Глаз | |
---|---|
Принципиальная схема человеческого глаза. | |
Передний сегмент глаза человека - увеличенное изображение при осмотре с помощью щелевой лампы при рассеянном освещении, показывающее конъюнктиву, покрывающую белую склеру, прозрачную роговицу, фармакологически расширенный зрачок и катаракту | |
Подробности | |
Идентификаторы | |
латинский | Oculus ( множественное число : oculi) |
Анатомическая терминология [ редактировать в Викиданных ] |
У млекопитающих обычно есть пара глаз. Хотя зрение млекопитающих не так превосходно, как зрение птиц, оно, по крайней мере, является двухцветным для большинства видов млекопитающих, причем некоторые семейства (например, Hominidae ) обладают трехцветным восприятием цвета.
Эти размеры глазного яблока различаются только 1-2 мм между людьми. Вертикальная ось 24 мм; поперечная большая. При рождении он обычно составляет 16–17 мм, а к трем годам увеличивается до 22,5–23 мм. К 13 годам глаз достигает зрелого размера. Он весит 7,5 грамма, а его объем составляет примерно 6,5 мл. Вдоль линии, проходящей через узловую (центральную) точку глаза, проходит оптическая ось, которая расположена немного на пять градусов по направлению к носу от визуальной оси (то есть по направлению к фокусируемой точке к ямке.
Структура глаза млекопитающих имеет ламинарную организацию, которую можно разделить на три основных слоя или оболочки, названия которых отражают их основные функции: волокнистая оболочка, сосудистая оболочка и нервная оболочка.
Глаз млекопитающих также можно разделить на два основных сегмента: передний сегмент и задний сегмент.
Человеческий глаз - это не простая сфера, а как две соединенные сферы: меньшая, более резко изогнутая и большая, менее изогнутая сфера. Первый, передний сегмент - это передняя шестая часть глаза, которая включает структуры перед стекловидным телом : роговицу, радужную оболочку, цилиарное тело и хрусталик.
Внутри переднего сегмента есть два заполненных жидкостью пространства:
Водяная жидкость заполняет эти пространства в переднем сегменте и обеспечивает питательными веществами окружающие структуры.
Некоторые офтальмологи специализируются на лечении и лечении заболеваний и заболеваний переднего сегмента.
Задний сегмент является задней пять шестых глаз, который включает в себя переднюю гиалоидной мембрану и все оптические структуры позади него: в стекловидное тело, сетчатку, сосудистую оболочку и зрительного нерва.
Радиусы переднего и заднего отделов составляют 8 мм и 12 мм соответственно. Точка соединения называется лимбом.
С другой стороны хрусталика находится вторая жидкость, водянистая влага, которая со всех сторон ограничена хрусталиком, цилиарным телом, поддерживающими связками и сетчаткой. Он пропускает свет без преломления, помогает поддерживать форму глаза и подвешивает хрупкую линзу. У некоторых животных сетчатка содержит отражающий слой ( tapetum lucidum ), который увеличивает количество света, воспринимаемого каждой светочувствительной клеткой, что позволяет животному лучше видеть в условиях низкой освещенности.
Tapetum lucidum у животных, у которых он есть, может вызывать блеск для глаз, например, как в кошачьих глазах ночью. Эффект «красных глаз», отражение красных кровеносных сосудов, появляется в глазах людей и других животных, у которых нет tapetum lucidum, следовательно, нет блеска для глаз, и редко у животных, у которых есть tapetum lucidum. Эффект красных глаз - это фотографический эффект, не встречающийся в природе.
Некоторые офтальмологи специализируются на этом сегменте.
Над склерой и внутренней частью век находится прозрачная мембрана, называемая конъюнктивой. Он помогает смазывать глаза, выделяя слизь и слезы. Он также способствует иммунному надзору и помогает предотвратить попадание микробов в глаза.
