Строение и функция глаза

Органом зрения является глаз — рецептор световых раздражений. Глаз человека состоит из глазного яблока и отходящего от него глазного нерва. Стенку глазного яблока образуют три оболочки: наружная (белочная), сосудистая и сетчатая.

Схематический разрез глаза

Белочная оболочка в передней части глазного яблока переходит в прозрачную роговицу. Под белочной оболочкой находится сосудистая, переднюю часть которой образует радужная оболочка. Цвет радужной оболочки глаза зависит от количества пигментных клеток в ней: при большом количестве пигмента глаза имеют карий и даже чёрный цвет, при недостаточном его количестве — цвет глаза зелёно-серый и голубой. Голубые тона обусловлены главным образом просвечиванием чёрного пигмента сетчатой оболочки глаза на задней стороне радужной. Посреди радужной оболочки помещается зрачок — отверстие, через которое свет проникает в глаз. Благодаря работе мышц радужной оболочки зрачок может расширяться и суживаться, играя роль диафрагмы фотографического аппарата. Изменение величины отверстия зрачка совершается рефлекторно в зависимости от количества света, падающего на глаз, и называется зрачковым рефлексом. Зрачковый рефлекс представляет собой целесообразное биологическое приспособление, при помощи которого регулируется количество поступающего в глаз света. При слишком большом свете зрачок суживается, и уменьшается световой поток, при слабом свете зрачок расширяется, и увеличивается световой поток, падающий на сетчатую оболочку глаза.

Сетчатая оболочка, или сетчатка (ретина), самая внутренняя из трёх оболочек глазного яблока, является разветвлением по дну глаза концевых аппаратов зрительного нерва..

Нервные волокна зрительного нерва заключают в себе три пучка: а) от височной половины сетчатки, б) от носовой и в) от центральной её области. В месте перекрёста зрительных нервов (хиазма) зрительные пучки частично пересекаются: нервные волокна от височных половин сетчатки идут в соответственные стороны головного мозга, волокна же от носовой части идут в противоположные части полушария, волокна центральной части идут и в соответственные и в противоположные части полушарий. Проходя сначала в промежуточные зрительные центры, находящиеся у основания мозговых полушарий (в заднюю часть зрительного бугра, переднее четырёххолмие и наружное коленчатое тело), они направляются в высшие центры зрения в затылочных долях коры головного мозга.

Схема зрительных путей и центров

Строение сетчатки очень сложно: под микроскопом в ней можно увидеть десять слоев (см. рис. ниже). В состав этих слоёв входят нервные элементы, обусловливающие зрительную функцию ретины. Периферические концы светочувствительных зрительных клеток подразделяются на палочки и колбочки. В сетчатке человеческого глаза находится около 130 миллионов палочек и около 7 миллионов колбочек; в середине сетчатки преобладают колбочки, на периферии — палочки.

Строение сетчатки глаза.

I, II, III — первый, второй и третий невроны: I — пигментный слой, прилежащий к сетчатке; 2 — слой палочек и колбочек; 3 — наружная пограничная перепонка; 4 — внешний зернистый слой; 5 — внешний межзернистый слой; 6 — внутренний зернистый слой; 7 — внутренний межзернистый слой; 8 — ганглиозные клетки зрительного нерва; 9 — волокна зрительного нерва; 10 — внутренняя пограничная перепонка. Справа изображено опорное волокно Мюллера

Палочки содержат так называемый зрительный пурпур, который под действием света обесцвечивается, а в темноте регенерирует. В колбочках зрительного пурпура не найдено.

Согласно теории Шульца, развитой Крисом, колбочки являются аппаратом дневного зрения, а палочки — аппаратом сумеречного зрения. Между дневным и сумеречным зрением существует антагонистическая иннервация. Раздражение центральной части сетчатки угнетающе действует на чувствительность периферической части — и обратно.

В месте выхода зрительного нерва из глазного яблока нет ни палочек, ни колбочек; раздражение, падающее на это место, ощущений не вызывает. Это место называется слепым пятном. Вследствие существования слепого пятна в поле нашего зрения всегда имеется некоторая «дыра». О величине этой «дыры» можно судить по тому, что на расстоянии 1 м её диаметр равен 11 см, а на расстоянии 10 м — 1, 1 м.

