З першого дня появи дитини на світ зір допомагає йому пізнавати навколишній світ. За допомогою очей людина бачить чудовий світ фарб і сонця, зримо сприймає колосальний потік інформації. Очі дають людині можливість читати і писати, знайомитися з творами мистецтва і літератури. Будь-яка професійна робота вимагає від нас гарного, повноцінного зору.

На людину постійно діє безперервний потік зовнішніх подразників і різноманітна інформація про процеси всередині організму. Зрозуміти цю інформацію і правильно відреагувати на велику кількість відбуваються навколо подій дозволяють людині органи чуття. Серед подразників зовнішнього середовища для людини особливо велике значення мають зорові. Велика частина наших відомостей про зовнішній світ пов'язана із зором. Зоровий аналізатор (зорова сенсорна система) є найважливішим з усіх аналізаторів, тому що він дає 90% інформації, яка йде до мозку від усіх рецепторів. За допомогою очей ми не тільки сприймаємо світ і дізнаємося колір об'єктів навколишнього світу, а й отримуємо уявлення про форму предметів, їх віддаленості, розмірах, висоті, ширині, глибині, інакше кажучи, про їх просторовому розташуванні. І все це завдяки тонкому і складному будові очей і їх зв'язків з корою головного мозку.

Будова очі. Допоміжний апарат ока

око  - знаходиться в орбітальній западині черепа - в очній ямці, ззаду і з боків оточений м'язами, які його рухають. Він складається з очного яблука із зоровим нервом і допоміжних апаратів.

око - самий рухливий з усіх органів людського організму. Він здійснює постійні руху, навіть у стані уявного спокою. Дрібні руху очей (мікрорухи) відіграють значну роль в зоровому сприйнятті. Без них неможливо було б розрізняти предмети. Крім того, очі роблять помітні руху (макрорухи) - повороти, переклад погляду з одного предмета на інший, стеження за рухомими предметами. Різні руху очі, повороти в сторони, вгору, вниз забезпечують окорухових м'язи, розташовані в очниці. Всього їх шість. Чотири прямі м'язи кріпляться до передньої частини склери - і кожна з них повертає очей у свій бік. А дві косі м'язи, верхня і нижня, прикріплюються до задньої частини склери. Узгоджена дія окорухових м'язів забезпечує одночасний поворот очей в ту чи іншу сторону.

Орган зору потребує захисту від пошкоджень для нормального розвитку і роботи. Захисними пристосуваннями очей є брови, повіки і слізна рідина.

брова  - парна дугоподібна складка товстої шкіри, покрита волоссям, в яку вплітаються лежать під шкірою м'язи. Брови відводять піт з чола і служать для захисту від дуже яскравого світла. повіки  закриваються рефлекторно. При цьому вони ізолюють сітківку від дії світла, а рогівку і склеру - від будь-яких шкідливих впливів. При моргання відбувається рівномірний розподіл слізної рідини по всій поверхні ока, завдяки чому очей охороняється від висихання. Верхню повіку більше, ніж нижня, і його піднімає м'яз. Повіки закриваються за рахунок скорочення кругового м'яза ока, що має циркулярну орієнтацію м'язових волокон. По вільному краю століття розташовуються вії, Які захищають очі від пилу і занадто яскравого світла.

слізний апарат. Слізна рідина виробляється спеціальними залозами. Вона містить 97,8% води, 1,4% органічних речовин і 0,8% солей. Сльози зволожують рогівку і сприяють збереженню її прозорості. Крім того, вони змивають з поверхні ока, а іноді і століття потрапили туди сторонні предмети, смітинки, пил і т.п. У слізної рідини містяться речовини, що вбивають мікробів через слізні канальці, отвори яких розташовані у внутрішніх куточках очей, потрапляє в так званий слізний мішок, а вже звідси - в носову порожнину.

Очне яблуко має не зовсім правильну кулясту форму. Діаметр очного яблука становить приблизно 2,5 см. У русі очного яблука бере участь шість м'язів. З них чотири прямі і дві косі. М'язи лежать всередині очниці, починаються від її кісткових стінок і прикріплюються до білкову оболонку очного яблука позаду рогівки. Стінки очного яблука утворені трьома оболонками.

оболонки ока

Зовні воно покрите білковою оболонкою ( склерою). Вона сама товста, міцна і забезпечує очному яблуку певну форму. Білкова становить приблизно 5/6 частина зовнішньої оболонки, вона непрозора, білого кольору і частиною видно в межах очної щілини. Білкова оболонка - дуже міцна сполучнотканинна оболонка, яка покриває весь очей і захищає його від механічних і хімічних ушкоджень.

Передня частина цієї оболонки прозора. Вона називається - рогівкою. Рогівка має бездоганну чистоту і прозорість завдяки тому, що постійно протирається миготливим століттям і промивається сльозою. Рогівка - єдине місце в білковій оболонці, через який всередину очного яблука проникають промені світла. Склера і рогівка - досить щільні утворення, що забезпечують оці збереження форми і запобігання його внутрішньої частини від різних зовнішніх шкідливих впливів. За рогівкою знаходиться кристально прозора рідина.

Зсередини до склери прилягає друга оболонка ока - судинна. Вона рясно забезпечена кровоносними судинами (виконує живильну функцію) і пігментом, що містить барвник. Передня частина судинної оболонки називається райдужної. Що знаходиться в ній пігмент обумовлює колір очей. Забарвлення райдужки залежить від кількості пігменту меланіну. Коли його багато - очі темно або світло-карі, а коли мало - сірі, зеленуваті або блакитні. Людей з відсутністю меланіну називають альбіноса. У центрі райдужної оболонки є невеликий отвір - зіницю, Який, звужуючись або розширюючись, пропускає, то більше, то менше світла. Райдужка відділяється від власне судинної оболонки війковими тілом. У товщі його знаходиться війкового м'яз, на тонких пружних нитках якої підвішений - кришталик  - прозоре тіло, схоже на лупу, крихітна двоопуклої лінзи діаметром 10 мм. Він заломлює промені світла і збирає їх у фокусі на сітківці. При скороченні або розслабленні війкового м'яза кришталик змінює свою форму - кривизну поверхонь. Це властивість кришталика дозволяє чітко бачити предмети як на близькому, так і на далекій відстані.

Третя, внутрішня оболонка ока - сітчаста. Сітківка має складну будову. Вона складається з світлочутливих клітин - фоторецепторів  і сприймає світло, що надходить в око. Вона розташована тільки на задній стінці ока. У сітківці розрізняють десять шарів клітин. Особливо важливе значення мають клітини, що отримали назву колбочок і паличок. У сітчастій оболонці палички і колбочки розташовані нерівномірно. Палички (близько 130 млн.) Відповідають за сприйняття світла, а колбочки (близько 7 млн.) - за колірне сприйняття.

Палички і колбочки мають в зоровому акті різне призначення. Перші працюють на мінімальній кількості світла і складають сутінковий апарат зору; колбочки ж діють при великих кількостях світла і служать для денної діяльності апарату зору. Різна функція паличок і колбочок забезпечує високу чутливість очі до дуже високим і низьким освітленням. Здатність ока пристосовуватися до різної яскравості освітлення називається адаптацією.

Око людини здатний розрізняти нескінченну різноманітність колірних відтінків. Сприйняття різноманіття кольорів забезпечують колбочки сітківки. Колбочки чутливі до квітів тільки при яскравому світлі. При слабкому освітленні сприйняття кольорів різко погіршується, і всі предмети в сутінках здаються сірими. Колбочки і палички діють разом. Від них відходять нервові волокна, що утворюють потім зоровий нерв, що виходить з очного яблука і прямує в головний мозок. Зоровий нерв складається приблизно з 1 млн. Волокон. У центральній частині зорового нерва проходять судини. У місці виходу зорового нерва палички і колбочки відсутні, внаслідок чого світло цією ділянкою сітківки не сприймається.

Зоровий нерв ( провідні шляхи)

Сітківка ока є первинним нервовим центром обробки зорової інформації. Місце виходу із сітківки зорового нерва називається диском зорового нерва ( сліпа пляма). У центрі диска в сітківку входить центральна артерія сітківки. Зорові нерви проходять в порожнину черепа через канали зорових нервів.

На нижній поверхні головного мозку утворюється перехрест зорових нервів - хіазма, Але перехрещуються лише волокна, що йдуть від медіальних частин сетчаток. Ці перехресні зорові шляхи називаються зоровими трактами. Більшість волокон зорового тракту спрямовуються в латеральное коленчатое тіло, головного мозку. Латеральное коленчатое тіло має шарувату будову і названо так тому, що його шари згинаються зразок коліна. Нейрони цієї структури спрямовують свої аксони через внутрішню капсулу, потім в складі зорової радіації до клітин потиличної частки кори великих півкуль біля шпорної борозни. Цим шляхом іде інформація тільки про зорових стимулів.

функції зору

системи	Придатки і частини ока	функції
допоміжні	брови	Відводять піт з чола
	повіки	Захищають очі від світлових променів, пилу, пересихання
	слізний апарат	Сльози змочують, очищають, дезінфікують
Оболонки очного яблука	белочная	Захист від механічного та хімічного впливу. Вмістилище всіх частин очного яблука.
	судинна	харчування очі
	сітківка	Сприйняття світла, светорецептори
оптична	рогівка	Переломлює промені світла
	водяниста волога	Пропускає промені світла
	Райдужна оболонка (райдужка)	Містить пігмент, що надає колір оці, регулює отвір зіниці
	зіниця	Регулює кількість світла, розширюючись і звужуючись
	кришталик	Переломлює і фокусує промені світла, володіє акомодацією
	Скловидне тіло	Заповнює очне яблуко. пропускає промені світла
Световоспрінімающая (зоровий рецептор)	Фоторецептори (нейрони)	Палички сприймають форму (зір при слабкому освітленні); колбочки - колір (колірний зір).
	Зоровий нерв	Сприймає збудження рецепторних клітин і передає в зорову зону кори головного мозку, де відбувається аналіз збудження і формування зорових образів

Око як оптичний прилад

Паралельним потоком світлове випромінювання потрапляє на райдужна оболонку (виконує роль діафрагми), з отвором, через яке світло надходить в око; еластичний кришталик - це своєрідна двоопуклої лінзи, фокусуються зображення; еластична порожнину (склоподібне тіло), що надає оку сферичну форму і утримує на своїх місцях його елементи. Кришталик і склоподібне тіло мають властивості передавати структуру видимого зображення з найменшими спотвореннями. Регулюючі органи керують мимовільними рухами очі і пристосовують його функціональні елементи до конкретних умов сприйняття. Вони змінюють пропускну здатність діафрагми, фокусна відстань лінзи, тиск всередині еластичною порожнини і інші характеристики. Керують цими процесами центри в середньому мозку за допомогою безлічі чутливих і виконавчих елементів, розподілених по всьому очного яблука. Вимірювання світлових сигналів відбувається у внутрішньому шарі сітківки, що складається з безлічі фоторецепторів, здатні перетворювати світлове випромінювання в нервові імпульси. Фоторецептори в сітківці розподілені нерівномірно, утворюючи три області сприйняття.

