Как работает глаз для детей. Как устроен человеческий глаз и как он работает? Глаза как показатель состояния

Глаз - это орган зрительной системы, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения при помощи работы зрительного анализатора.

Зрительный анализатор состоит из воспринимающей части (глазного яблока с его вспомогательным аппаратом) и проводящих путей, по которым изображение, воспринятое глазом, передается в кору большого мозга, где расположены высшие зрительные центры.

Глазное яблоко имеет почти сферическую форму и диаметр около 24 мм. Оно состоит из 3 оболочек и содержимого (внутреннего ядра).

Оболочки глазного яблока

• склера (наружная волокнистая)
• сосудистая (средняя, пронизанная кровеносными сосудами)
• сетчатка (внутренняя чувствительная)

Наружная оболочка

Склера предназначена для придания глазу формы, поддержания его тонуса и защиты от внешних воздействий, а также служит местом прикрепления мышц. Она занимает 5/6 окружности глаза и имеет непрозрачный голубоватый или белый цвет (иногда склеру еще называют белком глаза).

Передняя часть - роговица , представляющая собой прозрачную волокнистую часть наружной оболочки глаза. Основная функция роговицы - преломление световых лучей, попадающих в глаз.

В этой зоне много нервных окончаний, поэтому даже попадание мелкой соринки вызывает боль.

У альбиносов в радужке нет пигмента, поэтому за счет просвечивания кровеносных сосудов глаза таких людей имеют красноватый цвет.

Средняя оболочка

Основные функции: питание глаза и образование водянистой влаги и стекловидного тела.

Передний отдел - радужка , представляющая собой насыщенный пигментный слой, благодаря которому глаз человека имеет цвет. Основная ее функция - регулирование процесса поступления света через зрачок (отверстие, которое расположено в центре радужки). Диаметр зрачка обычно равен 3 мм, однако он меняется в зависимости от освещения и состояния нервной системы. При сильном возбуждении зрачок способен расшириться до 8 мм; минимальный его размер - 1 мм.

Ресничное тело - продолжение радужки, кольцо диаметром около 8 мм. В передней его части имеются отростки - ресничные венчики . Основные функции ресничного тела: изменение преломляющей силы хрусталика и выработка из крови прозрачной водянистой влаги для глаза.

Внутренняя оболочка

Основная функция сетчатки - принятие световых образов и передача их в головной мозг. Сетчатка состоит из 10 слоев светочувствительных клеток - колбочек и палочек (названы так из-за их формы). Палочки обеспечивают светоощущение, а колбочки позволяют различать цвет и форму предметов. Благодаря палочкам человек способен видеть в сумерках и при низкой освещенности.

В сетчатке выделяются желтое пятно - место наибольшей остроты зрения и слепое пят¬но - область, нечувствительная к свету.

Содержимое глазного яблока (ядро)

• внутренние полости, заполненные прозрачной водяной жидкостью (внутриглазная жидкость)
• хрусталик
• стекловидное тело

Внутриглазная жидкость предназначена для пропускания к сетчатке световых лучей и их преломления.

Хрусталик - это внутренний орган глазного яблока, не имеющий сосудов и нервов и выполняющий роль двояковыпуклой линзы. Он преломляет и фокусирует световые лучи таким образом, чтобы на сетчатке возникало четкое изображение.

Стекловидное тело , расположенное между хрусталиком и задней стенкой глазного яблока, не имеет сосудов и представляет собой студенистую массу наподобие прозрачного геля. Основная функция - поддержание формы и тонуса глаза.

Защитные и двигательные приспособления

Глаз на 2/3 погружен в полость глазницы и защищен спереди от внешних воздействий двумя подвижными заслонками - веками , которые покрыты кожей, состоящей из рыхлой подкожной клетчатки. Под кожей находится круговая мышца глаза, с помощью которой человек моргает, зажмуривается и смыкает веки во сне. На краях век располагаются ресницы .

Конъюнктива , оболочка, покрывающая тыльную сторону век и переднюю поверхность глазного яблока, снабжена большой лимфатической сетью, защищающей глаз от инфекции.

