Passaggio della luce attraverso l'occhio. Dispositivi di protezione degli occhi. La struttura e le funzioni degli strati della retina. La struttura e le funzioni degli organi visivi umani. Bulbo oculare e apparato ausiliario Struttura della sequenza oculare

L'occhio è l'unico organo umano che ha tessuti otticamente trasparenti, altrimenti chiamati mezzi ottici dell'occhio. È grazie a loro che i raggi di luce passano negli occhi e una persona ha l'opportunità di vedere. Proviamo nella forma più primitiva a smontare la struttura dell'apparato ottico dell'organo della visione.

L'occhio è di forma sferica. È circondato da una proteina e da una cornea. L'albuginea è costituita da fitti fasci di fibre intrecciate, è bianca e opaca. Davanti al bulbo oculare, la cornea viene "inserita" nell'albuginea più o meno allo stesso modo del vetro di un orologio in una cornice. Ha una forma sferica e, soprattutto, è completamente trasparente. I raggi di luce che cadono sull'occhio passano prima di tutto attraverso la cornea, che li rifrange fortemente.

Dopo la cornea, il raggio di luce passa attraverso la camera anteriore dell'occhio, uno spazio riempito da un liquido trasparente incolore. La sua profondità è in media di 3 mm. La parete posteriore della camera anteriore è l'iride, che dà colore all'occhio, al centro c'è un foro rotondo: la pupilla. Quando esaminiamo l'occhio, ci appare nero. Grazie ai muscoli incastonati nell'iride, la pupilla può modificarne l'ampiezza: restringersi alla luce ed espandersi al buio. È come il diaframma di una fotocamera, che protegge automaticamente l'occhio dal ricevere una grande quantità di luce in condizioni di luce intensa e, al contrario, in condizioni di scarsa illuminazione, espandendosi, aiuta l'occhio a catturare anche i raggi di luce deboli. Dopo aver attraversato la pupilla, un raggio di luce entra in una particolare formazione chiamata lente. È facile immaginarlo: è un corpo lenticolare che ricorda una normale lente d'ingrandimento. La luce può passare liberamente attraverso l'obiettivo, ma allo stesso tempo viene rifratta allo stesso modo in cui, secondo le leggi della fisica, un raggio di luce che passa attraverso un prisma viene rifratto, cioè deviato alla base.

Possiamo immaginare la lente come due prismi ripiegati alle basi. La lente ha un'altra caratteristica estremamente interessante: può cambiare la sua curvatura. Lungo il bordo del cristallino sono attaccati sottili fili, chiamati legamenti zinn, che all'altra estremità sono fusi con il muscolo ciliare situato dietro la radice dell'iride. Il cristallino tende ad assumere una forma sferica, ma ciò è impedito dai legamenti allungati. Quando il muscolo ciliare si contrae, i legamenti si rilassano e il cristallino diventa più convesso. Un cambiamento nella curvatura del cristallino non rimane senza lasciare traccia per la visione, poiché i raggi di luce in connessione con questo cambiano il grado di rifrazione. Questa proprietà della lente di cambiare la sua curvatura, come vedremo in seguito, è di grande importanza per l'atto visivo.

Dopo il cristallino, la luce passa attraverso il corpo vitreo, che riempie l'intera cavità del bulbo oculare. Il corpo vitreo è costituito da fibre sottili, tra le quali è presente un liquido trasparente incolore ad alta viscosità; questo liquido assomiglia al vetro fuso. Da qui il suo nome: il corpo vitreo.

I raggi di luce, passando attraverso la cornea, la camera anteriore, il cristallino e il corpo vitreo, cadono sulla retina fotosensibile (retina), che è la più complessa di tutte le membrane dell'occhio. Nella parte esterna della retina c'è uno strato di cellule che al microscopio sembrano bastoncelli e coni. Nella parte centrale della retina si concentrano principalmente i coni, che svolgono un ruolo importante nel processo della visione e della sensazione cromatica più chiare e distinte. Più lontano dal centro della retina iniziano a comparire i bastoncelli, il cui numero aumenta verso le aree periferiche della retina. I coni, al contrario, più sono lontani dal centro, più piccoli diventano. Gli scienziati stimano che ci siano 7 milioni di coni e 130 milioni di bastoncelli nella retina umana. A differenza dei coni, che funzionano alla luce, i bastoncelli iniziano a "lavorare" in condizioni di scarsa luminosità e al buio. I bastoncini sono molto sensibili anche a una piccola quantità di luce e quindi consentono a una persona di navigare nell'oscurità.

Come avviene il processo di visione? I raggi di luce, cadendo sulla retina, provocano un complesso processo fotochimico, a seguito del quale i bastoncelli e i coni sono irritati. Questa irritazione viene trasmessa attraverso la retina allo strato di fibre nervose che costituiscono il nervo ottico. Il nervo ottico passa attraverso un'apertura speciale nella cavità cranica. Qui le fibre ottiche compiono un viaggio lungo e complesso e alla fine terminano nella parte occipitale della corteccia cerebrale. Quest'area è il centro visivo più alto, in cui viene ricreata un'immagine visiva che corrisponde esattamente all'oggetto in questione.

Separato parti dell'occhio (cornea, cristallino, corpo vitreo) hanno la capacità di rifrangere i raggi che le attraversano. CON punto di vista della fisica dell'occhio te stesso un sistema ottico in grado di raccogliere e rifrangere i raggi.

rifrangente la forza delle singole parti (lenti nel dispositivo Rif) e l'intero sistema ottico dell'occhio è misurato in diottrie.

Sotto una diottria è intesa come il potere di rifrazione di una lente la cui lunghezza focale è 1 m Se il potere di rifrazione aumenta, la lunghezza focale si accorcia lotte. Da qui ne consegue che un obiettivo con una lunghezza focale una distanza di 50 cm avrà un potere rifrattivo di 2 diottrie (2 D).

