Школа Хорошего Зрения

Хрусталик

Функциональное предназначение хрусталика сложное и разнообразное. В момент детального рассмотрения какого-либо объекта, только при концентрации внимания, связки хрусталика начинают сокращаться, в результате хрусталик совершает частые быстрые микроколебания по горизонтали.

При рассматривании объекта глаза перемещаются скачкообразно, выхватывая наиболее интересные места и «помещая» их в центр сетчатки, в центральную ямку, после чего хрусталик опять совершает очередное колебание. Так мозг сканирует изображение. После этого глаза перемещаются в другую точку. Эти колебания были зафиксированы много лет назад. Было замечено, что глаза при рассматривании перемещаются как бы скачком и на мгновение замирают. Потом приборами было замечено, что в момент коротких остановок, внешняя боковая поверхность глаза дрожит. Проекцию отмеченных колебаний совместили с самим изображением, оказалось, что линии – это перемещение глаз, а точки соединения линий – это колебания хрусталика, или сканирование изображения.

Получается, что именно хрусталик исследует контуры, прощупывает форму, объем, рельеф, выпуклости и вогнутости, чтобы человеческий мозг смог анализировать увиденные события и обрабатывать полученную информацию до мельчайших деталей. Еще надо знать, что у детей работа хрусталика более активна, а в пожилом возрасте она замедляется, и это нормально.

Сетчатка

Пройдя сквозь хрусталик, а затем через стекловидное тело, лучи света попадают на внутреннюю, очень тонкую оболочку глаза – сетчатку. Она состоит из радиально расходящихся разветвлений зрительного нерва и светочувствительных клеток и выполняет важную функцию глаза: преобразовывает световой импульс в нервное возбуждение, производит первичную обработку зрительного сигнала и направляет его в мозг. Если сетчатка повреждена полностью, то восстановить зрение невозможно.

Сетчатка в действительности очень тонкая и нежная, на нее проецируются образы внешних предметов, находящихся в поле зрения. Несмотря на то, что сетчатка представляет собой крайне тонкую оболочку толщиной от 1/80 дюйма до половины этой величины, т.е. от 1,5 до 3,2 мм, она имеет чрезвычайно сложное строение.

Светочувствительными элементами в сетчатке являются палочки и колбочки. Это световоспринимающие клетки, отличающиеся друг от друга формой, и весьма неоднородно распределенные в различных частях сетчатки, ещё они называются зрительными клетками или фоторецепторами.

Палочки – их примерно 125 миллионов, расположены по всей поверхности сетчатки, причём на периферии их концентрация выше, чем в центральной части. Палочки не различают цветов, но обладают очень высокой чувствительностью в условиях слабой освещенности, обеспечивая так называемое сумеречное зрение.

Колбочки – их около 6,5 миллионов, отвечают за цветное (дневное) зрение, они концентрируются в центральной части сетчатки, особенно много их в желтом пятне и вокруг него. Колбочки здесь тесно прижаты друг к другу, и каждая из них связана с отдельным волокном зрительного нерва, который передает в мозг только ее сигналы, что обеспечивает высокую разрешающую способность центральной ямки. На периферии же одно волокно зрительного нерва связано с целой группой фоторецепторов, что также служит для повышения чувствительности.

Обычно в сетчатке различают десять слоев, причем светочувствительные клетки находятся в самом внутреннем ее слое. Более того, палочки и колбочки ориентированы к свету своими внутренними сегментами, не содержащими зрительного пигмента, а поглощение света, приводящее к возникновению нервных импульсов, начинается в наружных сегментах рецепторов.

Однако это вовсе не снижает чувствительности глаза к свету, потому что внутренние структуры сетчатки прозрачны для видимого света. Слой светочувствительных клеток граничит с пигментным эпителием, который поглощает остатки света, избавляя сетчатку от засветки лишним рассеянным светом.

Нейроны сетчатки, передающие сигналы в головной мозг, называются чувствительными, они собраны в нервных узлах, в ганглиозном[14 - Ганглии – от греческого ганглион – узел.] слое сетчатки.

В месте вхождения зрительного нерва в глазное яблоко нет ни палочек, ни колбочек. Изображения предметов, возникающие на этом участке, не воспринимаются нами. Поэтому этот участок получил название слепое пятно. Слепое пятно легко обнаружить, закрыв левый глаз и смотря правым на крестик (см. рисунок Мариотта для обнаружения слепого пятна). Если глаз приближать к рисунку, то на некотором расстоянии кружок становится невидимым. Это значит, что его изображение попало на слепое пятно.

Разрешающая способность глаза, т. е. способность раздельно видеть две точки, находящиеся на небольшом расстоянии друг от друга, называется остротой зрения и связана с раздельным или слитным восприятием светового изображения этих точек на сетчатой оболочке глаза. Средний нормальный глаз видит четко две точки, разделенные углом всего в 1 градус на расстоянии около 5 метров от себя. Это соответствует расстоянию между изображениями на сетчатке примерно 5 микрон.