Слезный аппарат состоит из слезной железы и слезовыводящих путей. Его функции - облегчение движения век и увлажнение части глазного яблока, контактирующей с воздухом.

Глазные мышцы . Движение глаза, регулируемое головным мозгом, синхронное. Оно осуществляется 6 мышцами (4 прямыми и 2 косыми) в следующих в направлениях.

• Верхняя прямая мышца - вверх и внутрь.
• Нижняя прямая мышца - вниз и внутрь.
• Внутренняя прямая мышца - внутрь.
• Наружная прямая мышца - наружу.
• Верхняя косая мышца - вниз и наружу.
• Нижняя косая мышца - вверх и наружу.

Кроме того, под кожей века находится круговая мышца глаза, с помощью которой человек моргает, зажмуривается и смыкает веки во сне.

Чтобы увлажнять и очищать глаза, мышцы века напрягаются до 20 000 раз в день. В течение 30 мин человек не видит: именно столько времени в среднем тратится на моргание.

Запутанная схема, напоминающая устройство фотоаппарата, отображает строение глаза человека. Он представлен шарообразным парным органом зрения, с помощью которого мозг получает множество информации об окружающей среде. Человеческий глаз составляют три слоя: наружная оболочка глаза - склера и роговица, средний - сосудистая оболочка и хрусталик и внутренний - сетчатка. Анатомия черепа, где расположен зрительный орган человека, надежно защищает его от внешних повреждений, однако его структура очень уязвима к механическим, физическим и химическим воздействиям.

Строение глазного яблока

Структурная схема имеет наиболее сложное строение после головного мозга. Белочная оболочка представлена склерой, которая образует шарообразную форму. В ее состав входит белая фиброзная ткань. Это наружный слой. Склера соединяется с мышцами, которые обеспечивают движение глазных яблок. Спереди склеры расположена роговица, а сзади расположено прохождение зрительного нерва.

Анатомия среднего слоя представлена сосудистой оболочкой, которая включает в себя сосуды, расположенные в задней части глаз, радужную оболочку и циллиарное тело, состоящее из множества мельчайших волокон, образующих ресничный поясок. Его основная функция - поддержание хрусталика. В центре радужки находится зрачок. Его размер изменяется благодаря работе мышц, окружающих хрусталик. В зависимости от освещения зрачок может расширяться либо сужаться. Внутреннюю оболочку образует сетчатка, состоящая из фоторецепторов - палочек и колбочек.

Анатомия глазного яблока

Таблица характеризует строение и функции глаза с описанием важнейших структурных функций, которые приводят в действие все аппараты зрения, без которых человек не мог бы нормально видеть:

Строение человеческого глаза отличается от всех биологических представителей Земли имеющимися белками глаз.

Оптическая система и зрение

Схема устройства зрения у человека рассчитана на преломление и фокусировку света. При этом в задней глазной области появляется мельчайший световой образ видимого объекта, который далее передается в мозг в качестве нервных импульсов. Зрительный процесс имеет строгую последовательность. После попадания света в глаза, он проходит через роговицу. Преломляясь, лучи света сближаются друг с другом. Следующий регулирующий элемент зрительного описания - хрусталик. С его помощью происходит фиксация лучей света позади сетчатки, где расположены светочувствительные палочки и колбочки, они передают электрический поток в мозг по зрительному нерву.

Распознавание и построение информации происходит в зрительной коре, расположенной в затылочной части мозга. Полученная информация от правого и левого глаза смешивается, образуя единую картинку. Все изображения, получаемые сетчаткой, имеют перевернутый вид и далее корректируются мозгом.

Зрение и слух развиты у человека гораздо лучше, чем обоняние. Светочувствительные клетки и клетки, улавливающие звуки, собраны у нас, как и у всех высокоразвитых животных, в особых органах — глазах и ушах.

Как и у фотоаппарата, у нашего глазе есть «окошко объектива» (роговица), в диафрагма» (радужная оболочка), «регулируемая линза» (хрусталик) и светочувствительный слой» (сетчатка, лежащая в глубине глаза). Клетки сетчатки посылают по зрительному нерву сигналы в кору головного мозга.