перша - область огляду  - знаходиться в центральній частині сітківки. Щільність фоторецепторів в ній найвища, тому вона забезпечує чітке кольорове зображення предмета. Все фоторецептори в цій області за своїм устроєм в принципі однакові, відрізняються вони лише виборчої чутливістю до довжин хвиль світлового випромінювання. Одні з них найбільш чутливі до випромінювань (середня частини), другі - у верхній частині, треті - в нижній. У людини є три види фоторецепторів, що реагують на сині, зелені та червоні кольори. Тут же, в сітківці, вихідні сигнали цих фоторецепторів спільно обробляються в результаті чого посилюється контраст зображення, виділяються контури об'єктів і визначається їх колір.

Об'ємне зображення відтворюється в корі головного мозку, куди направляються відеосигнали від правого і лівого ока. У людини область огляду охоплює всього в 5 °, і тільки в її межах він може здійснювати оглядово-порівняльні вимірювання (орієнтуватися в просторі, розпізнавати об'єкти, стежити за ними, визначати їх відносне розташування й напрямок руху). друга область сприйняття виконує функцію захоплення цілей. Вона розташовується навколо області огляду і не дає чіткого зображення видимої картини. Її завдання - швидке виявлення контрастних цілей і змін, що відбуваються у зовнішньому обстановці. Тому в цій області сітківки щільність звичайних фоторецепторів невисока (майже в 100 разів менше, ніж в області огляду), зате є безліч (в 150 разів більше) інших, адаптивних фоторецепторів, які реагують тільки на зміну сигналу. Спільна обробка сигналів тих і інших фоторецепторів забезпечує високу швидкодію зорового сприйняття в цій області. Крім того, людина здатна швидко вловлювати найменші рухи бічним зором. Функціями захоплення керують відділи середнього мозку. Тут цікавий об'єкт не розглядається і не розпізнається, а визначається його відносне розташування, швидкість і напрямок руху і дається команда окоруховим м'язам - швидко повернути оптичні осі очей так, щоб об'єкт потрапив в зону огляду для детального розгляду.

Третю область утворюють крайові ділянки сітківки, На які не потрапляє зображення об'єкта. У ній щільність фоторецепторів найменша - в 4000 разів менше, ніж в області огляду. Її завдання - вимір усередненої яскравості світла, яка використовується зором як точка відліку для визначення інтенсивності потрапляють в око потоків світла. Саме тому при різному освітленні зорове сприйняття змінюється.

Око людини являє собою майже кулясте тіло, яке покоїться в кістковій черепної порожнини, відкритої з одного боку. На рис. 1 зображений розріз очного яблука і показані основні деталі очі.

Мал. 1. Схематичний розріз очі людини.

Основна частина очного яблука з зовнішньої сторони обмежена тришарової оболонкою. Зовнішня тверда оболонка називається склерою  (По-грецьки - твердість) або білковою оболонкою. Вона охоплює з усіх боків внутрішній зміст очі і непрозора на всьому своєму протязі за винятком передньої частини. Тут склера видається вперед, абсолютно прозора і носить назву рогової оболонки.

До склери прилягає судинна оболонка, переповнена кровоносними судинами. У передній частині очі, там, де склера переходить в рогову оболонку, судинна оболонка потовщується, відходить під кутом від склери і направляється до середини передньої камери, утворюючи поперечну райдужну оболонку.

Якщо задня сторона райдужної оболонки пофарбована тільки в чорний колір, очі здаються синіми, чорнота просвічує через шкірку синюватим відливом подібно жилах на руках. Якщо бувають ще інші кольорові включення, що залежить і від кількості чорного кольорового речовини, то очей нам здається зеленуватим, сірим і коричневим і т. Д. Коли в райдужній оболонці немає ніякого кольорового речовини (як, наприклад, у білих кроликів), то вона нам здається червоною від крові, укладеної в пронизують її кровоносних судинах. В цьому випадку очі погано захищені від світла - вони страждають светобоязнью (альбінізмом), але в темряві перевершують по гостроті зору очі з темним забарвленням.

Райдужна оболонка відокремлює передній опуклий сегмент очі від його іншої частини і має отвір, який називається зіницею. Сам зіницю ока чорний з тієї ж причини, що і вікна сусіднього будинку при денному освітленні, які здаються нам чорними, тому що пройшло через них зовні світло майже не виходить назад. Зіниця пропускає всередину очі в кожному окремому випадку певна кількість світла. Зіниця збільшується і зменшується незалежно від нашої волі, але в залежності від умов освітлення. Явище пристосування очі до яскравості поля зору називається адаптацією. Однак основну роль в процесі адаптації грає не зіницю, а сітківка.

сітківкоюназивається третя, внутрішня оболонка, що представляє собою світло-і цветочувствітельность шар.

Незважаючи на незначну товщину, вона має дуже складну і багатошарову структуру. Світлочутлива частина сітківки складається з нервових елементів, укладених в особливу підтримуючу їх тканину.

Світлочутливість сітківки нема на всій її довжині однакова. В частині її, розташованої проти зіниці і трохи вище зорового нерва, вона володіє найбільшою чутливістю, але ближче до зіниці вона стає все менш і менш чутливою і, нарешті, відразу звертається в тонку оболонку, що прикриває внутрішню частину райдужної оболонки. Сітківка являє собою розгалуження по дну очі нервових волокон, які потім сплітаються між собою і утворюють зоровий нерв, який сполучається з головним мозком людини.

Існують два види закінчень нервових волокон, що вистилають сітківку: одні, які мають вигляд стеблинки і відносно довгі, називаються паличками, інші, більш короткі і більш товсті, називаються колбочками. Близько 130 мільйонів паличок і 7 мільйонів колб налічують на сітківці. Як палички, так і колбочки дуже малі і видно тільки при збільшенні в 150-200 разів під мікроскопом: товщина паличок близько 2 мікрон (0,002 мм), а колб 6-7 мікрон. У найбільш чутливому до світла місці сітківки проти зіниці розташовані майже одні колбочки, щільність їх тут досягає 100 000 на 1 мм 2, причому кожні два-три світлочутливих елемента з'єднані безпосередньо з нервовими волокнами. Тут знаходиться так звана центральна ямка  діаметром 0,4 мм. Внаслідок цього очей має здатність розрізняти дрібні деталі лише тільки в центрі поля зору, обмежує кутом в 1 °, 3. Так, наприклад, досвідчені шліфувальники розрізняють просвіти в 0,6 мікрона, тоді як зазвичай людина здатна помітити просвіт в 10 мікрон.

Найближча до центральної ямці область, так зване жовта пляма, Має кутовий протяг 6-8 °.

Палички розташовані в межах всієї сітківки, причому найбільша концентрація їх спостерігається в зоні, зміщеною на 10-12 ° від центру. Тут на одне волокно зорового нерва доводиться кілька десятків і навіть сотень паличок. Периферична частина сітківки служить для загальної зорової орієнтування в просторі. За допомогою спеціального очного дзеркала, запропонованого Г. Гельмгольцем, можна бачити на сітківці друга пляма, що має біле забарвлення. Це пляма розташоване на місці стовбура зорового нерва, і так як тут вже немає ні колбочок, ні паличок, то ця ділянка сітківки не чутливий до світла і називається тому сліпим плямою. Сліпе пляма сітківки має діаметр 1,88 мм, що відповідає 6 ° по куту зору. Це означає, що людина з відстані 1 м може не бачити предмета, що має діаметр близько 10 см, якщо зображення цього предмета проектується на сліпу пляму. Палички і колбочки розрізняються за своїми функціями: палички мають велику чутливість, але не «розрізняють» квітів і є апаратом сутінкового зору, т. Е. Зору при слабкому освітленні; колбочки чутливі до квітів, але зате менш світлочутливі і тому є апаратом денного зору.

У багатьох тварин за сітківкою знаходиться тонкий мерехтливий дзеркальний шар, що підсилює дію потрапляє в око світла шляхом відображення. Очі таких тварин блищать в темряві як розпечене вугілля. Мова йде не про повну темряві, де це явище, звичайно, спостерігатися не буде.

Адаптація зору є складним процесом перемикання очі з роботи колбочковой апаратом на паличковий (темновая адаптація) або навпаки (світлова адаптація). При цьому до цих пір залишаються невідомими процеси зміни концентрації світлочутливих елементів в клітинах сітківки, коли чутливість її підвищується при темнової адаптації в десятки тисяч разів, а також і інші зміни властивостей сітківки в різних фазах адаптації. Фактичні дані процесу адаптації визначені досить строго і можуть бути тут наведені. Так, в процесі темнової адаптації чутливість ока до світла спочатку швидко підвищується, і це триває близько 25-40 хвилин, причому час залежить від рівня початкової адаптації. При тривалому перебуванні в темряві чутливість ока до світла підвищується в 50 000 разів і досягає абсолютного світового порога.

Висловлюючи абсолютний поріг в люксах освітленості на зіниці, отримують в середньому величину порядку 10 -9 люкс.

Це означає, грубо кажучи, що в умовах повної темряви спостерігач зміг би помітити світло від однієї стеаринової свічки, віддаленої від нього на відстані 30 км. Чим вище яскравість початкового поля адаптації, тим повільніше пристосовується очей до темряви, і в цих випадках користуються поняттям відносних порогів чутливості.

При зворотному переході від темряви до світла процес адаптації до відновлення деякої «постійної» чутливості триває всього лише 5-8 хвилин, і чутливість змінюється лише в 20-40 разів. Таким чином, адаптація - це не просто зміна діаметра зіниці, а й складні процеси на сітківці і в пов'язаних з нею через зоровий нерв ділянках кори головного мозку.

Відразу ж за зіницею ока розташоване зовсім прозоре, еластичне тіло, укладену в особливу сумку, прикріплену до райдужної оболонки системою м'язових волокон. Це тіло має форму збиральної двоопуклої лінзи і носить назву кришталика. Призначення кришталика полягає в тому, щоб ламати світлові промені і давати на сітківці ока ясне і чітке зображення предметів, що знаходяться в полі зору.

Слід зауважити, що в освіті зображення на сітківці крім кришталика бере участь і рогівка, і внутрішні порожнини очі, заповнені середовищами з показниками заломлення, що відрізняються від одиниці.

Переломлюються здатність всього очі в цілому, а також окремих частин його оптичної системи залежить від радіусів обмежують їх поверхонь, від показників заломлення речовин і взаємного відстані між ними. Всі ці величини для різних очей мають різні значення, тому і оптичні дані різних очей різні. У зв'язку з цим вводиться поняття схематичного або наведеного (скороченої) очі, у якого: радіус кривизни заломлюючої поверхні 5,73 мм, показник заломлення 1,336, довжина очі 22,78 мм, переднє фокусна відстань 17,054 мм, заднє фокусна відстань 22,78 мм .

Кришталик ока утворює на сітківці (так само як об'єктив фотоапарата на матовій пластинці) перевернуте зображення тих предметів, на які ми дивимося. У цьому легко переконатися. Візьмемо шматок цупкого паперу або поштову листівку і проколів в ній шпилькою маленький отвір. Потім поставимо шпильку голівкою вгору на відстань 2-3 см від ока і будемо дивитися цим оком через отвір в папері, поставленої на відстань 4-5 см, на яскраве денне небо або на лампу в молочній колбі. Якщо підібрані сприятливі для даного ока відстані між оком і шпилькою, шпилькою і папером, то в світлому отворі ми будемо бачити те, що зображено на рис. 2.