Il sistema ottico dell'occhio è molto complesso. È sufficiente sottolineare che esistono solo diversi mezzi di rifrazione e ogni mezzo ha il proprio potere di rifrazione e le proprie caratteristiche strutturali. Tutto ciò rende estremamente difficile studiare il sistema ottico dell'occhio.

Riso. Costruire un'immagine negli occhi (spiegato nel testo)

L'occhio è spesso paragonato a una macchina fotografica. Il ruolo della telecamera è svolto dalla cavità dell'occhio, oscurata dalla coroide; La retina è l'elemento fotosensibile. La fotocamera ha un foro in cui è inserito l'obiettivo. I raggi di luce che entrano nel foro passano attraverso la lente, si rifrangono e cadono sulla parete opposta.

Il sistema ottico dell'occhio è un sistema di raccolta rifrattivo. Rifrange i raggi che lo attraversano e li raccoglie nuovamente in un punto. Pertanto, appare un'immagine reale di un oggetto reale. Tuttavia, l'immagine dell'oggetto sulla retina è invertita e ridotta.

Per comprendere questo fenomeno, rivolgiamoci all'occhio schematico. Riso. dà un'idea del corso dei raggi nell'occhio e ottenendo un'immagine inversa di un oggetto sulla retina. Il raggio che parte dal punto superiore dell'oggetto, indicato con la lettera a, passando per il cristallino, viene rifratto, cambia direzione e va ad occupare la posizione del punto inferiore sulla retina, indicato in figura UN 1 Il raggio proveniente dal punto inferiore dell'oggetto B, rifrangendosi, cade sulla retina come punto superiore in 1 . I raggi da tutti i punti cadono allo stesso modo. Di conseguenza, sulla retina si ottiene un'immagine reale dell'oggetto, ma invertita e ridotta.

Quindi, i calcoli mostrano che la dimensione delle lettere di questo libro, se durante la lettura si trova a una distanza di 20 cm dall'occhio, sulla retina sarà di 0,2 mm. il fatto che vediamo gli oggetti non nella loro immagine capovolta (sottosopra), ma nella loro forma naturale, è probabilmente dovuto all'esperienza di vita accumulata.

Un bambino nei primi mesi dopo la nascita confonde i lati superiore e inferiore dell'oggetto. Se a un tale bambino viene mostrata una candela accesa, il bambino, cercando di afferrare la fiamma, allunga la mano non verso l'estremità superiore, ma verso l'estremità inferiore della candela. Controllando le letture dell'occhio con le mani e altri organi di senso durante la vita successiva, una persona inizia a vedere gli oggetti così come sono, nonostante la loro immagine inversa sulla retina.

Sistemazione oculare. Una persona non può vedere contemporaneamente oggetti che si trovano a distanze diverse dall'occhio in modo altrettanto chiaro.

Per vedere bene un oggetto è necessario che i raggi emanati da questo oggetto vengano raccolti sulla retina. Solo quando i raggi cadono sulla retina vediamo un'immagine chiara dell'oggetto.

L'adattamento dell'occhio per ricevere immagini distinte di oggetti a distanze diverse è chiamato accomodamento.

Per ottenere in ogni caso un'immagine chiaraing, è necessario modificare la distanza tra la lente rifrattiva e la parete posteriore della telecamera. Ecco come funziona la fotocamera. Per ottenere un'immagine nitida sul retro della fotocamera, sposta indietro l'obiettivo o ingrandisci. Secondo questo principio, l'accomodamento avviene nei pesci. In essi, l'obiettivo con l'aiuto di un dispositivo speciale si allontana o si avvicina alla parete posteriore dell'occhio.

Riso. 2 CAMBIAMENTO NELLA CURVATURA DELLA LENTE IN ALLOGGIO 1 - lente; 2 - borsa per lenti; 3 - processi ciliari. La cifra in alto è un aumento della curvatura dell'obiettivo. Il legamento ciliare è rilassato. Figura inferiore: la curvatura del cristallino è ridotta, i legamenti ciliari sono allungati.

Tuttavia, è possibile ottenere un'immagine nitida anche se il potere di rifrazione della lente cambia, e ciò è possibile modificandone la curvatura.

Secondo questo principio, l'accomodazione si verifica negli esseri umani. Quando si vedono oggetti a distanze diverse, la curvatura del cristallino cambia e per questo motivo il punto in cui i raggi convergono si avvicina o si allontana, cadendo ogni volta sulla retina. Quando una persona esamina oggetti vicini, l'obiettivo diventa più convesso e, quando si considerano oggetti distanti, diventa più piatto.

Come cambia la curvatura della lente? L'obiettivo è in una speciale borsa trasparente. La curvatura della lente dipende dal grado di tensione della borsa. La lente ha elasticità, quindi quando la borsa è tesa, si appiattisce. Quando la borsa è rilassata, la lente, grazie alla sua elasticità, acquisisce una forma più convessa (Fig. 2). Il cambiamento nella tensione della borsa avviene con l'aiuto di uno speciale muscolo accomodativo circolare, a cui sono attaccati i legamenti della capsula.

Con la contrazione dei muscoli accomodativi, i legamenti della sacca del cristallino si indeboliscono e il cristallino acquista una forma più convessa.

Il grado di variazione della curvatura del cristallino dipende anche dal grado di contrazione di questo muscolo.

Se un oggetto situato a una distanza distante viene gradualmente avvicinato all'occhio, l'accomodazione inizia a una distanza di 65 m. Man mano che l'oggetto si avvicina ulteriormente all'occhio, gli sforzi accomodativi aumentano e ad una distanza di 10 cm si esauriscono. Pertanto, il punto di visione da vicino sarà a una distanza di 10 cm Con l'età, l'elasticità del cristallino diminuisce gradualmente e, di conseguenza, cambia anche la capacità di adattamento. Il punto di visione chiara più vicino per un bambino di 10 anni è a una distanza di 7 cm, per un bambino di 20 anni - a una distanza di 10 cm, per un bambino di 25 anni - 12,5 cm, per un bambino di 35 -anni - 17 cm, per un 45enne - 33 cm, in un 60enne - 1 m, in un 70enne - 5 m, in un 75enne l'abilità accogliere è quasi perso e il punto di visione chiara più vicino si sposta all'infinito.