У многих животных, включая людей, веки протирают глаза и предотвращают обезвоживание. Они вызывают слезы на глазах, которые содержат вещества, которые помогают бороться с бактериальной инфекцией как часть иммунной системы. У некоторых видов есть мигательная перепонка для дополнительной защиты. У некоторых водных животных есть второе веко в каждом глазу, которое преломляет свет и помогает им ясно видеть как над водой, так и под водой. Большинство существ автоматически реагируют на угрозу своим глазам (например, объект, движущийся прямо в глаза, или яркий свет), закрывая глаза и / или отворачивая глаза от угрозы. Моргание, конечно, тоже рефлекс.
У многих животных, включая человека, ресницы предотвращают попадание мелких частиц в глаза. Мелкие частицы могут быть бактериями, а также простой пылью, которая может вызвать раздражение глаз и привести к слезам и последующему нечеткому зрению.
У многих видов глаза вставлены в часть черепа, известную как глазницы или глазницы. Такое расположение глаз помогает защитить их от травм. У некоторых фокусные поля двух глаз перекрываются, обеспечивая бинокулярное зрение. Хотя у большинства животных есть определенная степень бинокулярного зрения, степень перекрытия во многом зависит от поведенческих требований.
У людей брови направляют текущие вещества (например, дождевую воду или пот) подальше от глаз.
Структура глаза млекопитающих полностью обязана задаче фокусировки света на сетчатке. Этот свет вызывает химические изменения в светочувствительных клетках сетчатки, продукты которых вызывают нервные импульсы, идущие в мозг.
В человеческом глазу свет попадает в зрачок и фокусируется линзой на сетчатке. Светочувствительные нервные клетки, называемые стержнями (для яркости), колбочками (для цвета) и ipRGC (по своей природе светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки ), не отображающие изображения, реагируют на свет. Они взаимодействуют друг с другом и отправляют сообщения в мозг. Палочки и колбочки обеспечивают зрение. IpRGC позволяют вовлекаться в 24-часовой цикл Земли, изменять размер зрачка и резко подавлять пинеальный гормон мелатонин.
Сетчатка содержит три формы светочувствительных клеток, две из которых важны для зрения, палочки и колбочки, в дополнение к подмножеству ганглиозных клеток, участвующих в регулировке циркадных ритмов и размера зрачка, но, вероятно, не участвующих в зрении.
Хотя структурно и метаболически сходны, функции палочек и колбочек совершенно разные. Стержневые клетки очень чувствительны к свету, что позволяет им реагировать в условиях тусклого и темного света; однако они не могут обнаружить различия в цвете. Это клетки, которые позволяют людям и другим животным видеть при лунном свете или при очень слабом доступе света (как в темной комнате). Конусные клетки, наоборот, нуждаются в высокой интенсивности света для ответа и имеют высокую остроту зрения. Различные клетки колбочек реагируют на световые волны разной длины, что позволяет организму видеть цвет. Переход от конического зрения к стержневому - вот почему в темноте становится меньше цветных объектов.
Различия между стержнями и конусами полезны; Помимо обеспечения видимости как в условиях недостаточной освещенности, так и в условиях освещенности, они имеют и другие преимущества. Ямка, непосредственно позади объектива, состоит в основном из плотно упакованных колбочек. Ямка дает человеку очень подробное центральное зрение, позволяя читать, наблюдать за птицами или выполнять любую другую задачу, которая в первую очередь требует пристального взгляда на вещи. Его потребность в свете высокой интенсивности действительно вызывает проблемы для астрономов, поскольку они не могут видеть тусклые звезды или другие небесные объекты, используя центральное зрение, потому что их света недостаточно для стимуляции колбочек. Поскольку колбочки все, что существует непосредственно в ямках, астрономы должны смотреть на звездах через «краешек глаза» ( предотвращено зрение ), где также существует удилище, и где свет является достаточным, чтобы стимулировать клетки, позволяя человек наблюдать слабые объекты.