Мал. 2

Тінь шпильки на сітківці буде прямий, але зображення шпильки нам буде здаватися перевернутим. Будь-яке переміщення шпильки в сторони буде сприйматися нами як переміщення її зображення в зворотному напрямку. Обрис шпилькової головки, що не дуже чітке, буде здаватися при цьому знаходяться по той бік листка паперу.

Той же досвід можна виконати іншим способом. Якщо в шматку щільного паперу проколоти три отвори, розташовані в вершинах рівностороннього трикутника зі сторонами, приблизно рівними 1,5-2 мм, і потім розташувати, так само як і раніше, шпильку і папір перед оком, то буде видно три зворотних зображення шпильки.

Ці три зображення утворюються завдяки тому, що промені світла, що проходять через кожний з отворів, не перетинаються, так як отвори знаходяться в передній фокальній площині кришталика. Кожен пучок дає пряму тінь на сітківці, і кожна тінь сприймається нами як перевернуте зображення.

Якщо приставити до ока папір з трьома отворами, а до джерела світла - папір з одним отвором, то наше око буде бачити звернений трикутник. Все це переконливо доводить, що наше око всі предмети сприймає в прямому вигляді тому, що розум перевертає їх зображення, отримувані на сітківці.

Ще на початку 20-х років американець А. Стреттон і в 1961 р професор Каліфорнійського інституту доктор Ірвін Муд поставили на собі цікавий експеримент. Зокрема, І. Муд надів щільно прилягають до обличчя спеціальні окуляри, через які бачив все так, як на матовому склі фотоапарата. Вісім днів він, проходячи кілька десятків кроків, відчував симптоми морської хвороби, плутав ліву сторону з правого, верх і низ. А потім, хоча окуляри і раніше були перед очима, знову побачив все таким, яким бачать все люди. Вчений знову знайшов свободу рухів і здатність до швидкої орієнтуванні.

У своїх окулярах він проїхав на мотоциклі по самим жвавих вулицях Лос-Анжелоса, водив автомобіль, пілотував літак. А потім Муд зняв окуляри - і світ навколо нього знову «перекинувся». Довелося чекати ще кілька днів, поки все увійшло в норму. Експеримент ще раз підтвердив, що сприймаються зором образи потрапляють в мозок не такими, якими їх передає на сітківку оптична система ока. Зір - це складний психологічний процес, зорові враження узгоджуються з сигналами, які отримуються іншими органами почуттів.

Потрібен час, перш ніж вся ця складна система налаштується і почне функціонувати нормально. Саме такий процес відбувається з новонародженими, які спочатку бачать все перевернутим і лише через деякий час починають сприймати зорові відчуття правильно.

Оскільки сітківка не є плоским екраном, а має скоріше сферичну форму, то і зображення на ній не буде плоским. Однак і цього ми не помічаємо в процесі зорового сприйняття, так як наш розум сприяє тому, щоб ми сприймали предмети такими, якими вони є в дійсності.

Сумка, в якій укріплений кришталик, являє собою кільцеподібну м'яз. Ця м'яз може перебувати в стані натягу, що змушує кришталик приймати найменш викривлену форму. Коли натяг цього м'яза зменшується, кришталик під дією пружних сил збільшує свою кривизну. Коли кришталик розтягнутий, він дає на сітківці ока різке зображення предметів, що знаходяться на великих відстанях; коли ж він не розтягнутий і кривизна його поверхонь велика, то на сітчастій оболонці ока виходить чітке зображення близьких предметів. Зміна кривизни кришталика і пристосування ока до виразно сприйняття далеких і близьких предметів є ще одне дуже важливе властивість очі, яке називається акомодацією.

Явище акомодації легко спостерігати в такий спосіб: будемо дивитися одним оком уздовж натягнутої довгій нитці. При цьому, бажаючи бачити близькі і далекі ділянки нитки, ми будемо міняти кривизну поверхонь кришталика. Зауважимо, що на відстані до 4 см від ока нитка взагалі не видно; тільки починаючи з 10-15 см ми її бачимо чітко і добре. Це відстань по-різному для людей молодих і старих, для короткозорих і далекозорих, причому для перших воно менше, а для других більше. Нарешті, найбільш віддалена від нас частину нитки, видима чітко за даних умов, буде також по-різному видалена для цих людей. Короткозорі люди не бачитимуть нитка далі 3 м.

Виявляється, наприклад, що для розглядання одного і того ж друкованого тексту у різних людей будуть різні відстані найкращого бачення. Відстань найкращого бачення, на якому нормальне око відчуває найменше напруження при розгляданні деталей предмета, становить 25-30 см.

Простір між рогівкою і кришталиком відомо під назвою передньої камери ока. Ця камера заповнена студенистой прозорою рідиною. Вся внутрішність ока між кришталиком і очним нервом заповнена дещо іншого роду склоподібним тілом. Будучи середовищем прозорою і заломлюючої, це склоподібне тіло в той же час сприяє збереженню форми очного яблука.

У висновку до своєї книги «Про літаючі тарілки» американський астроном Д. Мензел пише: « У всякому разі пам'ятайте, що літаючі тарілки: 1) дійсно існують; 2) їх бачили; 3) але вони зовсім не те, за що їх приймають».

У книзі описані багато фактів, коли спостерігачі бачили літаючі тарілки або подібні до них незвичайні світлові предмети, і наведено кілька вичерпних пояснень різних оптичних явищ в атмосфері.

Одним з можливих пояснень появи в поле зору світяться або темний предмет можуть бути так звані ентоптіческіе  явища в оці, які полягають в наступному.

Іноді, спрямовуючи погляд на яскраве денне небо або на освітлений сонцем чистий сніг, ми бачимо одним оком або двома маленькі темні кружечки, які опускаються вниз. Це не обман зору і не який-небудь недолік очі. Невеликі включення в склоподібне тіло очі (наприклад, крихітні згустки крові, що потрапили туди з кровоносних судин сітківки) при фіксації погляду на дуже світлий фон відкидають тіні на сітківку ока і стають відчутними. Кожен рух очі як би підкидає ці дрібні частинки, а потім вони під дією сили тяжіння опускаються.

Предмети самого різного виду, наприклад порошинки, можуть перебувати на поверхні нашого ока. Якщо така порошинка потрапить на зіницю і буде осяяна яскравим світлом, вона здасться великим світлим кулею з неясними обрисами. Її можна прийняти за літаючу тарілку, і це вже буде ілюзія зору.

Рухливість очі забезпечується дією шести м'язів, прикріплених, з одного боку, до очного яблука, а з іншого - до очної орбіті.

Коли людина розглядає, не повертаючи голови, нерухомі предмети, розташовані в одній фронтальній площині, то очі або залишаються нерухомими (фіксованими) або швидко змінюють точки фіксації стрибками. А. Л. Ярбус розроблена точна методика визначення послідовних переміщень очі при розгляданні різних предметів. В результаті досліджень встановлено, що очі залишаються нерухомими 97% часу, але зате час, витрачений на кожен акт фіксації, мало (0,2-0,3 сек), і протягом однієї хвилини очі можуть змінювати точки фіксації до 120 разів. Цікаво, що у всіх людей тривалість стрибків (для одних і тих же кутів) збігається з дивовижною точністю: ± 0,005 сек.

Тривалість стрибка не залежить від спроб спостерігача «зробити» стрибок швидше або повільніше.

Вона залежить тільки від величини кута, на який відбувається стрибок. Скачки обох очей відбуваються синхронно.

Коли людина «плавно» обводить поглядом якусь нерухому фігуру (наприклад, коло), йому здається, що очі рухаються безперервно. Насправді ж і в цьому випадку рух очей стрибкоподібно, причому величина стрибків дуже мала.

При читанні очей читає зупиняється не на кожній букві, а тільки на одній з чотирьох-шести, і, незважаючи на це, ми розуміємо зміст прочитаного.

Очевидно, при цьому використовується заздалегідь накопичений досвід і скарби зорової пам'яті.

При спостереженні рухомого об'єкту процес фіксації відбувається при стрибкоподібному переміщенні очей, з тієї ж результуючої кутовий швидкістю, з якою рухається і об'єкт спостереження; при цьому зображення об'єкта на сітківці залишається відносно нерухомим.

Зазначимо коротко на інші властивості очі, які мають відношення до нашої теми.

На сітчастої оболонці ока виходить зображення розглянутих предметів, причому завжди предмет нам видно на тому чи іншому тлі. Це означає, що деяка частина світлочутливих елементів сітківки дратується світловим потоком, розподіленим по поверхні зображення предмета, а навколишні світлочутливі елементи дратуються потоком від фону. Здатність очей виявляти даний об'єкт по його контрасту з фоном називається контрастною чутливістю очі. Відношення різниці яркостей предмета і фону до яскравості фону називається контрастом яскравості. Збільшення контрасту, коли при незмінній яскравості фону збільшується яскравість об'єкта або при незмінній яскравості об'єкта зменшується яскравість фону.

Здатність ока розрізняти форму предмета або його деталі називають гостротою розрізнення. Якщо зображення двох близьких точок на сітчастій оболонці ока порушить сусідні світлочутливі елементи (причому якщо різниця яркостей цих елементів вище порогової різниці яскравості), то ці дві точки видно роздільно. Найменший розмір видимого предмета визначається найменшим розміром його зображення на сітківці ока. Для нормального ока цей розмір дорівнює 3,6 мікрона. Таке зображення виходить від предмета розміром 0,06 мм, розташованого на відстані 25 см від ока.

Правильніше визначити межу кутом зору; для зазначеного випадку він складе 50 кутових хвилин. Для великих відстаней і яскраво світяться предметів граничний кут зору зменшується. Порогової різницею яркостей  в даних умовах ми називаємо найменший перепад яркостей, що сприймається нашим оком.

Практично очей виявляє різницю яркостей в 1,5-2%, а в сприятливих умовах до 0,5-1%. Однак порогова різниця яскравості сильно залежить від багатьох причин: від яскравості, до якої очей був попередньо пристосований, від яскравості фону, на якому буде видно порівнювані поверхні. Помічено, що порівнювати темні поверхні краще на тлі більш темному, ніж порівнювані поверхні, а світлі поверхні, навпаки, - на більш яскравому тлі.

Джерела світла, що знаходяться досить далеко від ока, ми називаємо «точковими», хоча в природі світяться точок не існує. Бачачи ці джерела, ми нічого не можемо сказати про їх формі і діаметрі, вони нам здаються променистими, як і далекі зірки. Ця ілюзія зору обумовлена ​​недостатньою гостротою розрізнення (роздільною здатністю) очі.

По-перше, внаслідок неоднорідності кришталика промені, що проходять через нього, переломлюються так, що зірки окружаются променистим ореолом.

По-друге, зображення зірки на сітківці настільки мало, що не перекриває двох світлочутливих елементів, розділених хоча б одним нераздраженним елементом. Роздільна здатність очі збільшується за допомогою оптичних приладів спостереження і, зокрема, телескопів, через які, наприклад, всі планети видно нам як круглі тіла.