La visione è il canale attraverso il quale una persona riceve circa il 70% di tutti i dati sul mondo che la circonda. E questo è possibile solo perché è la visione umana uno dei sistemi visivi più complessi e sorprendenti del nostro pianeta. Se non ci fosse vista, molto probabilmente vivremmo solo nell'oscurità.

L'occhio umano ha una struttura perfetta e fornisce una visione non solo a colori, ma anche in tre dimensioni e con la massima nitidezza. Ha la capacità di cambiare istantaneamente la messa a fuoco a una varietà di distanze, regolare la quantità di luce in entrata, distinguere tra un numero enorme di colori e ancora più sfumature, correggere le aberrazioni sferiche e cromatiche, ecc. Associati al cervello dell'occhio ci sono sei livelli della retina, in cui anche prima che le informazioni vengano inviate al cervello, i dati passano attraverso la fase di compressione.

Ma come è organizzata la nostra visione? Come, amplificando il colore riflesso dagli oggetti, lo trasformiamo in immagine? Se ci pensiamo seriamente, possiamo concludere che il dispositivo del sistema visivo umano è "pensato" nei minimi dettagli dalla Natura che lo ha creato. Se preferisci credere che il Creatore o qualche Potere Superiore sia responsabile della creazione dell'uomo, allora puoi attribuire loro questo merito. Ma non capiamo, ma continuiamo la conversazione sul dispositivo di visione.

Enorme quantità di dettagli

La struttura dell'occhio e la sua fisiologia possono essere definite senza dubbio davvero ideali. Pensa tu stesso: entrambi gli occhi sono nelle orbite ossee del cranio, che li proteggono da ogni tipo di danno, ma sporgono da essi solo in modo da fornire la visione orizzontale più ampia possibile.

La distanza alla quale gli occhi sono separati fornisce profondità spaziale. E i bulbi oculari stessi, come è noto per certo, hanno una forma sferica, grazie alla quale sono in grado di ruotare in quattro direzioni: sinistra, destra, su e giù. Ma ognuno di noi dà tutto questo per scontato - pochi pensano a cosa accadrebbe se i nostri occhi fossero quadrati o triangolari o il loro movimento sarebbe caotico - questo renderebbe la visione limitata, caotica e inefficace.

Quindi, la struttura dell'occhio è estremamente complicata, ma questo è esattamente ciò che rende possibile il funzionamento di circa quattro dozzine dei suoi vari componenti. E anche se non ci fosse nemmeno uno di questi elementi, il processo del vedere cesserebbe di svolgersi come dovrebbe svolgersi.

Per vedere quanto è complesso l'occhio, ti suggeriamo di rivolgere la tua attenzione alla figura sottostante.

Parliamo di come viene implementato nella pratica il processo di percezione visiva, quali elementi del sistema visivo sono coinvolti in questo e di cosa è responsabile ciascuno di essi.

Il passaggio della luce

Quando la luce si avvicina all'occhio, i raggi luminosi entrano in collisione con la cornea (altrimenti nota come cornea). La trasparenza della cornea consente alla luce di attraversarla nella superficie interna dell'occhio. La trasparenza, tra l'altro, è la caratteristica più importante della cornea e rimane trasparente perché una speciale proteina che contiene inibisce lo sviluppo dei vasi sanguigni, un processo che si verifica in quasi tutti i tessuti del corpo umano. Nel caso in cui la cornea non fosse trasparente, gli altri componenti del sistema visivo non avrebbero importanza.

Tra l'altro, la cornea impedisce a sporco, polvere e qualsiasi elemento chimico di entrare nelle cavità interne dell'occhio. E la curvatura della cornea le consente di rifrangere la luce e aiuta il cristallino a focalizzare i raggi luminosi sulla retina.

Dopo che la luce è passata attraverso la cornea, passa attraverso un piccolo foro situato al centro dell'iride. L'iride è un diaframma rotondo situato davanti alla lente appena dietro la cornea. L'iride è anche l'elemento che dà il colore degli occhi, e il colore dipende dal pigmento predominante nell'iride. Il foro centrale nell'iride è la pupilla familiare a ciascuno di noi. La dimensione di questo foro può essere modificata per controllare la quantità di luce che entra nell'occhio.

La dimensione della pupilla cambierà direttamente con l'iride, e questo è dovuto alla sua struttura unica, perché è composta da due diversi tipi di tessuto muscolare (anche qui ci sono muscoli!). Il primo muscolo è compressivo circolare: si trova nell'iride in modo circolare. Quando la luce è intensa, si contrae, per cui la pupilla si contrae, come se fosse tirata verso l'interno dal muscolo. Il secondo muscolo si sta espandendo: si trova radialmente, ad es. lungo il raggio dell'iride, che può essere paragonato ai raggi della ruota. Nella luce oscura, questo secondo muscolo si contrae e l'iride apre la pupilla.

Molte persone incontrano ancora delle difficoltà quando cercano di spiegare come si formano gli elementi sopra menzionati del sistema visivo umano, perché in qualsiasi altra forma intermedia, ad es. in qualsiasi fase evolutiva, semplicemente non potevano funzionare, ma una persona vede fin dall'inizio della sua esistenza. Mistero…

Messa a fuoco

Bypassando le fasi precedenti, la luce inizia a passare attraverso l'obiettivo dietro l'iride. La lente è un elemento ottico avente la forma di una sfera oblunga convessa. L'obiettivo è assolutamente liscio e trasparente, non contiene vasi sanguigni e si trova in una sacca elastica.

Passando attraverso l'obiettivo, la luce viene rifratta, dopodiché viene focalizzata sulla fossa retinica, il luogo più sensibile che contiene il numero massimo di fotorecettori.