В глазу человека есть два вида светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки различают темное и светлое. Колбочки воспринимают цвет. Клетки обоих видов расположены на сетчатке — тонкой, пронизанной кровеносными сосудами внутренней оболочке глазного яблока. Вообще же глазное яблоко состоит из нескольких плотных слоев соединительной ткани, которые придают ему форму.

Благодаря хрусталику все, что мы видим, отражается на сетчатке глаза в перевернутом виде. Однако головной мозг исправляет искаженную картину. Вообще он легко ко всему приспосабливается. Вздумай кто-нибудь неделями напролет стоять на голове, вскоре вместо перевернутых картинок он снова станет видеть нормальные, «поставленные на ноги», изображения.

1. Зрительный нерв; 2. Мышца; 3. Лобная кость; 4. Роговица; 5. Мышца

Передняя часть глазного яблока — роговица — прозрачная, словно стекло: она пропускает свет внутрь глаза. Затем свет улавливается «диафрагмой» глаза — радужной оболочкой — и собирается в пучок. Пигментные клетки радужной оболочки придают глазам определенный цвет Если пигмента много, глаза окрашены в коричневый цвет, если его мало или совсем нет — в зеленовато-серые и голубые тона. Далее свет проникает в зрачок — отверстие в радужной оболочке, окруженное двумя маленькими мышцами. На ярком свету одна мышца сужает зрачок, другая расширяет его, если темно. Миновав зрачок, световые лучи попадают прямо на хрусталик — эластичный орган, который все время старается принять форму шара. Мешает ему кольцо из мышц: они постоянно растягиваются и уменьшают выпуклость хрусталика. Итак, хрусталик легко меняет свою кривизну. Поэтому лучи света падают именно на усеянный палочками и колбочками слой сетчатки, и мы отчетливо видим предметы. Когда мы рассматриваем близко расположенные предметы, хрусталик становится выпуклым и сильнее преломляет лучи, а когда далеко отстоящие от нас предметы — он становится более плоским и слабее преломляет лучи. С возрастом хрусталик теряет эластичность. Чтобы как-то поправить беду, приходится помогать нашей естественной линзе — хрусталику — и пользоваться очками.

Подобно фотоаппарату, глаз снабжен «окошком объектива», «диафрагмой», «регулируемой линзой» и «светочувствительным слоем», напоминающим фотопленку. Только слой этот — часть самого глаза, его сетчатка. И все же человек видит больше, чем фотокамера Ведь он смотрит на мир двумя глазами. И левый, и правый глаза видят предметы по-своему. Наш мозг сравнивает два полученных изображения и по ним судит о форме увиденного Поэтому-то у людей есть пространственное зрение. А вот, например, у курицы глаза посажены по бокам головы, и объемным зрением она не наделена.

Близорукость и дальнозоркость

Почти каждый третий страдает нарушениями зрения. Близорукость и дальнозоркость встречаются наиболее часто, но очень хорошо корректируются с помощью очков или контактных линз. Близорукость возникает в результате патологии глаза. Близорукий человек может четко видеть вблизи, но при взгляде вдаль изображение становится очень размытым. Дальнозоркость - следствие нормального старения глаза. Начиная с 40 лет мы видим вблизи все менее четко, так как с годами хрусталик утрачивает гибкость.

Через глаза человек получает более 80% информации об окружающем мире. Через глаз мозг распознает знакомые предметы и исследует новые.

Устройство глаза:
• 1- мышца, опускающая верхнее веко
• 2 - слезная жидкость смывает при моргании пыль и микробов
• 3 - роговица
• 4 - радужная оболочка
• 5 - зрачок
• 6 - хрусталик
• 7 - склера
• 8 - сосудистая оболочка
• 9 - сетчатка
• 10 - изображение на сетчатке
• 11 - нижняя прямая мышца глаза.