Приведення осей обох очей в положення, необхідне для найкращого сприйняття відстаней, називається конвергенцією. Результат дії м'язів, які переміщують очей для кращого бачення близьких і далеких предметів, можна спостерігати в такий спосіб. Якщо ми будемо дивитися через сітку на вікно, то неясні отвори сітки будуть нам здаватися більшими, а якщо ж дивитися на олівець перед цією сіткою, то отвори сітки будуть здаватися значно меншими.

Точки сетчаток двох очей, що володіють тим властивістю, що дратівливий об'єкт видно нам знаходяться в одній точці простору, називаються кореспондуючими.

Завдяки тому, що два наших очі знаходяться на деякій відстані і їх оптичні осі схрещуються певним чином, зображення предметів на різних (чином не кореспондуються) ділянках сетчаток виходять тим більше відмінними одне від іншого, чим ближче до нас знаходиться розглянутий предмет. Автоматично, як нам здається, як би без участі свідомості, ми враховуємо ці особливості зображень на сітківці, і по ним не тільки судимо про віддаленості предмета, а й сприймаємо рельєф і перспективу. Ця здатність нашого зору називається стереоскопічним ефектом  (грецьке стерео- обсяг, тілесність). Неважко зрозуміти, що наш мозок при цьому так само виконує певну роботу, як і при перевертанні зображення предмета на сітківці.

Наш орган зору має ще досить дивовижну властивість: він розрізняє величезне різноманіття кольорів предметів. Сучасна теорія колірного зору пояснює цю здатність очі наявністю на сітчастої оболонці трьох видів первинних апаратів.

Видиме світло (хвилі електромагнітних коливань довжиною від 0,38 до 0,78 мк) збуджує ці апарати в різному ступені. Досвідом встановлено, що колбочковой апарат володіє найбільшою чутливістю до жовто-зеленим випромінюванням (довжина хвилі 0,555 мк). В умовах же дії сутінкового (палочкового) апарату зору максимум чутливості ока зміщується в бік більш коротких хвиль фіолетово-синього ділянки спектра на 0,45-0,50 мк. Ці порушення первинних апаратів сітківки узагальнюються корою головного мозку, і ми сприймаємо певний колір видимих ​​предметів.

Всі кольори прийнято ділити на хроматичні  і ахроматические. Кожен хроматичний колір має колірний тон, чистоту кольору і яскравість (червоний, жовтий, зелений і т. Д.). Ахроматичні кольори в суцільному спектрі відсутні - вони безбарвні і відрізняються один від одного тільки яскравістю. Ці кольори утворюються завдяки виборчому відображенню або пропускання денного світла (білий, все сірі і чорний колір). Текстильники, наприклад, здатні розрізняти до 100 відтінків чорного кольору.

Таким чином, зорові відчуття дозволяють нам судити про колір і яскравість предметів, про їх розміри і форму, про їх русі і взаємне розташування в просторі. Отже, і сприйняття простору є в основному функцією зору.

У зв'язку з цим доречно зупинитися ще на одному способі визначення взаємного розташування предметів в просторі - на способі зорового параллакса.

Відстань до предмета оцінюють або по тому кутку, під яким видно цей предмет, знаючи кутові розміри інших видимих ​​предметів, або користуючись стереоскопічної здатністю зору, яка і створює враження рельєфності. Виявляється, що на видаленні, більшому 2,6 км, рельєф вже не сприймається. Нарешті, відстань до предмета оцінюється просто ступенем зміни акомодації або шляхом спостереження положення цього предмета по відношенню до положення інших предметів, що знаходяться на відомих нам відстанях.

При неправильному уявленні про розмір предмета можна допустити велику помилку у визначенні відстані до нього. Оцінка відстані за допомогою обох очей значно точніше, ніж за допомогою одного очі. Одне око виявляється корисніше, ніж два при визначенні напрямку на предмет, наприклад при прицілюванні. Коли око розглядає не предмет, а зображення, отримане за допомогою лінз або дзеркал, то всі зазначені вище способи визначення відстані до предмета іноді виявляються незручними, а то і зовсім непридатними.

Як правило, розміри зображення абсолютно не збігаються з розмірами самого предмета, тому ясно, що ми не можемо судити про відстань по видимим розмірами зображення. При цьому дуже важко відокремити зображення від самого предмета, і ця обставина може стати причиною дуже сильного оптичного обману.

Наприклад, предмет, розглянутий через увігнуті сочевиці, здається знаходяться від нас на набагато більшій відстані, ніж насправді, бо його видимі розміри менше справжніх. Ця ілюзія настільки сильна, що вона більш ніж нейтралізує визначення відстані, до якого нас приводить акомодація ока. Тому нам залишається вдатися тільки до єдиного способу, за допомогою якого ми можемо, без всяких приладів, судити про відстань до предмета, а саме, до визначення положення даного предмета по відношенню до інших предметів. Цей метод і називається методом параллакса. Якщо спостерігач встане перед вікном (рис. 3), а між вікном і спостерігачем буде перебувати який-небудь предмет, скажімо штатив на столі, і якщо, далі, спостерігач пересунеться, наприклад вліво, то він побачить, що штатив як би пересунувся по вікна вправо. З іншого боку, якщо спостерігач гляне через вікно на який-небудь предмет, скажімо на гілки дерев, і пересунеться в тому ж напрямку, то і предмет за вікном пересунеться туди ж. Замінюючи вікно лінзою і спостерігаючи через лінзу зображення друкованого тексту, можна визначити, де знаходиться це зображення: якщо за лінзою, то воно буде переміщатися при переміщенні очі в ту ж сторону, що і очей. Якщо ж зображення ближче до ока, ніж лінза, то воно буде переміщатися в напрямку, протилежному переміщенню очі.

Мал. 3. Явище паралаксу. При русі спостерігача вправо З  і D  переміщаються уздовж вікна вліво (причому З  переміщається менше, ніж D). Одночасно гілки дерева за вікном ( А  і В) Переміщаються уздовж вікна вправо (причому далека гілка пересунеться вправо більше, ніж ближня).

Акт зорового сприйняття розглядається тепер як складна ланцюг різних процесів і перетворень, ще до сих пір недостатньо вивчених і понятих. За складним фотохимическим процесом в сітчастій оболонці ока слідують нервові збудження волокон зорового нерва, які потім передаються корі головного мозку.

Нарешті, в межах кори головного мозку відбувається оформлення зорового сприйняття; тут вони, можливо, взаємопов'язувати з іншими нашими відчуттями і контролюються на підставі заздалегідь придбаного нами досвіду, і тільки після цього початкове роздратування перетворюється в закінчений зоровий образ.

Виявляється, ми бачимо в даний момент тільки те, що нас цікавить, і це дуже корисно для нас. Все поле зору завжди заповнене різноманітними вражаючими об'єктами, але наша свідомість з усього цього виділяє лише те, на що ми в даний момент звертаємо особливу увагу.

Однак все несподівано з'являється в поле нашого зору здатне мимоволі привернути нашу увагу.

Наприклад, при інтенсивній розумовій роботі нам може сильно перешкодити коливається лампа: очі мимоволі фіксують це рух, а це в свою чергу розсіює увагу.

Наше зір володіє найбільшою пропускною спроможністю і може передати в мозок в 30 разів більше інформації, ніж наш слух, хоча зоровий сигнал досягає мозку через 0,15 сек, слуховий через 0,12 сек, а дотиковий через 0,09 сек.

Слід зауважити, що всі найважливіші властивості очі тісно між собою пов'язані; вони не тільки залежать один від одного, а й проявляються в різному ступені, наприклад при зміні яскравості поля адаптації, т. е. яскравості, до якої пристосований людське око в даних конкретних умовах і в даний момент часу.

Зазначені тут здатності органу зору людини часто мають у різних людей різний ступінь розвиненості і чутливості. « Око - це диво для допитливого розуму», - говорив англійський фізик Д. Тиндаль.

Др.Ховард Гліксмен

Як кажуть, «бачити - це вірити». Можливість фізично бачити або визначати будь-який об'єкт або явище, дає нам набагато більше впевненості в їх існуванні. Більш того, маючи можливість інтелектуально бачити або розуміти що-небудь, забезпечує нас вищим рівнем виправдання нашої віри в здатність знати правду. Тим не менш, вираз «Бачити - значить вірити» саме по собі представляє фальшиве розуміння того, що означає слово «вірити». Якщо можна фізично визначати або дійсно щось розуміти, то не потрібно вірити в те, що вже відомо за допомогою відчуттів або інтелекту. Вірування у що-небудь вимагає, щоб воно або не відчувалося сприйняттям, або не повністю розумілося інтелектом. Якщо щось можна побачити за допомогою відчуттів або повного розуміння інтелектом, тоді єдиним обмежуючим фактором для кожного з нас є наше довіру того, що все, що ми бачимо і думаємо, є правдою.

Після всього вищесказаного цікаво буде поміркувати на тему досить сильній залежності більшості наукових досліджень від нашої можливості сприйняття за допомогою зору. Від конструювання відстежують пристроїв, необхідних для спостережень, до зіставлення даних для аналізу та інтерпретації: всюди здатність бачити є дуже важливою для нас, забезпечуючи можливість аналізувати навколишній світ.

Але як відбувається це таїнство зору? Яким чином ми здатні сприймати світло і милуватися тими, хто нам дорогий, захоплюватися величчю природи і розглядати геніальні твори мистецтва? Ця, а також дві наступні статті будуть присвячені дослідженню цього питання. Як насправді ми здатні вловлювати певний діапазон електромагнітної енергії і перетворювати його в зображення для подальшого розгляду?

Від фокусування світла на сітківці до створення нервових імпульсів, які посилаються в мозок, де це все інтерпретується як сприйняття зору; ми розглянемо необхідні компоненти, які роблять зір реальністю для людства. Але я вас застерігаю - не дивлячись на великі знання в області процесу зору, а так само в області причинного діагностики того, чому воно може бути нефункціональним, все ж ми абсолютно не маємо поняття, як мозок виконує цей трюк.

Так, ми знаємо про заломлення світла і біомолекулярних реакціях в клітинах фоторецепторів сітківки, все це правда. Ми навіть розуміємо, як ці нервові імпульси впливають на іншу суміжну нервову тканину і на виділення різних нейротрансмітерів. Нам відомі різні шляхи, по яких проходить зір в межах мозку, що викликає змішування нейровозбуждающіх повідомлень у візуальній корі головного мозку. Але навіть ці знання не можуть нам підказати, як мозок може перетворити електричну інформацію в панорамне огляд Великого каньйону, в зображення обличчя новонародженої дитини, а також мистецтва Мікеланджело або великого Леонардо. Ми тільки знаємо, що мозок робить цю роботу. Це все одно, що запитати про те, що могло б бути біомолекулярної основою для думки. У наш час наука не має необхідних коштів для відповіді на дане питання.

око

Око є складним органом сприйняття, який здатний приймати промені світла і фокусувати їх на світлочутливих рецепторах, що містяться в сітківці. Є багато частин очі, які відіграють важливу роль або безпосередньо при виконанні цієї функції, або підтримуючи її (ріс.1,2,3).