È importante notare che la struttura e la composizione uniche forniscono alla cornea e al cristallino un elevato potere di rifrazione, che garantisce una breve lunghezza focale. E quanto è sorprendente che un sistema così complesso stia in un solo bulbo oculare (basti pensare a come potrebbe apparire una persona se, ad esempio, fosse necessario un metro per focalizzare i raggi luminosi provenienti dagli oggetti!).

Non meno interessante è il fatto che il potere di rifrazione combinato di questi due elementi (cornea e cristallino) è in ottima proporzione con il bulbo oculare, e questo può essere tranquillamente definito un'altra prova che il sistema visivo è creato semplicemente insuperabile, perché. il processo di messa a fuoco è troppo complesso per parlare di qualcosa che è avvenuto solo attraverso mutazioni graduali - stadi evolutivi.

Se parliamo di oggetti situati vicino all'occhio (di norma si considera vicina una distanza inferiore a 6 metri), allora qui è ancora più curioso, perché in questa situazione la rifrazione dei raggi luminosi è ancora più forte. Ciò è fornito da un aumento della curvatura della lente. Il cristallino è collegato tramite bande ciliari al muscolo ciliare che, contraendosi, permette al cristallino di assumere una forma più convessa, aumentando così il suo potere refrattivo.

E anche qui è impossibile non menzionare la struttura più complessa del cristallino: è costituito da tanti fili, che sono costituiti da cellule collegate tra loro, e sottili bande lo collegano al corpo ciliare. La messa a fuoco viene eseguita sotto il controllo del cervello in modo estremamente rapido e completamente "automatico" - è impossibile per una persona eseguire un tale processo consapevolmente.

Il significato di "film"

La messa a fuoco si traduce nel mettere a fuoco l'immagine sulla retina, che è un tessuto multistrato sensibile alla luce che copre la parte posteriore del bulbo oculare. La retina contiene circa 137.000.000 di fotorecettori (per confronto, si possono citare le moderne fotocamere digitali, in cui non ci sono più di 10.000.000 di tali elementi sensoriali). Un numero così elevato di fotorecettori è dovuto al fatto che si trovano in una posizione estremamente densa: circa 400.000 per 1 mm².

Non sarebbe superfluo citare qui le parole del microbiologo Alan L. Gillen, che nel suo libro "Body by Design" parla della retina come di un capolavoro di progettazione ingegneristica. Crede che la retina sia l'elemento più straordinario dell'occhio, paragonabile alla pellicola fotografica. La retina fotosensibile, situata nella parte posteriore del bulbo oculare, è molto più sottile del cellophane (il suo spessore non supera 0,2 mm) e molto più sensibile di qualsiasi pellicola fotografica artificiale. Le cellule di questo strato unico sono in grado di elaborare fino a 10 miliardi di fotoni, mentre la fotocamera più sensibile può elaborarne solo poche migliaia. Ma ancora più sorprendente è che l'occhio umano può captare alcuni fotoni anche al buio.

In totale, la retina è costituita da 10 strati di cellule fotorecettrici, 6 dei quali sono strati di cellule fotosensibili. 2 tipi di fotorecettori hanno una forma speciale, motivo per cui sono chiamati coni e bastoncelli. I bastoncelli sono estremamente sensibili alla luce e forniscono all'occhio la percezione del bianco e nero e la visione notturna. I coni, a loro volta, non sono così ricettivi alla luce, ma sono in grado di distinguere i colori: il lavoro ottimale dei coni si nota durante il giorno.

Grazie al lavoro dei fotorecettori, i raggi luminosi vengono trasformati in complessi di impulsi elettrici e inviati al cervello a una velocità incredibilmente elevata, e questi stessi impulsi superano oltre un milione di fibre nervose in una frazione di secondo.

La comunicazione delle cellule dei fotorecettori nella retina è molto complessa. Coni e bastoncelli non sono direttamente collegati al cervello. Ricevuto un segnale, lo reindirizzano alle cellule bipolari, e reindirizzano i segnali da loro stessi già elaborati alle cellule gangliari, più di un milione di assoni (neuriti attraverso i quali vengono trasmessi gli impulsi nervosi) che costituiscono un unico nervo ottico, attraverso il quale i dati entra nel cervello.

Due strati di interneuroni, prima che i dati visivi vengano inviati al cervello, contribuiscono all'elaborazione parallela di queste informazioni da parte di sei livelli di percezione situati nella retina dell'occhio. Ciò è necessario affinché le immagini vengano riconosciute il più rapidamente possibile.

percezione cerebrale

Dopo che le informazioni visive elaborate entrano nel cervello, inizia a ordinarle, elaborarle e analizzarle e forma anche un'immagine completa dai dati individuali. Certo, molto è ancora sconosciuto sul funzionamento del cervello umano, ma anche ciò che il mondo scientifico può fornire oggi è sufficiente per rimanere stupiti.

Con l'aiuto di due occhi si formano due "immagini" del mondo che circonda una persona, una per ciascuna retina. Entrambe le "immagini" vengono trasmesse al cervello e in realtà la persona vede due immagini contemporaneamente. Ma come?

Ed ecco il punto: il punto retinico di un occhio corrisponde esattamente al punto retinico dell'altro, e questo significa che entrambe le immagini, entrando nel cervello, possono essere sovrapposte l'una all'altra e combinate insieme per formare un'unica immagine. Le informazioni ricevute dai fotorecettori di ciascuno degli occhi convergono nella corteccia visiva del cervello, dove appare una singola immagine.

A causa del fatto che i due occhi possono avere una proiezione diversa, si possono osservare alcune incongruenze, ma il cervello confronta e collega le immagini in modo tale che una persona non avverta alcuna incongruenza. Non solo, queste incoerenze possono essere utilizzate per ottenere un senso di profondità spaziale.

Come sapete, a causa della rifrazione della luce, le immagini visive che entrano nel cervello sono inizialmente molto piccole e invertite, ma "in uscita" otteniamo l'immagine che siamo abituati a vedere.