Работа глаза напоминает работу фотоаппарата (хотя, наверное, правильнее будет сказать, что это конструкция фотоаппарата повторяет сотворенное природой устройство глаза) - свет, отраженный от предмета проходит через хрусталик, выполняющий роль двояковыпуклой линзы, и фокусируется на поверхности сетчатой оболочки (сетчатки). Сетчатка содержит светочувствительные клетки, так называемые палочки и колбочки. В сетчатке человеческого глаза таких клеток 130 миллионов. В них информация об интенсивности светового потока и длине волны (цвете) преобразуется в нервные импульсы, которые по зрительному импульсу поступают в мозг. За восприятия цвета предмета отвечают колбочки. Они различают все цвета, но только если интенсивность света достаточна. Поэтому, в сумерках человек видит лишь очертания предметов. Если некоторые виды чувствительных клеток в глазу отсутствуют, либо чувствительность их снижена, то человек не различает некоторые оттенки цветов.

Чтобы изображение было четким, фокусное расстояние линзы - хрусталика - должно подстраиваться под расстояние до объекта. Это обеспечивается специальными мышцами - мышцами аккомодации или ресничными мышцами, растягивающими хрусталик, тем самым меняя его кривизну. По напряжению мышцы, человек ощущает расстояние до предмета.

Склера - плотное наружное покрытие глаза. Сосудистая оболочка насыщена кровеносными сосудами, обеспечивающими насыщение клеток глаза кислородом и питательными веществами. Роговица - передняя, прозрачная часть глаза - защищает чувствительный глаз от пыли, микробов. Кроме того, она выполняет роль дополнительной линзы постоянной кривизны, фокусируя входящий поток света на хрусталик. Роговицу обслуживают веки, очищающие глаза и слезные железы, увлажняющие роговицу (прослеживается аналогия с автомобильными дворниками). В случае опасности веки смыкаются и защищают глаза.

Чтобы яркий свет не повредил сетчатку, зрачок - отверстие в центре глаза - имеет свойство сужаться, тем самым уменьшая световой поток. Любопытно, что зрачек может расширяться так же под воздействием некоторых лекарств и наркотических препаратов, под психологическим воздействием, а так же в случае, если человек испытывает боль.

Подвижность глазного яблока обеспечивают шесть длинных тонких мышц. Они тянут глаз, заставляя его поворачиваться в нужную сторону.

Интересно, что зрительные нервы от двух глаз в мозгу частично расходятся и перекрещиваются так, что каждое полушарие видит лишь половинкой каждого глаза.

Глазной аппарат является стереоскопическим и в организме отвечает за правильное восприятие информации, точность ее обработки и дальнейшую передачу в мозг.

Правая часть сетчатки, посредством передачи через зрительный нерв, отправляет в мозг информацию правой доли изображения, левая часть передает левую долю, в итоге, мозг соединяет обе, и получается общая зрительная картинка.

Хрусталик фиксируется тонкими нитями, один конец которых плотно вплетен в хрусталик, его капсулу, а другой конец соединен с ресничным телом.

При изменении натяжения нитей, происходит процесс аккомодации . Хрусталик лишен лимфатических сосудов и кровеносных, а также нервов.

Он обеспечивает глаз проведением света и светопреломлением, наделяет его функцией аккомодации, и является разделителем глаза на задний отдел и передний отдел.

Стекловидное тело

Стекловидное тело глаза является самым большим образованием. Это вещество без цвета гелеобразной субстанции, которое образовано в виде шарообразной формы, в сагиттальном направлении оно сплющено.

Стекловидное тело состоит из вещества гелеобразной субстанции органического происхождения, мембраны и стекловидного канала.

Перед ним находится хрусталик, зонулярная связка и цилиарные отростки, задняя его часть вплотную подходит к сетчатке. Соединение стекловидного тела и сетчатки происходит у зрительного нерва и в части зубчатой линии, где находится плоская часть цилиарного тела. Данная область является основание стекловидного тела, а ширина этого пояса 2-2,5 мм.

Химический состав стекловидного тела: 98,8 гидрофильный гель, 1,12% сухой остаток. При возникновении кровоизлияния, тромбопластическая активность стекловидного тела резко возрастает.

Такая особенность направлена на остановку кровотечения. В нормальном состоянии стекловидного тела фибринолитическая активность отсутствует.

Питание и поддерживание среды стекловидного тела обеспечивается диффузией питательных веществ, которые через стекловидную мембрану, поступают в тело из внутриглазной жидкости и осмосом.

