения в глазу, в результате которых палочки становятся более чувствительными.

Короткая вспышка обычного света, как правило, сбрасывает скорректированные к ночным условиям настройки зрения. Однако тусклый красный свет не вызывает таких изменений, потому что адаптированные к темноте палочки естественным образом настроены на синий конец спектра и с трудом улавливают красный цвет. Вот почему на подводных лодках для освещения циферблатов и переключателей используют красный свет, которого вполне достаточно для того, чтобы обслуживающий персонал мог увидеть приборы и документы в затемненном закрытом пространстве, но в то же время красный свет не нарушает ночного зрения.

Кстати, большинство людей, страдающих дальтонизмом, «оснащены» теми же тремя типами колбочек, которые имеют и все остальные, но их колбочки не функционируют должным образом. У этих людей может возникнуть проблема различия определенных оттенков цвета, но данный эффект, как правило, незначительный. Часто он остается незамеченным, пока люди не попытаются пройти тест на цветовое восприятие.

Бинокулярное зрение — наличие двух глаз (что в биологии называется бинокулярным зрением) дает немного более широкое поле зрения, чем мы бы получили, имея только один глаз. Но действительно более значимым преимуществом такого зрения можно назвать то, что оба глаза расположены в разных местах черепа, что позволяет несколько по-иному видеть мир. Мозг получает сигналы, необходимые для определения расстояния, например, подсказывает, насколько нужно наклониться, чтобы взять стакан с соком со стола.

Многие животные не могут похвастаться глубиной восприятия этого мира, но умело компенсируют этот недостаток хорошим периферическим зрением. Например, у большинства птиц и ящериц глаза расположены на противоположных сторонах черепа. При повороте каждого глаза в отдельности они могут смотреть почти на 360 градусов, охватывая всю территорию вокруг себя.

Данное зрение также означает, что мы никогда не заметим слепые пятна (две значительные дыры в поле зрения – по одной в каждом глазу), где ничего не может появиться. Слепые пятна обусловлены отсутствием светочувствительных клеток в области на сетчатке, где из глаза выходит зрительный нерв. Но мозг заполняет пробел в этих местах путем объединения информации, собранной с обоих глаз.

Чтобы найти слепое пятно, сначала закройте один глаз – и ваш мозг не сможет выполнять свои чудесные замещения. Даже сейчас вы не заметите слепое пятно, так как мозг пользуется саккадами для сбора информации и формирования ее в единую картину. Но если вы, закрыв глаз, поместите что-то заметное непосредственно в слепое пятно, то увидите, что это что-то исчезает.

Этот эксперимент со слепым пятном показывает одну из наиболее приятных сторон восприятия: оптическую иллюзию. Хотя можно было бы считать, что оптические иллюзии уходят глубоко корнями в «поведение» человеческого глаза, большинство из них используют причуды мозга. К примеру, мозг способен преобразовать зрительный контраст и цвет в образы и движущиеся объекты.

Берегите свои глаза и зрение!