Inoltre, nella retina, l'immagine è divisa verticalmente dal cervello in due, attraverso una linea che passa attraverso la fossa retinica. Le parti di sinistra delle immagini scattate con entrambi gli occhi vengono reindirizzate a e le parti di destra vengono reindirizzate a sinistra. Pertanto, ciascuno degli emisferi della persona che guarda riceve dati solo da una parte di ciò che vede. E ancora: "all'uscita" otteniamo un'immagine solida senza alcuna traccia della connessione.

La separazione delle immagini e percorsi ottici estremamente complessi fanno in modo che il cervello veda separatamente in ciascuno dei suoi emisferi utilizzando ciascuno degli occhi. Ciò consente di accelerare l'elaborazione del flusso di informazioni in arrivo e fornisce anche la visione con un occhio, se improvvisamente una persona per qualche motivo smette di vedere con l'altro.

Si può concludere che il cervello, nel processo di elaborazione delle informazioni visive, rimuove i punti "ciechi", le distorsioni dovute a micromovimenti degli occhi, ammiccamento, angolo di visuale, ecc., offrendo al suo proprietario un'adeguata immagine olistica del osservato.

Un altro elemento importante del sistema visivo è. È impossibile sminuire l'importanza di questo problema, perché. per essere in grado di utilizzare correttamente la vista, dobbiamo essere in grado di girare gli occhi, alzarli, abbassarli, in breve, muovere gli occhi.

In totale, si possono distinguere 6 muscoli esterni che si collegano alla superficie esterna del bulbo oculare. Questi muscoli includono 4 diritti (inferiore, superiore, laterale e medio) e 2 obliqui (inferiore e superiore).

Nel momento in cui uno qualsiasi dei muscoli si contrae, il muscolo opposto ad esso si rilassa - questo garantisce un movimento oculare regolare (altrimenti tutti i movimenti oculari sarebbero a scatti).

Quando si girano due occhi, il movimento di tutti i 12 muscoli cambia automaticamente (6 muscoli per ciascun occhio). Ed è straordinario che questo processo sia continuo e molto ben coordinato.

Secondo il famoso oftalmologo Peter Jeni, il controllo e il coordinamento della connessione di organi e tessuti con il sistema nervoso centrale attraverso i nervi (questo si chiama innervazione) di tutti i 12 muscoli oculari è uno dei processi più complessi che si verificano nel cervello. Se a questo aggiungiamo l'accuratezza del reindirizzamento dello sguardo, la fluidità e l'uniformità dei movimenti, la velocità con cui l'occhio può ruotare (e arriva fino a 700 ° al secondo), e combiniamo tutto questo, otteniamo un occhio mobile che è effettivamente fenomenale in termini di prestazioni. E il fatto che una persona abbia due occhi lo rende ancora più complicato: con il movimento oculare sincrono è richiesta la stessa innervazione muscolare.

I muscoli che ruotano gli occhi sono diversi dai muscoli dello scheletro, come loro sono costituiti da tante fibre diverse, e sono controllati da un numero ancora maggiore di neuroni, altrimenti la precisione dei movimenti diventerebbe impossibile. Questi muscoli possono anche essere definiti unici perché sono in grado di contrarsi rapidamente e praticamente non si stancano.

Dato che l'occhio è uno degli organi più importanti del corpo umano, ha bisogno di cure continue. È proprio per questo che viene fornito il "sistema di pulizia integrato", composto da sopracciglia, palpebre, ciglia e ghiandole lacrimali, se così si può chiamare.

Con l'aiuto delle ghiandole lacrimali, viene regolarmente prodotto un liquido appiccicoso, che si muove a bassa velocità lungo la superficie esterna del bulbo oculare. Questo liquido lava via vari detriti (polvere, ecc.) dalla cornea, dopodiché entra nel canale lacrimale interno e quindi scorre lungo il canale nasale, venendo espulso dal corpo.

Le lacrime contengono una sostanza antibatterica molto forte che distrugge virus e batteri. Le palpebre svolgono la funzione di detergenti per vetri: puliscono e idratano gli occhi a causa dell'ammiccamento involontario a intervalli di 10-15 secondi. Insieme alle palpebre, funzionano anche le ciglia, impedendo a rifiuti, sporcizia, microbi, ecc. di entrare negli occhi.

Se le palpebre non svolgevano la loro funzione, gli occhi di una persona si seccavano gradualmente e si coprivano di cicatrici. Se non ci fosse il dotto lacrimale, gli occhi sarebbero costantemente inondati di liquido lacrimale. Se una persona non sbatteva le palpebre, i detriti gli sarebbero entrati negli occhi e poteva persino diventare cieco. L'intero "sistema di pulizia" deve includere il lavoro di tutti gli elementi senza eccezioni, altrimenti cesserebbe semplicemente di funzionare.

Occhi come indicatore di condizione

Gli occhi di una persona sono in grado di trasmettere molte informazioni nel processo della sua interazione con altre persone e il mondo che lo circonda. Gli occhi possono irradiare amore, bruciare di rabbia, riflettere gioia, paura o ansia o stanchezza. Gli occhi mostrano dove sta guardando una persona, se è interessata a qualcosa o no.

Ad esempio, quando le persone alzano gli occhi al cielo mentre conversano con qualcuno, questo può essere interpretato in un modo completamente diverso rispetto al solito sguardo verso l'alto. I grandi occhi nei bambini provocano gioia e tenerezza negli altri. E lo stato degli alunni riflette lo stato di coscienza in cui si trova una persona in un dato momento nel tempo. Gli occhi sono un indicatore di vita e di morte, se parliamo in senso globale. Forse per questo sono chiamati lo "specchio" dell'anima.

Invece di una conclusione

In questa lezione abbiamo esaminato la struttura del sistema visivo umano. Naturalmente, ci siamo persi molti dettagli (questo argomento in sé è molto voluminoso ed è problematico inserirlo nel quadro di una lezione), ma abbiamo comunque cercato di trasmettere il materiale in modo che tu abbia un'idea chiara di COME un persona vede.