Действительно, в центральной ямке желтого пятна сетчатки, куда обычно фокусируется изображение хорошо освещенного предмета, на отрезке длиной 5 мкм сосредоточено в среднем 3 колбочки, так выполняется условие разрешения глаза: между двумя засвеченными колбочками, на которых формируются изображения точек, остается одна незасвеченная[15 - В любом учебнике по оптике глаза можно ознакомиться с математическими доказательствами условий разрешения глаза, например, здесь [10], но для понимания сути зрения знание формул большого значения не имеет.].

На самом деле, острота зрения – величина безразмерная. Но она зависит от многих факторов, например, от яркости фона. Еще имеет значение диаметр зрачка, возраст человека, уровень цветового и яркостного контраста между рассматриваемым объектом и фоном. При нормальном освещении острота зрения максимальна, когда изображение предмета попадает на центральную ямку сетчатки, где плотность колбочек наибольшая. В сумерках острота зрения максимальна при попадании света на тот участок сетчатки, где наибольшая плотность палочек, т. е. под углом примерно 20

от центральной ямки.

Естественно, встречаются люди, способные различать очень мелкие предметы на далёких расстояниях. У зорких людей острота зрения выше средней нормы, но не потому, что их глаз строит более крупное изображение на сетчатке. Просто в центральной ямке сетчатки такого человека колбочки расположены более плотно, чем у большинства людей, что и позволяет воспринимать изображение предметов, имеющих угловые размеры меньше 1

. Такое острое зрение часто называется орлиным и это совсем неслучайно.

Известно, что острота зрения орлов составляет 1000 процентов. Что же это действительно означает? И что же всё-таки они видят такого, что мы не видим?

Так вот, если пересчитать, то орлы имеют зрение, которое даёт возможность, например, разглядеть пятицентовую монету (русский аналог – монета достоинством два рубля, размером около 2 см), сидя на противоположной трибуне футбольного поля.

Возникает вопрос, чем же зрение и глаза орлов отличаются от глаз других животных и человека? Оказывается, что не только плотность цвето– и световоспринимающих клеток сетчатки (тех самых палочек и колбочек в центральной ямке) являются причиной такого высокого зрения. Оказывается, оптика глаз всех птиц из семейства орлиных отличается очень крутым профилем роговицы и такой же формой хрусталика. Таким образом, «орлиное зрение» реально состоит из двух составляющих – гораздо более мелкие и плотно расположенные цвето– и световоспринимающие клетки сетчатки, с одной стороны, и оптическая система глаза, которая даёт возможность получить очень чёткое изображение на поверхности сетчатки [15].

Центральная фиксация

Глаз представляет собой миниатюрную камеру, во многом похожую на фотоаппарат. Однако в одном отношении между ними имеется существенное различие. Светочувствительная пленка в фотоаппарате одинаково чувствительна в каждой своей точке, сетчатка же глаза имеет точку максимальной чувствительности. Любая другая ее часть имеет меньшую чувствительность пропорционально удалению от этой точки. Эта точка максимальной чувствительности называется foveacentralis, что дословно переводится как центральная ямка.

В этом заключается принцип центральной фиксации нашего взгляда, а именно максимальной остроты зрения в точке максимальной чувствительности fovea. Почему этот вопрос такой важный?

Потому что именно от того, сохранена ли способность к центральной фиксации у глаз или нет, зависит их здоровье и острота зрения.

Итак. В середине сетчатки, прямо напротив зрачка, находится маленькое круглое возвышение, называемое макула (macula lutea), что дословно означает «желтое пятно». В центре этого пятна и находится глубокая ямка более тёмного цвета foveacentralis. Размер жёлтого пятна всего 0,5 мм.

В центре ямки нет ни одной палочки, а колбочки удлиненные и тесно прижаты друг к другу. За пределами центра ямки колбочки становятся толще и реже встречаются, перемежаясь с палочками, численность которых возрастает по мере продвижения к краям сетчатки.

Способность жёлтого пятна давать мозгу детальную информацию о рассматриваемом предмете связана с очень высокой концентрацией здесь световоспринимающих элементов (колбочек), а также еще и с тем, что каждая колбочка соединена со своим собственным индивидуальным нейроном. Палочки такого индивидуального нейрона не имеют и вынуждены группироваться целыми скоплениями вокруг одной-единственной клетки.

Именно поэтому центр ямки является местом наиболее острого зрения. По мере отдаления от этого места, острота зрения стремительно снижается. Это означает, что глаз с нормальным зрением видит одну часть любого объекта, на который он смотрит, лучше всего, а остальные хуже, по мере удаления от точки максимальной остроты зрения.

Так происходит, если зрение нормально и чувствительность ямки нормальна. Когда мозг находится в напряжении, глаза обычно в большей или меньшей степени слепнут, и в первую очередь слепнет центр зрения – частично или полностью, т.е. чувствительность ямки снижается до такой степени, что глаз видит точно так же, и даже лучше другими частями сетчатки.

