Анатомия глаза, как органа зрения

Организм человека – сложнейшая система, в которой все элементы тесно взаимосвязаны и работа одних органов просто невозможна без функционирования других. Например, органы чувств или анализаторы позволяют не только исследовать и воспринимать окружающий мир, но являются и первичным звеном самосознания, творчества и других сложных психических процессов. Глаза являются наиболее значимым органом чувств, поскольку через зрение мы получаем более 90% информации. Они имеют сложную анатомию и представляют собой естественную оптическую систему, способную подстраиваться под любые внешние условия.

Глаз как орган

Как и любой анализатор, глаз включает в себя три основных элемента:

• Периферическая часть, задача которой считывать зрительные стимулы и распознавать их;
• Нервные пути, через которые информация поступает в центральную нервную систему;
• Участок головного мозга, где осуществляется анализ и интерпретация всей получаемой информации. Обработка зрительных стимулов происходит в затылочной зоне каждого полушария.

Несмотря на развитие современной медицины, анализаторы до сих пор не исследованы до конца. Во многом это связано с их сложным строением и непосредственной связью с головным мозгом – самым неизученным органом человеческого организма.

Периферическая часть зрительного анализатора человека – глазное яблоко, расположенное в орбите или глазнице, которая защищает его от повреждений и травм. Его полноценную работу обеспечивают зрительный нерв, 6 различных по назначению мышц, защитная система (веки, ресницы, железы), а также система кровеносных сосудов. Непосредственно глазное яблоко имеет сферическую форму объемом до 7 см³ и массу до 78 граммов. С анатомической точки зрения глаз включает в себя 3 оболочки – фиброзная, сосудистая и сетчатка. Про этапы развития зрения у новорожденных узнайте в данном материале.

Основные структуры

Фиброзная оболочка представлена склерой, роговицей и лимбом – местом, где одна часть переходит в другую

Склера

Наиболее объемный элемент фиброзной оболочки (80% от всего объема). Она состоит из плотной соединительной ткани, необходимой для закрепления глазных мышц. Именно склера позволяет поддерживать тонус и форму глазного яблока. В заднем полюсе имеется своеобразная решетчатая поверхность, необходимая для проведения иннервации. По сути, склера – каркас для всех других элементов глазного яблока.

Роговица

Этот бесцветный элемент фиброзной оболочки, значительно меньше других структур по размерам. Здоровая роговица представляет прозрачный сферический элемент, толщиной до 0,4 мм, обладающий выраженным блеском и большой светочувствительностью. Ее основная задача – преломлять и проводить пучки света. Преломляющая сила этой структуры у здорового человека равняется 40 диоптриям.

Питание и клеточный обмен в глазном яблоке поддерживает средняя или сосудистая оболочка. Она представлена радужкой, ресничным телом, а также системой кровеносных сосудов (хориоидея).

Радужка

Локализована непосредственно за роговицей глазного яблока и имеет в самом центре зрачок – саморегулируемое отверстие, диаметром 2-8 мм, выполняющее роль диафрагмы. За цвет радужки отвечает меланин. Его задача – защищать глаз от избытка солнечного света.

Цилиарное (ресничное) тело

Это небольшой участок, локализованный в основании радужки. В его толще находится мышца, которая обеспечивает кривизну и фокусировку хрусталика. Именно цилиарная мышца является ключевой в процессе аккомодации глаза.

Хориоидея

Это сосудистая оболочка глаза, задача которой обеспечивать питание всех структурных элементов. Помимо этого, она принимает активное участие в регенерации распадающихся со временем зрительных веществ.

Хрусталик

Этот элемент расположен сразу же за зрачком. По сути является естественной линзой, которая за счет цилиарного тела может менять кривизну и принимать участие в фокусировке на разных по удалённости предметах. Ее преломляющая сила составляет от 20 до 30 диоптрий, в зависимости от тонуса мышцы. Про строение и функции хрусталика подробнее можно узнать здесь.

Сетчатка

Это светочувствительная оболочка глаза, толщиной от 0,07 до 0,5 мм, которые представлены 10 различным слоями клеток. Некоторые анатомы сравнивают сетчатку с пленкой фотоаппарата, поскольку ее главная задача – формирование изображения при помощи колбочек и палочек (специализированных светочувствительных клеток). Палочки имеются на периферической части сетчатки и отвечают за сумеречное и черно-белое зрение, а колбочки находящиеся в центральной зоне – макуле (желтое пятно).

Вспомогательные элементы

Многие исследователи объединяют дополнительные вспомогательные элементы глаза в одну группу. Как правило, сюда входят ресницы, веки с выстилающей ее изнутри тонкой слизистой оболочкой (конъюнктива), в толще которой расположены слезные железы. Их основная задача – обеспечивать защиту глазного яблока от механического воздействия, пыли и грязи.

Глаз – сложный механизм, в котором все части работают синхронно и не могут обойтись друг без друга. Именно поэтому офтальмологические заболевания так часто сопровождаются осложнениями, ведь если нарушается функционирование одного элемента, возникают сложности у других.