рис.1Вид очі з зазначеними частинами. Дивіться текст для подальшого опису характеристик, функцій і ефектів їх порушення. Ілюстрації взяті з сайту: www.99main.com/~charlief/Blindness.htm

рис.2  Вид очі зовні з деякими з його найбільш важливих частин. Ілюстрації отримані з сайту: www.99main.com/~charlief/Blindness.htm

рис.3  Сльози виробляються в слізної залозі і протікають по поверхні ока через віки, потім просочуються в ніс крізь слізно-носовий канал. Тому ваш ніс утруднює дихання, коли ви багато плачете.

Веко має бути відкритим і м'язи очі повинні розмістити його таким чином, щоб він розташовувався по одній лінії з променями світла, що проектуються від об'єкта розглядання. Коли промені світла наближаються до ока, спочатку вони стикаються з рогової оболонкою, яка омивається в необхідній кількості сльозами слізної залози. Кривизна і природа рогівки дозволяють фотонам світла переломлюватися, як тільки вони починають концентруватися в нашій області центрального зору, яка називається плямою.

Потім світло проходить через зовнішню камеру, яка знаходиться позаду рогівки і перед райдужною оболонкою і кришталиком. Зовнішня камера наповнена водяній рідиною, яка називається водянистою вологою, що сталася від структур, розташованих поблизу, і дозволяє світлу проникати далі в око.

Від зовнішньої камери світло продовжує прямувати через регульоване отвір в райдужці, званим зіницею, який дозволяє оці контролювати кількість вхідного світла. Потім світло проникає в передню (зовнішню) поверхню кришталика, де потім відбувається заломлення. Світло продовжує рухатися через кришталик і виходить через зворотну (задню) поверхню, знову заломлюючись на своєму шляху до фокусування на місці центрального зору - ямка, яка містить високу щільність певних клітин-фоторецепторів. Саме на цьому важливому етапі очей повинен зробити все необхідне, щоб дозволити всім фотонам світла, відбитим від об'єкта розглядання, сфокусуватися на призначеному місці в сітківці. Він виконує це, активно змінюючи кривизну кришталика за допомогою дії циліарного м'яз.

Потім фотони світла направляються через гелевидний склоподібне тіло, яке в значній мірі підтримує очне яблуко, і направляється в сітківку. Після цього активізуються клітини фоторецептора в сітківці, дозволяючи, в кінцевому рахунку, нервовим імпульсам надсилатися уздовж оптичного нерва до візуальної корі головного мозку, де вони інтерпретуються як «зір».

Уявімо, що нам знадобилося пояснити походження першого, чутливого до світла «плями». Еволюція більш складних очей, з такої точки зору, є простий ... чи не так? Не зовсім. Для кожного з різних компонентів необхідна наявність унікальних протеїнів, що виконують унікальні функції, що, в свою чергу, вимагає наявності унікального гена в ДНК цієї істоти. Ні гени, ні протеїни, які вони кодують, не функціонують самостійно. Існування унікального гена або протеїну означає, що залучається унікальна система інших генів або протеїнів зі своєю функцією. У такій системі відсутність хоча б одного системного гена, протеїну або молекули означає, що ціла система ставати нефункціональної. Беручи до уваги той факт, що еволюція одного гена або протеїну ніколи не спостерігалася і не відтворювалася в лабораторних умовах, такі, на перший погляд незначні відмінності, раптово стають дуже важливими і величезними.

Фокус статті

У цій статті ми розглянемо деякі з частин очі і те, як вони виконують три фундаментальні функції: захист і підтримка; передача світла; і фокусування зображення. Ми також побачимо, що відбувається, коли виникають проблеми і зір наражається на ризик. Це підведе нас до роздумів над питанням макроеволюції і поступового розвитку механізмів.

У наступній статті ми розглянемо клітки фоторецепторів і взаємозв'язок їх розміщення в сітківці з їх функціями, а також поговоримо про біомолекулярної основі для нервового відтворення імпульсів вздовж оптичного нерва. В   ми розглянемо, як візуальне повідомлення відправляється в мозок за допомогою різних шляхів, і отримаємо загальне уявлення про складну природу того, як візуальна кора головного мозку «бачить».

Служити і захищати

Існує багато компонентів, які несуть відповідальність не тільки за захист і оберігання очі, але і забезпечують його поживними речовинами і фізичної підтримкою. Без наявності будь-якого з цих важливих чинників, ми не змогли б бачити так добре, як це відбувається зараз. Ось список одних з найбільш важливих частин з коротким викладом того, що вони роблять для ока.

Очна западина:  складається з п'яти різних кісток, які зростаються: лобова кістка, решітчаста кістка, вилична кістка, щелепна кістка, слізна кістка, що забезпечує кісткову захист приблизно 2/3 очного яблука. Ці кістки також забезпечують надійну основу для походження сухожиль м'язів, які несуть відповідальність за рух ока.

Повіки: верхні і нижні, Кожній з яких потрібен нейром'язовий контроль і рефлекторна діяльність для захисту очі; захищають око від впливу світла, пилу, бруду, бактерій, тощо Миготіння або рефлекс рогівки забезпечує швидке закриття очі, як тільки рогівка дратується при попаданні на неї чужорідного тіла, наприклад, пилу або бруду. Сліпучий рефлекс забезпечує швидке закриття повік, коли очей піддається впливу дуже яскравого світла, таким чином, блокуючи 99% світла, що проникає в око. Рефлекс загрози забезпечує миттєве закриття повік від різних рухів, які направляються до ока. Стимули для ініціювання цих двох останніх рефлексів відбуваються з сітківки. До того ж до функції захисту, кліпаючи, повіки поширюють слізну оболонку уздовж передньої поверхні ока, що необхідно для рогівки.

Слізна оболонка і її утворення: включає три шари, що складаються з масла, води і слизової рідини; виробляється сальної залозою століття, слізної залозою, клітинами кон'юнктиви. Слізна оболонка утримує вологу, зберігає гладку поверхню на передній частині очі, полегшуючи проведення світла, оберігає око від зараження і пошкодження.

склера:  відома також як білок очі. Це зовнішній захисний шар, покритий кон'юнктивою, яка виробляє і виділяє рідину, зволожуючу і змазує очей.

Судинна оболонка ока:  цей шар розташований між склерою і сітківкою. Він забезпечує циркуляцію крові до задньої частини ока і до пігментовану епітелію сітківки (ПЕС), розташованому прямо за нею і вбирного світло. Таким чином, коли світло проникає крізь сітківку, шар, що розташований з заднього боку, поглинає його і запобігає зворотному відображення, тим самим, запобігаючи спотворення зору.

Рогова оболонка ока:  ця спеціалізована з'єднує тканину знаходиться в тій же площині, що і склера, до якої вона примикає на корнеосклеральной точці з'єднання. Тим не менш, вона знаходиться там, де світло проникає в око. У рогівці відсутні кровоносні судини, тобто, вона безсудинних. Це одна з найбільш важливих характеристик, яка дозволяє їй залишатися чіткою, щоб пропускати світло в решту очі. Рогівка отримує воду, кисень і поживні речовини від двох джерел: за допомогою сліз, які, виділяючись слізної залозою, рівномірно розподіляються по рогівці під дією століття, і від рідкої вологи, присутньої у зовнішній камері (дивіться нижче). Поки рогівка захищає очей, повіки захищають її. Нейромускулатурная система в тілі забезпечує рогівку найбільшою густотою чутливих нервових волокон, щоб вони могли захищати її від найменшого роздратування, яке може закінчитися зараженням. Один з останніх рефлексів в передсмертному стані - це рефлекс рогівки, який перевіряється дотиком клаптика тканини до рогівки ока людини, що знаходиться без свідомості. Позитивний рефлекс викличе раптову спробу закрити повіки, що можна побачити за допомогою руху м'язів навколо ока.

Водяниста волога:це водяниста рідина, яка виробляється циліарного тілом і виділяється в зовнішнє камеру, розташовану прямо за рогівкою і перед радужкою. Ця рідина живить не тільки рогівку, а й кришталик, і грає роль в утворенні форми передньої частини ока, займаючи місце в цій області. Водяниста рідина витікає в зовнішнє камеру через канали Шлемма.

Скловидне тіло:  це товсте, прозоре і гелевидний речовина, що є яблуко очі і додає йому форму і вид. Воно має здатність стискуватися, а потім повертатися до свого звичайного формі, тим самим, дозволяючи очного яблука протистояти травмам без серйозних ушкоджень.

порушення захисту

Приклади того, що може трапитися в реальному житті з цими різноманітними компонентами, коли вони не функціонують, і як це може вплинути на зір, дає нам розуміння, наскільки важливим є кожен з цих компонентів для збереження належного зору.

• Травма очниці може призвести до серйозно очного яблука, що проявляється в його внутрішньому пошкодженні, а також ущемлення нервів і м'язів, які керують оком, і це проявляється в подвійному зорі і проблеми сприйняття глибини.
• Порушення функціонування повік може походити від запалення або пошкодження 7-го черепно-мозкового нерва (лицьового нерва), коли можливість правильно закривати очей наражається на ризик. Це може проявитися в пошкодженні рогівки, оскільки повіки більше не зможуть її захищати від навколишнього середовища і травм, заважаючи тим часом слізної оболонці проходити через її поверхню. Найчастіше, пацієнт носитиме очну пов'язку і наносити мазь на нижній мішечок, щоб підтримувати вологу в рогівці і запобігти пошкодженню.
• Синдром Шегрена і синдром «сухого ока» проявляються в збільшенні ризику утворення сліз, який є не тільки дратівливим станом, але проявляється в нечіткому зорі.
• Пошкодження рогівки, таке як зараження або травма, може проявлятися в подальшому пошкодженні структур, що знаходяться за нею, рідко в ендофтальміте, а так само в сильній інфекції внутрішньої частини ока, що часто призводить до його хірургічного видалення.
• Повний розрив через шари рогівки може проявлятися у виділенні водянистої вологи ока з зовнішньої камери, внаслідок чого передня частина ока стає гладкою, і тоді зовнішня камера існує тільки потенційно, приводячи до втрати зору.
• Склоподібне тіло очі часто зношується, починає втягуватися і може стягнути сітківку з її місця кріплення, що призводить до її від'єднання.

Отже, підіб'ємо підсумки. З вищеописаного ставати видно, що кожна частина ока є абсолютно необхідною для підтримки і функціонування зору. Сітківка грає важливу роль, маючи фоточутливі клітини, які можуть посилати повідомлення в мозок для інтерпретації. Але кожен із згаданих компонентів відіграє важливу роль в підтримці, без якої наш зір постраждало б або взагалі не змогло б існувати.

Макроеволюція і її послідовний механізм зобов'язаний ще більш детально пояснювати, як людський зір, згідно її твердженням, розвинулося за допомогою випадкових мутацій від світлочутливих плям у безхребетних, беручи до уваги складну структуру, фізіологічну природу і взаємозалежність всіх вищезазначених компонентів.

Дозвольте світлу проходити

Для того щоб очей функціонував належним чином, багато хто з його частин повинні бути здатними вирішувати світлу проходити через них, при цьому, не руйнуючи і не спотворюючи його. Іншими словами, вони повинні бути світлопроникними. Подивіться на інші частини тіла, і ви навряд чи знайдете інші тканини, що володіють такою життєвою особливістю, яка дозволяє проникнення світла. Макроеволюція повинна бути здатною пояснити не тільки генетичні механізми походження макромолекул, що складають частини очей, але і пояснити також, яким чином вийшло так, що вони володіють унікальною особливістю бути світлопроникними і розміщуватися в одному органі тіла, що необхідно для правильного функціонування.