Non si poteva non notare che sia la complessità che le possibilità dell'occhio consentono a questo organo di superare molte volte anche le più moderne tecnologie e gli sviluppi scientifici. L'occhio è una chiara dimostrazione della complessità dell'ingegneria in un numero enorme di sfumature.

Ma conoscere la struttura della visione è, ovviamente, buono e utile, ma la cosa più importante è sapere come ripristinare la visione. Il fatto è che lo stile di vita di una persona, le condizioni in cui vive e alcuni altri fattori (stress, genetica, cattive abitudini, malattie e molto altro) - tutto ciò spesso contribuisce al fatto che nel corso degli anni la vista può deteriorarsi, t.e. il sistema visivo inizia a fallire.

Ma il deterioramento della vista nella maggior parte dei casi non è un processo irreversibile: conoscendo determinate tecniche, questo processo può essere invertito e la visione può essere resa, se non uguale a quella di un bambino (sebbene a volte ciò sia possibile), quindi altrettanto buona possibile per ogni singola persona. Pertanto, la prossima lezione del nostro corso sullo sviluppo della vista sarà dedicata ai metodi per ripristinare la vista.

Guarda alla radice!

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L'occhio umano è un notevole risultato evolutivo e un eccellente strumento ottico. La soglia di sensibilità dell'occhio è vicina al limite teorico a causa delle proprietà quantistiche della luce, in particolare la diffrazione della luce. La gamma di intensità percepite dall'occhio è, la messa a fuoco può spostarsi rapidamente da una distanza molto breve all'infinito.
L'occhio è un sistema di lenti che forma un'immagine reale invertita su una superficie sensibile alla luce. Il bulbo oculare è approssimativamente sferico con un diametro di circa 2,3 cm. Il suo guscio esterno è uno strato opaco quasi fibroso chiamato sclera. La luce entra nell'occhio attraverso la cornea, che è una membrana trasparente sulla superficie esterna del bulbo oculare. Al centro della cornea c'è un anello colorato - iride (iride) co allievo nel mezzo. Agiscono come un diaframma, regolando la quantità di luce che entra nell'occhio.
lenteè una lente costituita da un materiale fibroso trasparente. La sua forma, e quindi la sua lunghezza focale, possono essere modificate con muscoli ciliari bulbo oculare. Lo spazio tra la cornea e il cristallino è riempito di umore acqueo e viene chiamato fotocamera frontale. Dietro l'obiettivo c'è una sostanza gelatinosa trasparente chiamata corpo vitreo.
La superficie interna del bulbo oculare è coperta retina, che contiene numerose cellule nervose - recettori visivi: bastoncini e coni, che rispondono agli stimoli visivi generando biopotenziali. L'area più sensibile della retina è macchia gialla, che contiene il maggior numero di recettori visivi. La parte centrale della retina contiene solo coni densamente compatti. L'occhio ruota per visualizzare l'oggetto studiato.

Riso. 1. occhio umano

Rifrazione negli occhi

L'occhio è l'equivalente ottico di una macchina fotografica convenzionale. Ha un sistema di lenti, un sistema di apertura (pupilla) e una retina su cui è fissata l'immagine.

Il sistema di lenti dell'occhio è formato da quattro mezzi di rifrazione: cornea, camera d'acqua, lente, corpo di vetro. I loro indici di rifrazione non differiscono in modo significativo. Sono 1,38 per la cornea, 1,33 per la camera d'acqua, 1,40 per il cristallino e 1,34 per il corpo vitreo (Fig. 2).

Riso. 2. Occhio come sistema di mezzi di rifrazione (i numeri sono indici di rifrazione)

In queste quattro superfici rifrangenti la luce viene rifratta: 1) tra l'aria e la superficie anteriore della cornea; 2) tra la superficie posteriore della cornea e la camera d'acqua; 3) tra la camera d'acqua e la superficie anteriore della lente; 4) tra la superficie posteriore del cristallino e il corpo vitreo.
La rifrazione più forte si verifica sulla superficie anteriore della cornea. La cornea ha un piccolo raggio di curvatura e l'indice di rifrazione della cornea è il più diverso da quello dell'aria.
Il potere rifrattivo del cristallino è inferiore a quello della cornea. Costituisce circa un terzo del potere rifrattivo totale dei sistemi di lenti oculari. La ragione di questa differenza è che i fluidi che circondano la lente hanno indici di rifrazione che non differiscono significativamente dall'indice di rifrazione della lente. Se il cristallino viene rimosso dall'occhio, circondato dall'aria, ha un indice di rifrazione quasi sei volte maggiore che nell'occhio.

L'obiettivo svolge una funzione molto importante. La sua curvatura può cambiare, il che fornisce una messa a fuoco precisa su oggetti situati a varie distanze dall'occhio.

Occhio ridotto

L'occhio ridotto è un modello semplificato dell'occhio reale. Rappresenta schematicamente il sistema ottico di un normale occhio umano. L'occhio ridotto è rappresentato da una singola lente (un mezzo di rifrazione). Nell'occhio ridotto, tutte le superfici rifrangenti dell'occhio reale si sommano algebricamente, formando un'unica superficie rifrattiva.
L'occhio ridotto consente calcoli semplici. Il potere rifrattivo totale del mezzo è di quasi 59 diottrie quando la lente è adattata per la visione di oggetti distanti. Il punto centrale dell'occhio ridotto si trova davanti alla retina di 17 millimetri. Il raggio da qualsiasi punto dell'oggetto arriva all'occhio ridotto e passa attraverso il punto centrale senza rifrazione. Proprio come una lente di vetro forma un'immagine su un pezzo di carta, il sistema di lenti dell'occhio forma un'immagine sulla retina. Questa è un'immagine ridotta, reale, invertita dell'oggetto. Il cervello forma la percezione di un oggetto in posizione diritta e in dimensioni reali.

