Человеческий глаз. Угол обзора, строение, анатомия, устройство

Человеческое зрение – это одно из самых важных механизмов восприятия окружающего мира. Глаза являются самыми подвижными органами. Визуально человек получает 90% информации. Угол обзора помогает человеку ориентироваться в окружающем пространстве.

Общие сведения об устройстве органа зрения

Парный зрительный орган поглощает видимое излучение и обеспечивает зрительную функцию. К основным органам глаза относится глазное яблоко и зрительный нерв, а к вспомогательным – веки, мышцы глазного яблока и слёзный аппарат.

Глаза покрываются несколькими оболочками:

• белковой (наружной);
• сосудистой (средней);
• сетчатой (внутренней).

Орган зрения размещён в глазницах, защищающих его от внешних повреждений. Снаружи можно увидеть не больше 1/5 части глазного яблока. Большая его часть находится в глазнице. Глаза обладают шарообразной формой. Масса каждого глазного яблока составляет 7 г.

Общий принцип функционирования

При взгляде на предмет человек получает зрительную информацию. Это световые лучи, отраженные от этого предмета, которые прошли через сложную оптическую структуру глаза и создали уменьшенное перевернутое изображение этого предмета на сетчатке.

Полученная информация от сетчатки по зрительному нерву поступает в головной мозг, что позволяет человеку видеть предмет так, как он есть. Главная функция органа зрения – это передача визуальной информации в мозг.

Строение глаза

Человеческие глаза имеют внешнее и внутреннее строение.

Внешнее строение глаза

Ко внешним частям глаза относятся:

• зрачок;
• радужка;
• роговица;
• соединительная оболочка (конъюнктива);
• склера.

Внутреннее строение глаза

Ко внутренним частям глаза относятся:

• стекловидное тело;
• водянистая жидкость;
• зрительный нерв;
• сетчатка;
• хрусталик.

Глаз человека как оптическая система

Человеческий глаз, угол обзора которого равен объективу камеры F50, — это непростая оптическая система, состоящая из роговицы, радужной оболочки, водянистой жидкости, зрачка, хрусталика, сетчатки и зрительного нерва.

Роговица

Роговица представляет собой шаровидную и прозрачную часть внешней оболочки глаза. При помощи тонких фиброзных волокон она присоединяется к глазной склере. За счёт роговицы и её строения световые волны без труда проникают в глубокие слои человеческого глаза и оказываются на сетчатке.

Роговица обладает 5 функциями:

• опорной;
• преломляющей;
• проводящей свет;
• защитной.

Защитная функция позволяет предотвратить попадание пыли и других инородных тел. Также у роговицы сразу срабатывает ответная реакция на смену температуры. При небольшом повреждении у глаза вырабатывается слёзная жидкость, способствующая избавлению от инородного тела.

Роговица в нормальном состоянии обладает неизменными показателями. Она прочна, целостна, сферична, зеркальна и прозрачна. Радиус её кривизны составляет 7,7-9,6 мм. Горизонтальный диаметр роговицы имеет значение 11 мм, а сила светопреломления – 41 дптр.

Роговица отличается высокой чувствительностью, способностью к восстановлению и отсутствием капилляр.

Она похожа на выпуклую снаружи и вогнутую внутри линзу. На поверхности внешней оболочки глаза роговица занимает 1/5 часть. По периферии её толщина становится больше, а по центру – меньше.

Роговица имеет несколько слоёв:

• покровной либо передний, состоящий из клеток эпителия и отвечающий за защиту, газообмен и влагообмен;
• боуменова или передняя пограничная мембрана, отвечающая за поддержание сферической формы;
• строма, сформированная коллагеновыми волокнами и обеспечивающая сопротивление к повреждениям;
• задняя пограничная мембрана либо десцеметова оболочка, способствующая переносимости внешних и внутренних воздействий на наружный слой глаза;
• внутренний или эндотелиальный, составленный из шестигранных клеток и снабжающий все оболочки роговицы питательными вещества из водянистой жидкости.

Хрусталик

Человеческий глаз, угол обзора которого можно измерить у офтальмолога, имеет хрусталик. Это бесцветное тело, которое размещено внутри глазного яблока. Сзади оно граничит со стекловидным телом, а спереди — с радужной оболочкой. Хрусталик считается двояковыпуклой биологической линзой.

Его толщина варьируется в пределах 3,6-5 мм. Диаметр хрусталика составляет 9-10 мм.

Он собран из вытянутых клеток эпителия, которые похожи на шестиугольные призмы. Через хрусталик проходят лучи света. В центре эта биологическая линза отличается плотностью. Ближе к периферическому отделу она утончается.