рогівка  захищає очей від навколишнього середовища, але також вона дозволяє світлу проникати в око на його шляху до сітківки. Прозорість рогівки залежить від відсутності в ній кров'яних судин. Але клітини рогівки самі вимагають води, кисню і поживних речовин для виживання, як будь-яка інша частина тіла. Вони отримує ці життєво необхідні речовини від сліз, які покривають передню частину рогівки і від рідкої вологи, яка омиває задню частину. Ясно, що висувати припущення щодо розвитку светопроницаемой рогівки, не беручи до уваги те, як вона сама могла працювати і залишатися светопроницаемой протягом всього процесу, - це, насправді, сильне спрощення вельми складного явища, ніж це передбачалося раніше. Пошкодження рогівки зараженням або травмою може привести до рубцювання, внаслідок чого може розвинутися сліпота, оскільки світло більш вже не буде проникати через неї в сітківку. Найпоширенішою причиною сліпоти в світі є трахома - інфекція, яка пошкоджує рогівку.

зовнішня камера, Яка із зовнішнього боку пов'язана з рогівкою, наповнюється водянистою вологою, Виробленої з війкового тіла. Ця волога є чистою водяній рідиною, яка не тільки дозволяє світлу проходити неушкодженим, але і підтримує рогівку і кришталик. Існує багато інших рідин, які виробляються в тілі, як, наприклад, кров, сеча, синовіальна рідина, слина і т.д. Більшість з них не сприяють передачі світла в тому обсязі, який необхідний для зору. Макроеволюція повинна також пояснити розвиток війкового тіла і його здатність виробляти цю водяну вологу, яка наповнює, формує і підтримує зовнішню камеру. Також повинна бути пояснена, з точки зору макроеволюції, необхідність водяній вологи для зору, в тому сенсі, що в реальності вона обслуговує ще і інші тканини (рогівку і кришталик), які дуже важливі для продовження функціонування. Які з цих компонентів з'явилися першими, і як вони функціонували одне без одного?

Райдужка (райдужна оболонка)  - це протяжність пигментированной судинної оболонки ока, яка надає йому колір. Райдужка контролює кількість світла, що надходить далі до сітківки. Вона складається з двох різних видів м'язів, обидві з яких контролюються нервовими клітинами, регулюючи розмір відкриття, яке називаються зіницею. Сфінктер зіниці (кругова звужує м'яз), який розміщується вздовж краю райдужної оболонки, скорочується, щоб закривати отвір в зіниці. Розширює м'яз йде радіально через радужку, як спиці колеса, і коли вона скорочується, то зіниця відкривається. Райдужна оболонка дуже важлива для контролювання кількості світла, яке проникає в око в певний період. Та людина, яка внаслідок хвороби очей, званої екземою, випробував на собі тортури через розширення зіниць, і йому тому доводилося виходити на світло, може повністю оцінити даний факт.

Макроеволюція повинна відповісти, як розвинулася кожен м'яз і в якому порядку, забезпечуючи в той же час функціонування зіниці. Який м'яз виникла першою, і які генетичні зміни несли за це відповідальність? Як функціонувала райдужка для проміжного очі, коли була відсутня одна з м'язів? Як і коли виник контролюючий нервовий рефлекс?

кришталик  розташований безпосередньо за радужкой і поміщений в спеціальний мішечок. Він утримується на місці за допомогою підтримують зв'язок, Приєднаних до цилиарному тілу і званих пасками. Кришталик складається з протеїнів, які дозволяють йому залишатися прозорим і світлопроникним для передачі світла в сітківку. Як і рогівка, кришталик не містить судин і, таким чином, залежить від рідкої вологи для отримання води, кисню, поживних речовин. Освіта катаракти може статися внаслідок травми або зношування кришталика, завдаючи знебарвлення і жорсткість, що стоїть на заваді для нормального зору. Як і рогівка, кришталик складається зі складної мережі тканин, побудованих з різних макромолекул, які залежать від генетичного коду в ДНК. Макроеволюція повинна пояснити точну природу генетичних мутацій або клітинних трансформацій, які повинні були відбутися в більш примітивних світлочутливих органах, щоб розвинути таку складну тканину зі своїми унікальними здібностями проводити світло.

Скловидне тіло, Як згадувалося в попередній частині, є світлою, гелеобразной субстанцією, яка заповнює більшу частину яблука очі і надає йому форму і вид. Ще раз підкреслимо, що тіло може виробляти матеріал з потрібними якостями і розміщувати його в органі, до якого він потрібен. Ті ж питання до макроеволюції, які стосувалися макромолекулярної розвитку рогівки і кришталика, як згадувалося вище, відносяться і до склоподібному тілу, причому необхідно пам'ятати, що всі три тканини, маючи різну фізичну природу, знаходяться в правильних положеннях, що дозволяє людині бачити.

Фокусування, фокусування, фокусування

Я хотів би, щоб ви зараз обернулися, виглянули у вікно або через двері кімнати, в якій ви перебуваєте, і подивилися на який-небудь максимально віддалений об'єкт. Як ви вважаєте, скільки з усього, що бачать ваші очі, ви по-справжньому фокусируете? Людське око здатне до високої візуальної різкості. Це виражено в кутовий роздільної здатності, тобто в тому, скільки градусів з 360 в візуальному полі може ясно сфокусувати очей? Людське око може дозволяти одну дугову хвилину, яка представляє 1/60 градуса. Повний місяць займає 30 дугових хвилин в небі. Досить дивно, чи не так?

Деякі хижі птахи можуть забезпечувати дозвіл до 20 дугових секунд, що надає їм більшу візуальну різкість, ніж наша.

А зараз оберніться знову і подивіться на цей віддалений об'єкт. Але в цей раз зауважте, що, хоча з першого погляду вам здається, що ви фокусуєтеся на великій частині поля, коли в дійсності ви концентріруетесь на те, куди ви дивитеся. Тоді ви зрозумієте, що це становить усього лише маленьку частину цілого зображення. Те, що ви зараз відчуваєте - це центральний зір, яке залежить від ямки і плями, що оточує його в сітківці. Ця ділянка складається в основному з фоторецепторів-колбочок, які найкраще працюють при яскравому світлі і дозволяють бачити чіткі зображення в кольорі. Чому і як це відбувається, ми будемо розглядати в наступній статті. По суті, люди, які страждають на дистрофію жовтої плями, добре знають про те, що може статися, коли їх центральний зір погіршується.

Зараз, оберніться знову і подивіться на об'єкт, який знаходиться далеко, але в цей раз зверніть увагу, наскільки невизначеним і недостатньо кольоровим є все інше, що знаходиться за межами центрального зору. Це ваше периферійний зір, яке в основному залежить від фоторецепторів-паличок, які вистилають решту сітківки і забезпечують нас нічним зором. Це також буде обговорюватися в наступній статті. Ми розглянемо, як сітківка здатна посилати в мозок нервові імпульси. Але для того, щоб ви могли оцінити необхідність в можливості очі фокусуватися, вам спочатку слід зрозуміти, як сітківка працює. Зрештою - це те, на чому фокусуються світлові промені.

Крім випадків перпендикулярного проходження, промені світла згинаються або переломлюються, коли вони проходять крізь речовини різної щільності такі, як повітря або вода. Тому світло, крім світла, який проходить безпосередньо через центр рогівки і кришталика, буде переломлюватися в напрямку головного фокуса на деякій відстані за ними (фокусна відстань). Це відстань буде залежати від спільної сили рогової оболонки і кришталика, спрямованої на заломлення світла і безпосередньо пов'язаної з їх кривизною.

Для розуміння того, як і чому очей повинен фокусувати світло, щоб ми чітко бачили, важливо знати, що всі промені світла, що проникають в око від джерела на відстані більше 20 футів, переміщаються паралельно один до одного. Щоб око могло мати центральний зір, рогова оболонка і лінза повинні бути здатними заломлювати ці промені таким чином, щоб всі вони зводилися на ямці і плямі. (Див. Рис.4)

Мал. 4Даний малюнок демонструє, як око фокусується на об'єктах, розташованих на відстані більше 20 футів. Зауважте, наскільки паралельні промені світла один до одного при їх наближенні до ока. Рогівка та кришталик працюють разом, щоб заломлювати світло до фокальній точці на сітківці, яка збігається з розміщенням ямки і плями, що оточують її. (Див. Рис.1) Ілюстрація взята на сайті: www.health.indiamart.com/eye-care.

Переломлюються сила кришталика вимірюється в діоптріях. Ця сила виражається як зворотна величина від фокусної відстані. Наприклад, якщо фокусна довжина лінзи становить 1 метр, тоді переломлюються потужність позначається як 1/1 = 1 діоптрій. Таким чином, якщо сила рогової оболонки і кришталика для відомості в оду точку променів світла становила б 1 діоптр, то розмір очі від передньої частини до задньої мав би становити 1 метр для того, щоб світло могло фокусуватися на сітківці.

Насправді, заломлююча сила рогівки - приблизно 43 діоптрій, а переломлюються потужність кришталика в стані спокою при розгляданні об'єкта, що знаходиться на відстані більше 20 футів, становить приблизно 15 діоптрій. При підрахунку об'єднаної заломлюючої потужності рогової оболонки і кришталика можна побачити, що вона становить приблизно 58 діоптрій. Це означає, що відстань від рогівки до сітківки склало приблизно 1/58 = 0.017 метрів = 17 мм для правильного фокусування світла на ямці. Що ж нам відомо? Це як раз стільки, скільки воно становить у більшості людей. Звичайно ж, це апроксимація середньої величини і певна людина може мати рогівку або кришталик з іншого кривизною, яка проявляється в різноманітних діоптричних можливості і довжині очного яблука.

Головне тут, що спільна переломлюються потужність рогівки і кришталика відмінно співвідноситься з розміром очного яблука. Макроеволюція повинна пояснити генетичні мутації, які були відповідальні не тільки за те, що примітивна світлочутлива тканину була поміщена в добре захищеному яблуці, заповненому гелеподібним речовиною, а й за те, що різні тканини і рідина дозволяють світлу передаватися і фокусуватися з силою, яка відповідає розмірам цього яблука.

Люди, які відчувають короткозорість (міопію), мають труднощі чіткістю зору, оскільки їх очне яблуко занадто довге і рогова оболонка з лінзою фокусують світло від об'єкта перед сітківкою. Це дозволяє світлу продовжувати проходити через фокусну точку і розподіляться на сітківці, що призводить до розпливчастого зору. Цю проблему можна вирішити за допомогою окулярів або лінз.

А зараз давайте розглянемо, що відбувається, коли око намагається фокусуватися на чомусь, розташованому близько. За визначенням світло, що проникає в око від об'єкта, розташованого на відстані менше 20 футів, не проникає паралельно, а є розбіжним. (Див. Рис.5). Таким чином, щоб бути здатним фокусуватися на об'єкті, який знаходиться близько від наших очей, рогівка і кришталик якимось чином повинні бути здатними заломлювати світло сильніше, ніж вони можуть зробити це в стані спокою.