Оптическая система

Основная задача зрительного анализатора – получить четкое и ясное изображение, которое затем отправляется через нервные волокна в головной мозг, где происходит анализ информации. Вопреки устоявшемуся мнению, мы не видим сам предмет, а лишь отражающиеся от него лучи, которые впоследствии фокусируются на поверхности сетчатки. Световые лучи перед попаданием на сетчатку проходят сложный и долгий путь, который лежит через 3 преломляющие поверхности – роговицу, хрусталик и стекловидное тело.

Процесс преломления лучей света в глазной системе человека называется рефракцией, а сам механизм подробно описан в оптике.

Рефракция в глазном яблоке происходит ровно 4 раза. Сначала луч света преломляется в переднем и заднем отделах роговицы, после этого в хрусталик и незначительно преломляется жидких внутренних средах. Острота зрения напрямую зависит от рефракционной способности этих элементов. Средняя сила преломления глаза человека – 60 диоптрий (59 D при различении далеких объектов и 70,5 D близлежащих).

На сетчатке изображение появляется значительно уменьшенное, перевернутое верх ногами и проецированное справа налево. Последующее распознавание объекта уже происходит в затылочной зоне мозга.

Выделяют 3 основных характеристики оптической системы человека:

• Бинокулярное зрение. Восприятие изображения предметов одновременно двумя глазами, при этом в норме не ощущая раздвоенности. Считается, что всегда один глаз является ведущим, а второй – ведомым;

• Стереоскопичность. Возможность видеть не плоские, а объемные изображения, иными словами, глаз человека может оценить расстояние до объекта, его истинную форму, а также реальный размер;
• Острота зрения. Благодаря ей имеется возможность распознавать две точки, равноудаленные друг от друга.

Благодаря наличию светочувствительных клеток – колбочек, зрительный анализатор способен различать цвета предметов. Эта возможность есть не у всех видов млекопитающих животных. Про причины нарушения зрения узнайте тут.

Возрастное развитие зрительного анализатора и его оптической силы

Зачатки зрительной системы появляются на 3 неделе эмбрионального развития, а полностью формирование зрения заканчивает только 12-14 годам. У новорожденных можно заметить чрезмерную выпуклость глазных яблок из-за несформированного размера орбиты. До 2 лет глаз увеличивается в размерах на 40%, а к 5 годам на 70% от первоначального объема. Помимо этого, в первые годы жизни роговица значительно толще, а хрусталик обладает большей упругостью, но она пропадает по мере развития ядра. При патологиях возникают офтальмологические нарушения в виде помутнения или уплотнения хрусталика.

После 14 лет глазные структуры практически не меняются, истощение структурных элементов начинается после 45-50 лет, в зависимости от индивидуальных особенностей. С возрастом изменяется рефракция хрусталика, что приводит к развитию дальнозоркости или близорукости.

Центральное зрение возникает только на 2-3 месяце жизни человека и в дальнейшем оно постоянно совершенствуется. Сначала возникает способность различать предметы, а при развитии интеллекта появляется и возможность распознавать их. К 6 месяцу новорожденный может реагировать на появление знакомых лиц, к концу первого года появляется способность распознавать простые геометрические формы. Только к 2-3 годам развивается умение распознавать нарисованные изображения объектов. Полное восприятие форм и размеров, а также нормальная острота зрения наблюдаются только к 6-7 годам. В том числе, поэтому нецелесообразно отдавать ребенка учиться раньше этого срока.

Острота зрения грудничка совсем мала и составляет 0,002-0,03. К 2 годам она повышается до 0,4-0,7, а к 5-7 приходит в норму (0,8-1,0). Новорожденные дети долгое время видят предметы перевернутыми, до тех пор, пока зрительная кора больших полушарий не разовьется в достаточной степени.

При рождении ребенок вообще не имеет сознательного зрения. Его глаза лишь способны реагировать на яркий свет сужением зрачков, а сами глазные яблоки асинхронно двигаются независимо друг от друга. Именно поэтому бинокулярное зрение развивается значительно позже других зрительных функций.

Адаптация

Человеческий глаз способен приспосабливаться к условиям освещения, благодаря чему мы может различать предметы при различных источниках света. Эта зрительная функция и называется адаптацией. Она возможна благодаря изменению размера зрачка, за счет чего меняется способность пропускать свет, а также различной фотохимической реакцией палочек и колбочек. Полное сокращение зрачка происходит в течение 5 секунд, а максимальное расширение длится до 5 минут. Выделяют три вида адаптации:

• Цветовая. Обеспечивает корректное восприятие цвета в зависимости от внешних условий;
• Темновая. Возникает при переходе от наибольшей яркости к меньшей. Полная чувствительность глаза к темноте наблюдается после 1 часа пребывания в условиях плохого освещения. Способность различать и видеть предметы в темноте обеспечивается расширением зрачка и функционированием палочек;
• Световая. Возникает при переходе от малой яркости к большей. Во время этого процесса происходит быстрое разложение родопсина в палочках, а колбочки, напротив, активно набирают фермент. Таким образом, ослепление представляет собой фотохимическую реакцию. Световая адаптация в норме продолжается не более 10 минут.