Если напряжение достаточно велико, то в этот процесс вовлекается вся или большая часть сетчатки. Когда функция зрения частично или полностью подавлена, человек не может более видеть лучше всего то, на что он смотрит. Объекты же, на которые он не смотрит прямо, могут быть видны так же хорошо, или даже еще лучше, поскольку чувствительность сетчатки становится приблизительно равной в каждой своей части, или даже лучшей в части вне центра. Получается, что неизменным симптомом всех нарушений зрения, как функциональных, так и органических, является потеря центральной фиксации, а основной причиной этого является напряжение нашей психики.

От степени центральной фиксации зависят и острота зрения. Человек может быть способным читать знаки в километре от него, когда видит все буквы одинаковыми, но когда он научится видеть одну букву лучше других, он сможет прочесть маленькие буквы, о существовании которых даже и не догадывался.

Замечательное зрение некоторых людей, которые могут видеть невооруженным глазом очень далекие объекты, для чего большинству цивилизованных людей нужен телескоп, является следствием центральной фиксации. Некоторые люди могут видеть кольца Сатурна или спутники Юпитера невооруженным глазом. Это не из-за какого-то преимущества в строении глаза, а из-за того, что степени их центральной фиксации выше, чем у большинства цивилизованных людей.

2/ Строение мышц глаза

Глаза расположены в глазничной впадине черепа, от костей глазничной впадины к наружной поверхности шаровидного глазного яблока подходят мышцы, которые его поворачивают.

Всего имеется шесть глазодвигательных мышц: четыре из них прямые и две косые, получившие свое название благодаря специфическому ходу мышцы в глазнице, а также особенностям крепления к глазному яблоку.

На рисунке можно рассмотреть детально, как расположены и как выглядят внешние мышцы глаза человека.

Косые мышцы практически полностью опоясывают глазное яблоко посередине. Прямые мышцы присоединены к внешней оболочке глазного яблока – склере, ближе к передней его части, и идут, минуя верх, низ и боковые части глазного яблока, прямо до задней части глазницы, где они присоединяются к костным тканям по краям круглого отверстия, через которое проходит зрительный нерв.

Движения глазным яблоком зависят не только от слаженности работы мышц, но и также от особенностей их крепления. Места крепления наружной и внутренней прямых мышц находятся на горизонтальной плоскости глазного яблока, что делает возможным его горизонтальные движения: поворот к носу – сокращение внутренней прямой мышцы, поворот к виску – сокращение наружной прямой мышцы.

Нижняя и верхняя прямые мышцы обеспечивают вертикальные движения глаз, однако, вследствие немного скошенного от вертикали линии крепления мышц, одновременно с движением глаза по вертикали происходит и движение кнутри.

Сокращение косых мышц вызывает достаточно сложные движения, что связано с особенностями их расположения и прикрепления к склере. Так, верхняя косая мышца может опускать глаз и поворачивать его кнаружи, в то время как нижняя косая мышца поднимает глаз и отводит его кнаружи. Также, нижняя и верхняя прямые мышцы глаза, вместе с косыми мышцами обеспечивают небольшие повороты глаз по часовой стрелке и против нее.

Работой мышц управляют черепно-мозговые нервы: глазодвигательный, отводящий и блоковый. Глазодвигательный нерв отвечает за работу верхней, внутренней, нижней прямой и нижней косой мышц. Работу наружной прямой мышцы обеспечивает отводящий нерв, а верхней косой – блоковый нерв. Все мышечные волокна данной группы мышц богаты нервными окончаниями, в то же время одна ветка двигательного нерва способна контролировать работу только небольшого числа мышечных волокон, и это обеспечивает особую четкость и точность движений глаз.

Подвижность глаз, сложные движения, объёмность, бинокулярное зрение[16 - Бинокулярное зрение – формирование единого объёмного зрительного образа в результате слияния в одно целое двух картинок от обоих глаз. Это дает глубину восприятия и объем.] возможны благодаря хорошей нервной регуляции и слаженной работе мышц глаза.

Эластичное глазное яблоко под воздействием мышц постоянно меняет свою форму. Каждая перемена работы мышц и каждое изменение формы глазного яблока происходят импульсивно, и каждый раз сопровождается морганием, при котором происходит перенастройка четкости.

При зрении вдаль мышцы глаз всегда расслаблены, при этом в глаз попадает параллельный пучок лучей, который после преломления фокусируется точно на его сетчатке.

В ненапряженном состоянии нормальный глаз настроен на рассмотрение бесконечно удаленных предметов, т.е. дальняя точка ясного видения для нормального глаза находится в бесконечности.

При зрении вблизи, с приближением предмета к глазу, изображение должно оставаться на сетчатке, однако для этого необходимо, чтобы напряглись косые мышцы глаза, тогда глазное яблоко сожмётся в поперечном направлении и немного вытянется в продольном, и лучи света от ближних объектов опять чётко сфокусируются на сетчатке глаза.

Под воздействием мышц меняется не только форма глазного яблока, но и форма роговицы. Роговица становится более выпуклой при смотрении вблизи, и более плоской при взгляде вдаль. При этом усилия, которые косые мышцы глаз прикладывают в ходе перенастройки четкости, не представляют ощутимой нагрузки на них. Это можно сравнить с тем, как птицы всю ночь могут просидеть на  ветке, крепко  сжимая ее пальцами ног и нисколько при этом не утомляясь.