Alloggio

Per una visione nitida di un oggetto, è necessario che dopo la rifrazione dei raggi si formi un'immagine sulla retina. Viene chiamata la modifica del potere di rifrazione dell'occhio per mettere a fuoco oggetti vicini e lontani alloggio.
Viene chiamato il punto più lontano su cui l'occhio si concentra punto lontano visioni - infinito. In questo caso, i raggi paralleli che entrano nell'occhio sono focalizzati sulla retina.
L'oggetto è visibile in dettaglio quando è posizionato il più vicino possibile all'occhio. La distanza minima di visione nitida è di circa 7 cm con visione normale. In questo caso, l'apparato di alloggio è nello stato più stressante.
Un punto situato a una distanza di 25 cm, è chiamato punto migliore visione, poiché in questo caso tutti i dettagli dell'oggetto in esame sono distinguibili senza la massima tensione dell'apparato di alloggio, per cui l'occhio potrebbe non stancarsi a lungo.
Se l'occhio è focalizzato su un oggetto in un punto vicino, deve regolare la sua lunghezza focale e aumentare il suo potere di rifrazione. Questo processo avviene modificando la forma della lente. Quando un oggetto viene avvicinato all'occhio, la forma della lente cambia da una lente moderatamente convessa a una lente convessa.
Il cristallino è formato da una sostanza gelatinosa fibrosa. È circondato da una forte capsula flessibile e ha legamenti speciali che vanno dal bordo del cristallino alla superficie esterna del bulbo oculare. Questi legamenti sono costantemente tesi. La forma della lente cambia muscolo ciliare. La contrazione di questo muscolo riduce la tensione della capsula del cristallino, diventa più convesso e, per la naturale elasticità della capsula, assume una forma sferica. Al contrario, quando il muscolo ciliare è completamente rilassato, il potere di rifrazione del cristallino è minimo. D'altra parte, quando il muscolo ciliare è nello stato più contratto, il potere di rifrazione del cristallino diventa massimo. Questo processo è controllato dal sistema nervoso centrale.

Riso. 3. Sistemazione nell'occhio normale

Presbiopia

Il potere di rifrazione della lente può aumentare da 20 diottrie a 34 diottrie nei bambini. La sistemazione media è di 14 diottrie. Di conseguenza, il potere rifrattivo totale dell'occhio è di quasi 59 diottrie quando l'occhio è adattato per la visione a distanza e di 73 diottrie al massimo dell'accomodazione.
Quando una persona invecchia, il cristallino diventa più spesso e meno elastico. Pertanto, la capacità di una lente di cambiare forma diminuisce con l'età. Il potere di accomodazione diminuisce da 14 diottrie in un bambino a meno di 2 diottrie tra i 45 e i 50 anni e diventa 0 a 70 anni. Pertanto, l'obiettivo quasi non si adatta. Questa violazione di sistemazione è chiamata lungimiranza senile. Gli occhi sono sempre focalizzati a una distanza costante. Non possono ospitare sia la visione da vicino che quella da lontano. Pertanto, per vedere chiaramente a varie distanze, una persona anziana deve indossare lenti bifocali con il segmento superiore focalizzato per la visione da lontano e il segmento inferiore focalizzato per la visione da vicino.

errori di rifrazione

emmetropia . Si ritiene che l'occhio sarà normale (emmetrope) se i raggi luminosi paralleli provenienti da oggetti distanti vengono focalizzati nella retina con completo rilassamento del muscolo ciliare. Un tale occhio vede oggetti chiaramente distanti quando il muscolo ciliare è rilassato, cioè senza accomodamento. Quando si mettono a fuoco oggetti a distanza ravvicinata, il muscolo ciliare si contrae nell'occhio, fornendo un adeguato grado di accomodamento.

Riso. 4. Rifrazione di raggi luminosi paralleli nell'occhio umano.

Ipermetropia (ipermetropia). L'ipermetropia è anche conosciuta come lungimiranza. È dovuto alle piccole dimensioni del bulbo oculare o al debole potere rifrattivo del sistema di lenti dell'occhio. In tali condizioni, i raggi di luce paralleli non vengono rifratti dal sistema di lenti dell'occhio sufficientemente per portare il fuoco (rispettivamente, l'immagine) sulla retina. Per superare questa anomalia, il muscolo ciliare deve contrarsi, aumentando il potere refrattivo dell'occhio. Pertanto, una persona presbite è in grado di mettere a fuoco oggetti distanti sulla retina utilizzando il meccanismo dell'accomodazione. Per vedere oggetti più vicini, il potere dell'accomodazione non è sufficiente.
Con una piccola riserva di accomodamento, una persona presbite spesso non è in grado di accogliere l'occhio abbastanza da mettere a fuoco non solo oggetti vicini, ma anche lontani.
Per correggere l'ipermetropia, è necessario aumentare il potere di rifrazione dell'occhio. Per questo vengono utilizzate lenti convesse, che aggiungono potere di rifrazione alla potenza del sistema ottico dell'occhio.

Miopia . Nella miopia (o miopia), i raggi di luce paralleli provenienti da oggetti distanti sono focalizzati davanti alla retina, nonostante il muscolo ciliare sia completamente rilassato. Ciò accade a causa del bulbo oculare troppo lungo e anche a causa del potere di rifrazione troppo elevato del sistema ottico dell'occhio.
Non esiste alcun meccanismo mediante il quale l'occhio possa ridurre il potere di rifrazione del suo cristallino meno di quanto sia possibile con il completo rilassamento del muscolo ciliare. Il processo di accomodamento porta a un deterioramento della vista. Di conseguenza, una persona con miopia non può focalizzare oggetti distanti sulla retina. L'immagine può essere messa a fuoco solo se l'oggetto è abbastanza vicino all'occhio. Pertanto, una persona con miopia ha un punto lontano limitato di visione chiara.
È noto che i raggi che passano attraverso una lente concava vengono rifratti. Se il potere rifrattivo dell'occhio è troppo alto, come nella miopia, a volte può essere annullato da una lente concava. Utilizzando la tecnica laser è anche possibile correggere un eccessivo rigonfiamento corneale.