Однако «дыры» в поле своего зрения человек не замечает. Происходит это по нескольким причинам: 1) хорошо видны лишь объекты, изображение которых падает на жёлтое пятно сетчатки, всё остальное видно неясно, и впечатление от объектов, находящихся в стороне от зрительной оси, значительно более слабое; и 2) при бинокулярном зрении тот объект, изображение которого на сетчатке одного глаза приходится на слепое пятно, представлен на сетчатке другого глаза изображением на видящем её участке.

Наиболее важным местом сетчатой оболочки глаза является жёлтое пятно, заполненное главным образом колбочками. В середине жёлтого пятна находится центральная ямка (fovea centrails) — место наиболее ясного видения.

Для ясного видения необходимо, чтобы на сетчатке получилось отчётливое изображение рассматриваемого предмета. Отчётливость изображения обусловлена функцией расположенного за зрачковым отверстием хрусталика — прозрачной и двояковыпуклой линзы, выполняющей в глазу роль объектива в фотографической камере. Прозрачные среды хрусталика (и роговицы), преломляя падающий через зрачковое отверстие свет, отбрасывают на сетчатку изображение — обратное и уменьшенное — того, что находится перед глазом.

Так как расстояние от хрусталика до сетчатой оболочки глаза остаётся неизменным, то для получения чёткого изображения на сетчатке изменяется кривизна хрусталика: при приближении предмета кривизна увеличивается, а при отдалении его уменьшается. Изменение кривизны хрусталика осуществляется рефлекторным сокращением ресничной (аккомодационной) мышцы и называется аккомодацией глаза. Нормальному глазу аккомодационные движения требуются только для получения чёткого изображения близких предметов; изображения удалённых предметов падают на сетчатку без специальной аккомодации.

Если лучи, идущие в глаз от отдалённого предмета, собираются в фокус не на сетчатке, а впереди или позади неё, то нормальное зрение нарушается. Глаз, в котором вследствие чрезмерной преломляющей силы глаза или большой длины глазного яблока параллельные лучи, идущие в глаз от удалённого предмета, собираются перед сетчаткой, называется близоруким. Глаз, в котором вследствие ослабленной преломляющей силы глаза или малой длины глазного яблока параллельные лучи, идущие в глаз от удалённого предмета, собираются за сетчаткой, называется дальнозорким.

Вследствие относительно значительной величины зрачкового отверстия через него проходят лучи не только близкие к оптической оси, но и сравнительно от неё отдалённые; это вызывает явление сферической аберрации. Оно выражается в том, что точечное раздражение даёт на сетчатой оболочке глаза некоторый круг светорассеяния. Поэтому границы изображений на сетчатой оболочке глаза никогда не бывают абсолютно резкими. Помимо сферической, существует хроматическая аберрация. Она вызывается тем, что параллельный пучок белого света, проходя через хрусталик и другие преломляющие среды глаза, даёт различные углы преломления, а именно — лучи с короткой волной преломляются сильнее, чем лучи с длинной волной. Вследствие этого точечное изображение даёт на сетчатой оболочке глаза цветной круг светорассеяния.

Сферическая и хроматическая аберрации глаза являются, по мнению Гельмгольца, причиной иррадиации, вследствие которой белые предметы кажутся преувеличенными из-за кругов светорассеяния.

Степень чёткости восприятия границ предметов называется остротой зрения. Острота зрения определяется тем минимальным промежутком между двумя точками, который ещё замечается. За единицу остроты зрения принимают величину промежутка в одну угловую минуту.

Это не значит, конечно, что у всех людей минимальный угол зрения равен всегда одной угловой минуте. Многие люди видят раздельно две точки даже тогда, когда они видимы под углом зрения в 20 и даже 10 угловых секунд. Яркие точки, например звёзды, видны под ещё меньшим углом зрения.

По сути дела следует различать 3 вида остроты зрения: 1) когда глаз видит нерасчленённое пятно (minimum visibile), 2) когда глаз ясно видит промежуток между двумя точками (minimum separabile) и 3) когда предмет делается узнаваемым (minimum cognoscibile).

Зрительное ощущение, возникающее в результате воздействия на глаз света, всегда обладает тем или иным цветовым качеством. Но обычно нами воспринимается не цвет «вообще», а цвет определённых предметов. Предметы эти находятся от нас на определённом расстоянии, имеют ту или иную форму, величину и т. д. Зрение даёт нам отражение всех этих многообразных свойств объективной действительности. Но отражение предметов в их пространственных и иных свойствах относится уже к области восприятия (см. дальше), в основе которого частично лежат также специфические зрительные ощущения.