Мал. 5  Малюнок демонструє нам, як око фокусується на об'єктах, розташованих на відстані менше 20 футів. Зауважте, що промені світла, що проникають в око, не паралельні, а розходяться. Оскільки переломлюються потужність рогівки фіксована, то кришталик повинен регулювати все необхідне, щоб фокусуватися на близьких об'єктах. Дивіться текст, щоб зрозуміти, як вона це робить. Ілюстрація взята на сайті: www.health.indiamart.com/eye-care.

Відійдіть і подивіться знову вдалину, а потім сфокусуйте свій погляд на задній стороні своєї руки. Ви відчуєте невелике смикання в очах, оскільки ви фокусируете погляд на близькій відстані. Цей процес називається пристосуванням. Що відбувається насправді, так це те, що ресничная м'яз під нервовим контролем може скорочуватися, що дозволяє кришталику більше витріщає. Це рух збільшує здатність заломлення потужність лінзи від 15 до 30 діоптрій. Така дія змушує промені світла зводитися більше і дозволяє оці фокусувати світло від близько розташованого об'єкта на ямку і пляма. Досвід нам показав, що існує обмеження щодо того, як близько очей може фокусувати. Це явище називається найближчою точкою ясного зору.

У міру того, як люди старіють, близько 40 років у них розвивається стан, який називається пресбіопіей (стареча далекозорість), коли у них виникають труднощі з фокусуванням на близько розташованих об'єктах, оскільки кришталик стає жорстким і втрачає свою еластичність. Тому часто можна побачити літніх людей, які тримають предмети на відстані від очей, щоб сфокусуватися на них. Ви також можете помітити, що вони носять біфокальні окуляри або окуляри для читання, за допомогою яких вони можуть спокійно читати.

Макроеволюція повинна бути в змозі пояснити незалежний розвиток кожного компонента, необхідного для пристосовності. Кришталик має бути досить еластичним, що дозволяє йому змінювати форму. Він має перебувати в висячому стані, щоб рухатися. Цилиарная м'яз і її нервовий контроль повинні також статися. Цілий процес нейром'язового функціонування і дії рефлексу повинні пояснюватися покроковим процесом на молекулярних і електрофізіологічне рівнях. На жаль, нічого з перерахованого вище не було пояснено, прозвучали лише розпливчасті, без особливої ​​конкретизації, оптимістичні заяви на тему простоти цих завдань. Можливо, цього цілком може бути досить для тих, хто раніше був відданий поняттю Макроеволюція, але абсолютно не відповідає вимогам, що пред'являються навіть до спроб будь-якого справді наукового пояснення.

На завершення хочеться нагадати, що для того, щоб мати таку складну послідовність в оці для правильного фокусування, потрібно також бути здатним повертати очі до цікавого для нас предмета. Існує шість зовнішніх м'язів очі, що функціонують злагоджено. Спільна робота очей забезпечує нам правильне сприйняття глибини і зір. Як тільки якась м'яз скорочується, протилежна їй розслабляється для забезпечення рівного руху очей, коли вони сканують навколишнє середовище. Це відбувається під контролем нервів і вимагає пояснення від макроеволюції.

  (Див. І).

Який м'яз виникла першою, і які генетичні мутації несли за це відповідальність? Як функціонував очей без наявності інших м'язів? Коли і як розвинувся нервовий контроль м'язів? Коли і яким чином сталася координація?

Зміни в фокусуванні?

З інформації цієї статті все ще можуть підніматися питання до макроеволюції, на які не було відповіді. Ми навіть не торкалися проблеми біомолекулярної основи для функціонування фоторецептора, освіти нервового імпульсу, оптичного шляху до мозку, результатом чого є нервова збудлива система, що інтерпретується мозком як «зором». Безліч екстраординарних складних частин необхідні людському оку для існування, тривалості дії і функціонування. Наука зараз володіє новою інформацією про утворення макромолекул і тканин, що лежать в основі електрофізіологічних механізмів функціонування фоторецепторів, і про взаємозалежних анатомічних компонентах очі, необхідних для належного функціонування та виживання. Макроеволюція обов'язково повинна досліджувати всі ці питання, щоб забезпечити пояснення походження такого складного органа.

Незважаючи на те, що в той час Дарвін не знав цього, інтуїція насправді його не підвела, коли він висловив свою думку в книзі «Про походження видів»: «Припускати, що очей [...] міг сформуватися шляхом природного відбору, здається, я вільно визнаю, що це є надзвичайно абсурдом ».

Сьогодні для прийняття теорії походження дослідники, що володіють сучасним розумінням того, яким чином насправді працює життя, зажадали б набагато більше доказів, ніж просте існування різних типів очей в різних організмах. Кожен аспект функціонування очі і зору - генетичний код, який відповідає за макромолекулярні структури, що містяться в межах кожної необхідної частини, фізіологічна взаємозалежність кожного компонента, електрофізіологія «зору», механізми мозку, які дозволяють отримувати нервові імпульси і перетворювати їх в те, що ми називаємо « зором »і т.д. - все це повинно бути представлено у вигляді покрокового процесу для того, щоб макроеволюцію можна було вважати прийнятним механізмом походження.

Беручи до уваги всі вимоги до макроеволюції, розглядаючи логічне і ретельне пояснення розвитку людського ока, одним з раціональних підходів до пояснення може бути порівняння функціонування очі з фактичним даними, які містяться в людських винаходи. Зазвичай кажуть, що око схожий на камеру, але насправді, це дещо не точне припущення. Оскільки в людських відносинах є, так би мовити, універсальним розуміння, що якщо «у» схожий на «х», тоді як визначено «х» хронологічно передував «у». Таким чином, при порівнянні очі з камерою найбільш правдивим твердженням буде висловлювання, що «камера схожа на око». Для будь-якої розсудливої ​​читача очевидно, що камера не відбулася сама собою, а утворилася людським інтелектом, тобто, вона була твором розумного дизайну.

Таким чином, чи є стрибком віри думку, що, оскільки на основі досвіду нам відомо, що камера була створена інтелектуально і дуже схожа на людське око, то очей також був створений розумно? Що є більш раціональним для розуму: пропозиції макроеволюції або ж розумний задум?

У наступній статті ми ретельно досліджуємо світ сітківки з її клітинами-фоторецепторами, а також біомолекулярні і електрофізіологічних основу для уловлювання фотона, і як результат, передачу імпульсів в мозок. Безумовно, це додасть ще один шар складності, що вимагає макроеволюційного пояснення, яке поки, на мій погляд, ще не було представлено належним чином.

Доктор Ховард Гліксмен  закінчив університет в Торонто в 1978 році. Він практикував медицину майже 25 років в м Оквілле, Онтаріо і Спрінг Хілл, Флорида. Нещодавно д-р Гліксмен залишив свою приватну практику і почав практикувати паліативну медицину для хоспісу в своїй громаді. У нього особливий інтерес до питань впливу на характер нашої культури досягнень сучасної науки, також в коло його інтересів входять дослідження на тему, що означає бути людиною.

Людина не може бачити в повній темряві.
   Для того, щоб людина побачила предмет, необхідно, щоб світло засяяло від предмета і потрапив на сітківку ока. Джерела світла можуть бути природні (вогонь, Сонце) і штучні (різні лампи). Але що являє собою світло?
Згідно з сучасними науковими уявленнями, світло являє собою електромагнітні хвилі певної (досить високого) діапазону частот. Ця теорія бере свій початок від Гюйгенса і підтверджується багатьма дослідами (зокрема, досвідом Т. Юнга). При цьому в природі світла в повній мірі проявляється карпускулярний-хвильовий дуалізм, що багато в чому визначає його властивості: при поширенні світло поводиться як хвиля, при випромінюванні або поглинанні - як частка (фотон). Таким чином, світлові ефекти, що відбуваються при поширенні світла (інтерференція, дифракція і т.п.), описуються рівняннями Максвелла, а ефекти, які проявляються при його поглинанні і випромінюванні (фотоефект, ефект Комптона) - рівняннями квантової теорії поля.
   Спрощено, очей людини являє собою радіоприймач, здатний приймати електромагнітні хвилі певної (оптичного) діапазону частот. Первинними джерелами цих хвиль є тіла, їх випромінюють (сонце, лампи і т.п.), вторинними - тіла, що відображають хвилі первинних джерел. Світло від джерел потрапляє в око і робить їх видимими людині. Таким чином, якщо тіло є прозорим для хвиль видимого діапазону частот (повітря, вода, скло тощо), то воно не може бути зареєстровано оком. При цьому очей, як і будь-який інший радіоприймач, «налаштований» на певний діапазон радіочастот (у разі очі це діапазон від 400 до 790 терагерц), і не сприймає хвилі, що мають більш високі (ультрафіолетові) або низькі (інфрачервоні) частоти. Ця «настройка» проявляється у всій будові ока - починаючи від кришталика і склоподібного тіла, прозорих саме в цьому діапазоні частот, і закінчуючи величиною фоторецепторів, які в даній аналогії подібні антен радіоприймачів і мають розміри, що забезпечують максимально ефективний прийом радіохвиль саме цього діапазону.
   Все це в сукупності визначає діапазон частот, в якому бачить людина. Він називається діапазоном видимого випромінювання.
   Видиме випромінювання - електромагнітні хвилі, що сприймаються людським оком, які займають ділянку спектра з довжиною хвилі приблизно від 380 (фіолетовий) до 740 нм (червоний). Такі хвилі займають частотний діапазон від 400 до 790 терагерц. Електромагнітне випромінювання з такими частотами також називається видимим світлом, або просто світлом (у вузькому сенсі цього слова). Найбільшу чутливість до світла людське око має в області 555 нм (540 ТГц), в зеленій частині спектра.

Білий світ, розділений призмою на кольори спектру

При розкладанні променя білого кольору в призмі утворюється спектр, в якому випромінювання різних довжин хвиль заломлюються під різним кутом. Кольори, що входять в спектр, тобто такі кольори, які можуть бути отримані світловими хвилями однієї довжини (або дуже вузьким діапазоном), називаються спектральними кольорами. Основні спектральні кольору (що мають власну назву), а також характеристики випромінювання цих квітів, представлені в таблиці:

В спектрі містяться не всі кольори, які розрізняє людський мозок і вони утворюються від змішування інших кольорів. [
   Чим людина бачить

Завдяки зору ми отримуємо 90% інформації про навколишній світ, тому очей - один з найважливіших органів почуттів.
   Око можна назвати складним оптичним приладом. Його основне завдання - "передати" правильне зображення зоровому нерву.



Будова очі людини

Рогівка - прозора оболонка, що покриває передню частину ока. У ній відсутні кровоносні судини, вона має велику заломлюючу силу. Входить в оптичну систему ока. Рогівка межує з непрозорою зовнішньою оболонкою ока - склерою. Див. Будова рогівки.
   Передня камера очі - це простір між рогівкою і райдужкою. Вона заповнена внутрішньоочної рідиною.
   Райдужка - за формою схожа на коло з отвором всередині (зіницею). Райдужка складається з м'язів, при скороченні і розслабленні яких розміри зіниці змінюються. Вона входить в судинну оболонку ока. Райдужка відповідає за колір очей (якщо він блакитний - значить, в ній мало пігментних клітин, якщо коричневий - багато). Виконує ту ж функцію, що діафрагма у фотоапараті, регулюючи светопотока.
   Зіниця - отвір в райдужці. Його розміри зазвичай залежать від рівня освітленості. Чим більше світла, тим менше зіницю.
   Кришталик - "природна лінза" очі.