Astigmatismo . In un occhio astigmatico, la superficie refrattiva della cornea non è sferica, ma ellissoidale. Ciò è dovuto all'eccessiva curvatura della cornea in uno dei suoi piani. Di conseguenza, i raggi di luce che passano attraverso la cornea su un piano non vengono rifratti tanto quanto i raggi che la attraversano su un altro piano. Non vengono messi a fuoco. L'astigmatismo non può essere compensato dall'occhio con l'aiuto dell'accomodazione, ma può essere corretto con una lente cilindrica, che correggerà l'errore in uno dei piani.

Correzione delle anomalie ottiche con lenti a contatto

Recentemente, le lenti a contatto in plastica sono state utilizzate per correggere varie anomalie della vista. Sono posizionati contro la superficie anteriore della cornea e sono fissati con un sottile strato di lacrime che riempie lo spazio tra la lente a contatto e la cornea. Le lenti a contatto rigide sono realizzate in plastica dura. Le loro dimensioni sono 1 mm di spessore e 1 cm di diametro. Ci sono anche lenti a contatto morbide.
Le lenti a contatto sostituiscono la cornea come lato esterno dell'occhio e annullano quasi completamente la frazione del potere di rifrazione dell'occhio che normalmente si verifica sulla superficie anteriore della cornea. Quando si utilizzano le lenti a contatto, la superficie anteriore della cornea non svolge un ruolo significativo nella rifrazione dell'occhio. Il ruolo principale inizia a svolgere la superficie anteriore della lente a contatto. Ciò è particolarmente importante negli individui con cornee formate in modo anomalo.
Un'altra caratteristica delle lenti a contatto è che, poiché ruotano con l'occhio, forniscono un'area più ampia di visione chiara rispetto agli occhiali normali. Sono anche più user-friendly per artisti, atleti e simili.

Acuità visiva

La capacità dell'occhio umano di vedere chiaramente i dettagli fini è limitata. L'occhio normale può distinguere tra varie fonti di luce puntiformi situate a una distanza di 25 secondi d'arco. Cioè, quando i raggi di luce provenienti da due punti separati entrano nell'occhio con un angolo di oltre 25 secondi tra di loro, vengono visti come due punti. Non si possono distinguere travi con separazione angolare inferiore. Ciò significa che una persona con un'acuità visiva normale può distinguere due punti luminosi a una distanza di 10 metri se sono distanti 2 millimetri l'uno dall'altro.

Riso. 7. Massima acuità visiva per sorgenti luminose a due punti.

La presenza di questo limite è fornita dalla struttura della retina. Il diametro medio dei recettori nella retina è di quasi 1,5 micrometri. Una persona può normalmente distinguere tra due punti separati se la distanza tra loro nella retina è di 2 micrometri. Pertanto, per distinguere tra due piccoli oggetti, devono sparare due coni diversi. Almeno un cono non eccitato sarà tra di loro.

La percezione degli oggetti ambientali da parte di una persona avviene per proiezione su. I raggi luminosi entrano qui, passando attraverso un complesso sistema ottico.

Struttura

A seconda delle funzioni svolte dal dipartimento dell'occhio, afferma obaglaza.ru, ci sono parti che conducono la luce e che ricevono la luce.

Reparto guida luce

Il dipartimento di conduzione della luce comprende gli organi visivi di una struttura trasparente:

• fronte di umidità ;

La loro funzione principale, secondo obaglaza.ru, è quella di trasmettere la luce e rifrangere i raggi per la proiezione sulla retina.

Dipartimento di percezione della luce

La parte dell'occhio che percepisce la luce è rappresentata dalla retina. Passando un complesso percorso di rifrazione nella cornea e nel cristallino, i raggi di luce vengono focalizzati sul dorso in forma invertita. Nella retina, a causa della presenza di recettori, avviene l'analisi primaria degli oggetti visibili (differenza nella gamma cromatica, sensibilità alla luce).

Trasformazione del raggio

La rifrazione è il processo della luce che passa attraverso il sistema ottico dell'occhio, che ricorda obaglaza ru. Il concetto si basa sui principi delle leggi dell'ottica. La scienza ottica convalida le leggi del passaggio dei raggi luminosi attraverso vari mezzi.

1. Assi ottici

• Centrale: una linea retta (l'asse ottico principale dell'occhio) che passa attraverso il centro di tutte le superfici ottiche rifrattive.
• Visiva: i raggi di luce che cadono paralleli all'asse principale vengono rifratti e localizzati nel fuoco centrale.

2. Concentrati

Il fuoco frontale principale è il punto del sistema ottico in cui, dopo la rifrazione, i flussi luminosi degli assi centrale e visivo sono localizzati e formano un'immagine di oggetti distanti.

Trucchi aggiuntivi: raccoglie i raggi da oggetti posti a una distanza finita. Si trovano oltre il fuoco frontale principale, poiché per mettere a fuoco i raggi è necessario un angolo di rifrazione maggiore.

Metodi di ricerca

Per misurare la funzionalità del sistema ottico dell'occhio, prima di tutto, a seconda del sito, è necessario determinare il raggio di curvatura di tutte le superfici refrattive strutturali (lato anteriore e posteriore del cristallino e della cornea). Molti indicatori importanti sono anche la profondità della camera anteriore, lo spessore della cornea e del cristallino, la lunghezza e l'angolo di rifrazione degli assi visivi.

Puoi determinare tutte queste quantità e indicatori (tranne la rifrazione) usando:

• ultrasuoni;
• Metodi ottici;
• radiografie.

Correzione

La misurazione della lunghezza degli assi è ampiamente utilizzata nel campo del sistema ottico dell'occhio (microchirurgia, correzione laser). Con l'aiuto dei moderni progressi della medicina, afferma obaglaza.ru, è possibile eliminare una serie di patologie congenite e acquisite del sistema ottico (impianto del cristallino, manipolazioni sulla cornea degli occhi e delle sue protesi , eccetera.).