И палочки, и колбочки светочувствительны, но по-разному реагируют на разные частоты света. Они содержат разные пигментированные фоторецепторные белки. Клетки палочек содержат белок родопсин, а клетки колбочек содержат разные белки для каждого цветового диапазона. Процесс, через который проходят эти белки, очень похож - подвергаясь воздействию электромагнитного излучения определенной длины волны и интенсивности, белок распадается на два составляющих продукта. Родопсин из палочек распадается на опсин и сетчатку ; иодопсин колбочек распадается на фотопсин и сетчатку. Разрушение приводит к активации трансдуцина, и это активирует циклическую GMP-фосфодиэстеразу, которая снижает количество открытых циклических нуклеотид-управляемых ионных каналов на клеточной мембране, что приводит к гиперполяризации ; эта гиперполяризация клетки приводит к снижению высвобождения передающих молекул в синапсе.
Различия между родопсином и йодопсинами являются причиной того, что колбочки и палочки позволяют организмам видеть в темноте и в условиях света - каждый из фоторецепторных белков требует разной интенсивности света для разложения на составляющие продукты. Кроме того, синаптическая конвергенция означает, что несколько стержневых клеток связаны с одной биполярной клеткой, которая затем соединяется с одной ганглиозной клеткой, с помощью которой информация передается в зрительную кору. Эта конвергенция прямо противоположна ситуации с колбочками, где каждая ячейка конуса соединена с одной биполярной ячейкой. Это расхождение приводит к высокой остроте зрения или высокой способности различать детали колбочек по сравнению с палочками. Если луч света достигнет только одной стержневой клетки, реакции клетки может быть недостаточно для гиперполяризации связанной биполярной клетки. Но поскольку несколько «сходятся» в биполярную клетку, достаточно молекул передатчика достигает синапсов биполярной клетки, чтобы гиперполяризовать ее.
Кроме того, цвет различим в связи с различным iodopsins из колбочек ; В нормальном человеческом зрении существует три различных вида, поэтому для создания цветового пространства нам нужны три разных основных цвета.
Небольшой процент ганглиозных клеток сетчатки содержит меланопсин и, следовательно, сам по себе является светочувствительным. Световая информация от этих клеток не участвует в зрении и достигает мозга не напрямую через зрительный нерв, а через ретиногипоталамический тракт, RHT. В качестве этой световой информации, в часы тела «сек присущая приблизительная 24-часовой езды на велосипеде корректируется ежедневно цикла свет / темнота природы. Сигналы от этих светочувствительных ганглиозных клеток играют, по крайней мере, еще две дополнительные роли. Они контролируют размер зрачка и приводят к резкому подавлению секреции мелатонина шишковидной железой.
Цель оптики глаза млекопитающих - передать на сетчатку четкое изображение зрительного мира. Из-за ограниченной глубины резкости глаза млекопитающих объект на одном расстоянии от глаза может проецировать четкое изображение, в то время как объект ближе или дальше от глаза - нет. Чтобы изображение было четким для объектов, находящихся на разном расстоянии от глаза, необходимо изменить его оптическую силу. Это достигается в основном за счет изменения кривизны линзы. Для удаленных объектов линзу нужно сделать более плоской; для ближних предметов линзу нужно делать толще и закруглять.
Вода в глазу может изменить оптические свойства глаза и размыть зрение. Он также может смыть слезную жидкость - вместе с ней защитный липидный слой - и может изменить физиологию роговицы из-за различий в осмоте между слезной жидкостью и пресной водой. Осмотические эффекты становятся очевидными при плавании в пресноводных бассейнах, потому что осмотический градиент втягивает воду из бассейна в ткань роговицы (вода в бассейне является гипотонической ), вызывая отек и, следовательно, оставляя пловца с «мутным» или «туманным» зрением на долгое время. вскоре после этого. Отек можно снять, промывая глаз гипертоническим раствором, который осмотически выводит лишнюю воду из глаза.