У разных людей наблюдается различная скорость механизма выработки и разложения родопсина в палочках и колбочках. Именно поэтому некоторые хорошо видят в темноте.

Аккомодация

Под ней понимают способность человека одинаково хорошо видеть предметы вблизи, так и на дальнем расстоянии, а также быстрая фокусировка зрения при переводе взгляда с одного объекта на другой. Процесс является автоматическим и не поддается контролю. Сигнал для начала аккомодации – нечеткое изображение объекта на сетчатке, после чего цилиарные мышцы и цинновы связки под действием сигнала из мозга начинают сокращаться или расслабляться, приводя в действие хрусталик. В пожилом возрасте способность к аккомодации ослабевает за счет снижения эластичности хрусталика и уплотнения мышечный аккомодационных волокон.

Во время фокусировки на близлежащих объектах мышцы напрягаются, а на дальних – расслабляются. Именно поэтому так важно время от времени переводить взгляд от одного объекта на другой во время работы, требующей длительной концентрации зрения. Это простое упражнение позволяет изменить нагрузку на зрительные мышцы.

Острота зрения

Это одна из главных характеристик зрительной системы, которую обеспечивают многие структурные элементы глаза. Заключается в способности глаз воспринимать равноудаленные друг от друга точки. Её значение обратно пропорционально углу центрального зрения, чем он меньше, тем точнее мы видим объекты. В норме глаз должен раздельно воспринимать объекты, удаленные на 1 минуты дуги (0,016 градус). Для диагностики этого параметра применяют таблицы Сивцева или Головина.

Советы по уходу

В течение жизни зрительные функции сильно ухудшаются в силу анатомических особенностей этого органа. Поэтому следить за здоровьем глаз нужно уже с молодых лет, чтобы обезопасить себя от развития серьезных болезней. Есть ряд способов, позволяющих сохранить здоровье глаз и остроту зрения долгое время.

Гигиена

Это те факторы, на которые стоит обращать внимание, чтобы обезопасить глаза от болезней, снизить риск снижения зрения.

• Читать и работать необходимо при грамотном освещении, чтобы создать комфортные условия для глаз. Оно не должно быть слишком ярким, но и не тусклым;
• Во время чтения свет желательно размещать сзади, словно из-за плеча. Держать документ рекомендуется на расстоянии 30-35 см от глаз, при длительной работе за монитором – 50-60 см;
• Нужно постоянно следить за увлажнением слизистой оболочки. Это обеспечивает максимальную защиту от попадания пыли и грязи, а также снижает вероятность травмы конъюнктивы. Чтобы избежать чрезмерной сухости можно применять увлажняющие капли;
• Глаза устают примерно через 45-50 минут интенсивной работы. Чтобы снизить напряжение мышц, нужно делать перерывы и зрительную гимнастику;
• Не стоит трогать глаза немытыми руками. Во время этого можно занести болезнетворные микроорганизмы, что приведет к заражению. Плюс к этому, рекомендуется промывать глаза дважды в сутки;
• Летом нужно носить солнцезащитные очки, чтобы избежать пагубного воздействия ультрафиолета;
• При появлении каких-либо признаков заболевания не нужно тянуть с посещением офтальмолога. Лечение гораздо эффективнее на ранних стадиях.

Упражнения

Грамотный отдых глаз – важное условие сохранения остроты зрения и это может обеспечить гимнастика для глаз. Если нет возможности сделать перерыв во время работы, можно выполнить несложные упражнения, которые позволяют снизить напряжение зрительного аппарата.

1. В течение 2 минут интенсивно моргайте с большой скоростью. Ритм можно менять, делает разные паузы между морганием;
2. Переведите взгляд на самый дальний объект в вашем поле зрения. Пристально смотрите на него в течение 30 секунд, после чего переключитесь на другой предмет. Повторите действие несколько раз;
3. Крепко закройте глаза на 5-7 секунд, а после максимально широко отройте их. Сделайте 10 повторений;
4. С помощью трех пальцев каждой руки зажмите верхние веки. Примерно 2-4 секунды удерживайте их в достаточном напряжении, а после расслабьте. Повторите упражнение 3 раза.

Во время утреннего и вечернего умывания полезно делать гидромассаж глаз несильной струей воды.

Видео

Выводы

Глаз человека – сложнейший механизм, который может производить оптические операции с невероятной точностью и скоростью. Здоровье и острота зрения играют важную роль для полноценной жизни, поэтому нужно с юных лет ухаживать за своими глазами, принимать витаминные комплексы для глаз, вовремя обращаться к врачу и помнить про простые правила профилактики офтальмологических заболеваний.