Він прозорий, еластичний - може змінювати свою форму, майже миттєво "наводячи фокус", за рахунок чого людина бачить добре і зблизька, і здалека. Розташовується в капсулі, утримується війковим паском. Кришталик, як і рогівка, входить в оптичну систему ока. Прозорість кришталика ока людини чудова - пропускається велика частина світла з довжинами хвиль між 450 і 1400 нм. Світло з довжиною хвилі више720 нм не сприймається. Кришталик ока людини майже безбарвний при народженні, але набуває жовтуватий колір з віком. Це охороняє сітківку ока від дії ультрафіолетових променів.
Склоподібне тіло - гелеобразная прозора субстанція, розташована в задньому відділі ока. Склоподібне тіло підтримує форму очного яблука, бере участь у внутрішньоочний обміні речовин. Входить в оптичну систему ока.
   Сітківка - складається з фоторецепторів (вони чутливі до світла) і нервових клітин. Клітини-рецептори, розташовані в сітківці, діляться на два види: колбочки і палички. У цих клітинах, що виробляють фермент родопсин, відбувається перетворення енергії світла (фотонів) в електричну енергію нервової тканини, тобто фотохимическая реакція.
   Склера - непрозора зовнішня оболонка очного яблука, що переходить в передній частині очного яблука в прозору рогівку. До склери кріпляться 6 окорухових м'язів. У ній знаходиться невелика кількість нервових закінчень і судин.
   Судинна оболонка - вистилає задній відділ склери, до неї прилягає сітківка, з якої вона тісно пов'язана. Судинна оболонка відповідальна за кровопостачання внутрішньоочних структур. При захворюваннях сітківки дуже часто втягується в патологічний процес. У судинній оболонці немає нервових закінчень, тому при її захворюванні не виникають болі, зазвичай сигналізують про якісь неполадки.
   Зоровий нерв - за допомогою зорового нерва сигнали від нервових закінчень передаються в головний мозок.
   Людина не народжується з уже розвиненим органом зору: в перші місяці життя відбувається формування мозку і зору, і приблизно до 9 місяців вони здатні майже моментально обробляти інформацію, що надходить зорову інформацію. Для того щоб бачити, необхідне світло.
Світлова чутливість людського ока

Здатність ока сприймати світло і розпізнавати різного ступеня його яскравості називається світловідчуття, а здатність пристосовуватися до різної яскравості освітлення - адаптацією ока; світлова чутливість оцінюється величиною порога світлового подразника.
   Людина з хорошим зором здатний розгледіти вночі світло від свічки на відстані декількох кілометрів. Максимальна світлова чутливість досягається після досить тривалої темнової адаптації. Її визначають під дією світлового потоку в тілесному куті 50 ° при довжині хвилі 500 нм (максимум чутливості ока). У цих умовах порогова енергія світла близько 10-9 ерг / с, що еквівалентно потоку декількох квантів оптичного діапазону в секунду через зіницю.
Внесок зіниці в регулювання чутливості очі вкрай незначний. Весь діапазон яркостей, які наш зоровий механізм здатний сприйняти, величезний: від 10-6 кд.м² для ока, повністю адаптованого до темряви, до 106 кд.м² для ока, повністю адаптованого до світла Механізм такого широкого діапазону чутливості криється в розкладанні і відновленні фоточутливих пігментів в фоторецепторах сітківки - колбочках і паличках.
   В оці людини містяться два типи світлочутливих клітин (рецепторів): високо чутливі палички, що відповідають за сутінковий (нічний) зір, і менш чутливі колбочки, відповідальні за кольоровий зір.

Нормалізовані графіки світлочутливості колбочок людського ока S, M, L. Пунктиром показана сутінкова, «чорно-біла» сприйнятливість паличок.

У сітківці ока людини є три види колбочок, максимуми чутливості яких припадають на червоний, зелений і синій ділянки спектра. Розподіл типів колб в сітківці нерівномірно: «сині» колбочки знаходяться ближче до периферії, в той час як «червоні» і «зелені» розподілені випадковим чином. Відповідність типів колб трьом «основним» квітам забезпечує розпізнавання тисяч кольорів і відтінків. Криві спектральної чутливості трьох видів колбочок частково перекриваються, що сприяє явищу метамерии. Дуже сильне світло збуджує всі 3 типи рецепторів, і тому сприймається, як випромінювання сліпучо-білого кольору.

Рівномірний роздратування всіх трьох елементів, відповідне середньозваженому денного світла, також викликає відчуття білого кольору.
   За колірний зір людини відповідають гени, що кодують світлочутливі білки опсини. На думку прихильників трикомпонентної теорії, наявність трьох різних білків, що реагують на різні довжини хвиль, є достатнім для колірного сприйняття. У більшості ссавців таких генів тільки два, тому вони мають чорно-біле зір.
   Чутливий до червоного світла опсин кодується у людини геном OPN1LW.
   Інші опсини людини кодують гени OPN1MW, OPN1MW2 і OPN1SW, перші два з них кодують білки, чутливі до світла із середніми довжинами хвилі, а третій відповідає за опсин, чутливий до короткохвильової частини спектра.
   Бінокулярний і Стереоскопічне зір

Зоровий аналізатор людини в нормальних умовах забезпечує бінокулярний зір, тобто зір двома очима з єдиним зоровим сприйняттям. Основним рефлекторним механізмом бінокулярного зору є рефлекс злиття зображення - фузионной рефлекс (Фузія), що виникає при одночасному подразненні функціонально неоднакових нервових елементів сітківки обох очей. Внаслідок цього виникає фізіологічне двоїння предметів, що знаходяться ближче або далі фіксується точки (бінокулярна фокусування). Фізіологічні двоїння (фокус) допомагає оцінювати віддаленість предмета від очей і створює відчуття рельєфності, або стереоскопічності, зору.
   При зір одним оком сприйняття глибини (рельєфною віддаленості) здійснюється гл. обр. завдяки вторинним допоміжним ознаками віддаленості (видима величина предмета, лінійна і повітряна перспективи, загораживание одних предметів іншими, акомодація ока і т. д ..).

Провідні шляхи зорового аналізатора
   1 - Ліва половина зорового поля, 2 - Права половина зорового поля, 3 - Око, 4 - Сітківка, 5 - Глядачеві нерви, 6 - окоруховий нерв, 7 - хіазмі, 8 - Зоровий тракт, 9 - Латеральное коленчатое тіло, 10 - Верхні горби четверохолмия, 11 - Неспецифічний зоровий шлях, 12 - Зорова кора головного мозку.

Людина бачить не очима, а за допомогою очей, звідки інформація передається через зоровий нерв, хиазму, зорові тракти в певні області потиличних часток кори головного мозку, де формується та картина зовнішнього світу, яку ми бачимо. Всі ці органи і складають наш зоровий аналізатор або зорову систему.
   Психологія сприйняття кольору

Психологія сприйняття кольору  - здатність людини сприймати, ідентифікувати і називати кольори.
   Відчуття кольору залежить від комплексу фізіологічних, психологічних і культурно-соціальних факторів. Спочатку дослідження сприйняття кольору проводилися в рамках кольорознавства; пізніше до проблеми підключилися етнографи, соціологи і психологи.
   Зорові рецептори по праву вважаються «частиною мозку, винесеної на поверхню тіла». Несвідома обробка і корекція зорового сприйняття забезпечує «правильність» зору, і вона ж є причиною «помилок» при оцінці кольору в певних умовах. Так, усунення «фонової» засвічення очі (наприклад, при розгляданні віддалених предметів через вузьку трубку) істотно змінює сприйняття кольору цих предметів.
Одночасне розглядання одних і тих же несамосвітних предметів або джерел світла кількома спостерігачами з нормальним колірним зором, в однакових умовах розглядання, дозволяє встановити однозначну відповідність між спектральним складом порівнюваних випромінювань і викликаються ними колірними відчуттями. На цьому засновані колірні вимірювання (колориметрия). Таке відповідність однозначно, але не взаємно-однозначно: однакові колірні відчуття можуть викликати потоки випромінювань різного спектрального складу (метамерія).
   Визначень кольору, як фізичної величини, існує багато. Але навіть в кращих з них з колориметрической точки зору часто опускається згадка про те, що зазначена (не взаємне) однозначність досягається лише в стандартизованих умовах спостереження, освітлення і т. Д., Не враховується зміна сприйняття кольору при зміні інтенсивності випромінювання того ж спектрального складу (явище Бецольда - Брюкке), не береться до уваги т. н. колірна адаптація очі і ін. Тому різноманіття колірних відчуттів, що виникають при реальних умовах освітлення, варіаціях кутових розмірів порівнюваних за кольором елементів, їх фіксації на різних ділянках сітківки, різних психофізіологічних станах спостерігача і т. д., завжди багатшими колориметрического колірного різноманіття.
   Наприклад, в колориметрії однаково визначаються деякі кольори (такі, як помаранчевий або жовтий), які в повсякденному житті сприймаються (в залежності від світлини) як бурий, «каштановий», коричневий, «шоколадний», «оливковий» і т. Д. В однією з кращих спроб визначення поняття Колір, що належить Ервін Шредінгер, труднощі знімаються простим відсутністю вказівок на залежність колірних відчуттів від численних конкретних умов спостереження. За Шредингеру, Колір є властивість спектрального складу випромінювань, загальна всім випромінюванням, візуально не помітним для людини.
   В силу природи очі, світло, що викликає відчуття одного і того ж кольору (наприклад білого), тобто одну і ту ж ступінь збудження трьох зорових рецепторів, може мати різний спектральний склад. Людина в більшості випадків не помічає цього ефекту, як би «домислюючи» колір. Це відбувається тому, що хоча колірна температура різного освітлення може збігатися, спектри відбитого одним і тим же пігментом природного і штучного світла можуть істотно відрізнятися і викликати різний колірне відчуття.
Відмінності зору людини і тварин. Метамерія в фотографії

Людський зір є трёхстімульним аналізатором, тобто спектральні характеристики кольору виражаються за все в трьох значеннях. Якщо порівнювані потоки випромінювання з різним спектральним складом виробляють на колбочки однакову дію, кольору сприймаються як однакові.
   У тваринному світі існують чотири-і навіть пятістімульние колірні аналізатори, тому кольори, які сприймаються людиною однаковими, тваринам можуть здаватися різними. Зокрема, хижі птахи бачать сліди гризунів на стежках до нір виключно завдяки ультрафіолетової люмінесценції компонентів їх сечі.
   Схожа ситуація складається і з системами реєстрації зображень, як цифровими, так і аналоговими. Хоча в більшості своїй вони є трёхстімульнимі (три шари емульсії фотоплівки, три типи осередків матриці цифрового фотоапарата або сканера), їх метамерія відмінна від метамерии людського зору. Тому кольору, які сприймаються оком як однакові, на фотографії можуть виходити різними, і навпаки.