В стекловидном теле нет сосудов и нервов, а биомикроскопическая его структура представляет различных форм лент серого цвета с белыми крапинками. Между лентами находятся участки без цвета, совершенно прозрачные.

Вакуоли и помутнения в стекловидном теле проявляются с возрастом. В случае, когда происходит частичная потеря стекловидного тела, место заполняется внутриглазной жидкостью.

Камеры с водянистой влагой

У глаза две камеры, которые заполнены водянистой влагой. Влага образуется из крови отростками цилиарного тела. Ее выделение происходит сначала в переднюю камеру, затем она попадает в переднюю камеру.

В переднюю камеру водянистая влага поступает через зрачок. В сутки глаз человека производит от 3 до 9 мл влаги. В водянистой влаге присутствуют вещества, которые питают хрусталик, эндотелий роговицы, переднюю часть стекловидного тела, а также трабекулярную сеть.

В ней находится иммуноглобулины, которые помогают удалять опасные факторы из глаза, его внутренней части. Если отток водянистой влаги нарушен, то это может развить такое глазное заболевание, как глаукома , а также к повышению давления внутри глаза.

В случаях нарушения целостности глазного яблока, потеря водянистой влаги приводит к гипотонии глаза.

Радужная оболочка

Радужная оболочка – авангардный отдел сосудистого тракта . Располагается она сразу за роговицей, между камерами и перед хрусталиком. Радужная оболочка имеет круглую форму и расположена вокруг зрачка.

Состоит она из пограничного слоя, стромального слоя и пигментно-мышечного слоя. У нее неровная поверхность с рисунком. В радужной оболочке присутствуют клетки пигментного характера, которые и отвечают за цвет глаз.

Главные задачи радужки: регулирование светового потока, который проходит на сетчатку глаза через зрачок и защита светочувствительных клеток. От правильного функционирования радужки зависит острота зрения.

У радужной оболочки две группы мышц. Одна группа мышц дислоцируется вокруг зрачка и регулирует его уменьшение, другая группа дислоцируется радиально по толщине радужной оболочки, регулируя расширение зрачка. Радужная оболочка имеет множество кровеносных сосудов.

Сетчатка

Является оптимально тонкой оболочкой нервной ткани и представляет тобой периферический отдел зрительного анализатора. В сетчатке присутствуют фоторецепторные клетки, которые отвечают за восприятие, а также, за преобразование в нервные импульсы электромагнитного излучения. Она прилегает с внутренней стороны к стекловидному телу, а к сосудистому слою глазного яблока – снаружи.

У сетчатки две части. Одна часть – зрительная, другая – слепая часть, которая не содержит фоточувствительных клеток. Внутренняя структура сетчатки разделяется на 10 слоев.

Главная задача сетчатки – принимать световой поток, обрабатывать его, переводя в сигнал, который образует в себе полную и закодированную информацию о зрительной картинке.

Зрительный нерв

Зрительный нерв – переплетение нервных волокон. Среди этих тонких волокон находится центральный канал сетчатки. Исходная точка зрительного нерва находится в ганглиозных клетках, далее его формирование происходит путем прохождения через оболочку склеры и обрастания нервных волокон менингеальными структурами.

Глазной нерв имеет три слоя – твердый, паутинный, мягкий. Между слоями находится жидкость. Диаметр зрительного диска составляет около 2 мм.

Топографическое строение зрительного нерва:

• внутриглазной;
• внутриорбитальный;
• внутричерепной;
• внутриканальцевый;

Принцип работы глаза человека

Световой поток проходит через зрачок и сквозь хрусталик приводится в фокус на сетчатке. Сетчатка богата светочувствительными палочками и колбочками, которых в человеческом глазу более 100 миллионов.

Видео: "Процесс зрения"

Палочки обеспечивают чувствительность к свету, а колбочки дают глазам свойство различать цвета и небольшие детали. После преломления светового потока, сетчатка трансформирует картинку в нервные импульсы. Далее эти импульсы переходят в мозг, который обрабатывает поступившую информацию.

Болезни

Болезни, связанные с нарушением строения глаз, могут вызываться как неправильным расположением его частей по отношению друг к другу, так и внутренними дефектами этих частей.

К первой группе относятся заболевания, приводящие к снижению остроты зрения:

• Близорукость . Характеризуется увеличенной по сравнению с нормой длиной глазного яблока. Это приводит к фокусировке света, проходящего через хрусталик, не на сетчатке, а перед ней. Нарушается способность видеть предметы, находящиеся на удалении от глаз. Близорукости соответствует отрицательное число диоптрий при измерении остроты зрения.
• Дальнозоркость . Является следствием уменьшения длины глазного яблока или утери хрусталиком эластичности. В обоих случаях снижаются аккомодационные возможности, нарушается правильная фокусировка изображения, световые лучи сходятся за сетчаткой. Нарушается способность видеть предметы, расположенные вблизи. Дальнозоркости соответствует положительное число диоптрий.
• Астигматизм . Для этого заболевания характерно нарушение сферичности глазной оболочки из-за дефектов хрусталика или роговицы. Это приводит к неравномерному схождению поступающих в глаз лучей света, четкость получаемого мозгом изображения нарушается. Астигматизму нередко сопутствует близорукость или дальнозоркость.

Патологии, связанные с функциональными нарушениями тех или иных частей органа зрения:

• Катаракта . При этом заболевании хрусталик глаза мутнеет, нарушаются его прозрачность и способность к проведению света. В зависимости от степени помутнения, нарушения зрения могут быть разными вплоть до полной слепоты. У большинства людей катаракта возникает в старости, но не прогрессирует до тяжелых стадий.
• Глаукома – патологическое изменение внутриглазного давления. Может провоцироваться множеством факторов, например, уменьшением передней камеры глаза или развитием катаракты.
• Миодезопсия или «летающие мушки» перед глазами . Характеризуется появлением черных точек в поле зрения, которые могут быть представленными в разных количествах и размерах. Точки возникают из-за нарушений в строении стекловидного тела. Но у этого недуга причины не всегда являются физиологическими – «мушки» могут появляться из-за переутомления или после перенесения инфекционных заболеваний.
• Косоглазие . Провоцируется изменением правильного положения глазного яблока по отношению к глазной мышце или нарушением работы глазных мышц.
• Отслоение сетчатки. Сетчатая оболочка и задняя сосудистая стенка отделяются друг от друга. Это происходит из-за нарушения герметичности сетчатки, случающегося при разрывах ее тканей. Отслоение проявляется помутнением очертания предметов перед глазами, появлением вспышек в виде искр. Если из поля зрения выпадают отдельные углы, это значит, что отслоение приняло тяжелые формы. При отсутствии лечения наступает полная слепота.
• Анофтальм – недостаточная развитость глазного яблока. Редкая врожденная патология, причина которой заключается в нарушении формирования лобных долей мозга. Анофтальм может быть и приобретенным, тогда он развивается после хирургических операций (например, по удалению опухолей) или тяжелых травм глаз.

Профилактика

• Следует заботиться о здоровье кровеносной системы, в особенности той ее части, которая отвечает за приток крови к голове. Многие дефекты зрения возникают из-за атрофии и повреждения глазных и головных нервов.
• Нельзя допускать перенапряжения глаз. При работе, связанной с постоянным рассмотрением мелких объектов, нужно делать регулярные перерывы с проведением глазной гимнастики. Рабочее место должно обустраиваться так, чтобы яркость освещения и расстояния между предметами были оптимальными.
• Поступление в организм достаточного количества минералов и витаминов – это еще одно условие сохранения зрения здоровым. Особенно для глаз важны витамины C, E, A и такие минералы, как цинк.
• Правильная глазная гигиена позволяет предотвратить развитие воспалительных процессов, осложнения которых могут значительно ухудшить зрение.

Доцент кафедры глазных болезней. | Главный редактор сайта

Занимается экстренной, амбулаторной и плановой офтальмологией. Проводит диагностику и консервативное лечение дальнозоркости, аллергических заболеваний век, близорукости. Выполняет зондирование, удаление инородных тел, осмотр глазного дна с трехзеркальной линзой, промывание носослёзных каналов.