Хрусталик состоит из:

• капсулы;
• капсулярного эпителия;
• основного вещества.

Капсула является бесцветной оболочкой хрусталика. Она отвечает за преломление света и защиты биологической линзы от внешних негативных воздействий. За счёт ресничного пояса капсула присоединяется к ресничному телу. С передней стороны она толще, чем с задней из-за слоя эпителиальных клеток.

Эпителий представляет собой слой неороговевших клеток, которые плотно прилегают друг к другу и не делятся в центральной зоне. К периферии они начинают активно делиться и образовывать зону роста хрусталика, где формируются новые волокна. Когда появляются новые волокна, старые сдвигаются в центр хрусталика, образовывая ядро.

Радужная оболочка

Радужка представляет собой цветной диск, которые занимает существенную поверхность глазного яблока. Она находится за роговицей перед хрусталиком между передней и задней камерами глаза. Через радужную оболочку проходит необходимое количество световых лучей для нормального зрения. Толщина радужки составляет 0,2 мм.

Она состоит из:

• переднего пограничного слоя, образовавшегося из клеток соединительной ткани и содержащего пигментные клетки (меланоциты);
• промежуточного стромального слоя, состоящего из коллагеновых волокон и пронизанного сетью капилляров, которые осуществляют кровообращение;
• заднего мышечно-пигментного слоя, в который входит гладкая мускулатура, сужающая зрачок.

Первый слой радужной оболочки подразделяется на зрачковый и ресничный пояса. Между ними располагается циркулярный валик. В зрачковом поясе размещена мышца, уменьшающая размеры зрачка, а в ресничном поясе находится дилататор – внутренняя глазная мышца, расширяющая зрачок.

Снабжение радужки кровью происходит благодаря нескольким задним и передним ресничным артериям, которые формируют большой артериальный круг. От этого круга ответвляется несколько сосудов, из которых получается небольшой артериальный круг.

Радужка отвечает за фиксацию стекловидного тела, равномерно распределяет жидкость внутри человеческого глаза, способствует фокусированию изображения на сетчатке и стабилизирует температурный показатель жидкости в передней камере.

Оттенок радужной оболочки зависит от того, сколько в ней пигментных клеток. Их количество определяется генетически. Радужка приобретает коричневый цвет по доминантному признаку, а голубой цвет — по рецессивному признаку.

Цвет радужки, как и рисунок, изменяется на протяжении всей жизни.

В 10-12 лет цвет радужной оболочки становится более-менее постоянным. В преклонном возрасте её цвет осветляется. Радужка может иметь определённый цвет по той или иной причине.

Цвет	Причина
Голубой; синий; серый.	Содержание небольшого количества меланина в радужке.
Чёрный; коричневый.	Содержание большого количества меланина в радужке.

Водянистая жидкость

Человеческий глаз, угол обзора которого зависит от величины и места нахождения предмета, содержит водянистую жидкость. Она представляет собой прозрачную жидкую субстанцию, которая заполняет переднюю и заднюю камеры зрительного органа.

В её состав входят такие питательные вещества, как аминокислоты и глюкоза. Водянистая жидкость образована отростками цилиарного тела. В человеческом глазе вырабатывается 3-9 мл этой жидкости в день.

Состав внутриглазной влаги практически такой же, как у плазмы крови. Исключением является содержание количества белка. Её в водянистой влаге меньше. За счёт водянистой жидкости питаются эндотелия роговицы, хрусталик и передняя часть стекловидного тела.

В начале водянистая влага проникает в заднюю камеру глаза, после перетекает в переднюю камеру через зрачок. На радужной оболочке эта жидкость поднимается наверх, а затем опускается вниз к роговице, протекая по задней камере глаза. В углу передней камеры человеческого глаза всасывается водянистая жидкость, потом она переходит в шлеммов канал, а из него попадает в общий кровоток.

Во внутриглазной жидкости также содержатся иммуноглобулины. За счёт них и постоянной циркуляции происходит нейтрализация и выведение вредоносных частиц из внутренностей глаза. Соотношение образования и выведения водянистой жидкости обуславливает внутриглазное давление.

Зрачок

Зрачок представляет собой круглое отверстие, располагающееся в центральной части радужки. За счёт способности изменения диаметра он регулирует поток световых лучей, которые поступают в глаз. Диаметр человеческого глаза может меняться в пределах 1,1-8 мм.

Степень освещённости сетчатки зависит от сужающихся и расширяющихся мышц зрачка. Благодаря автономной нервной системе происходит регулирование размера зрачка.

За расширение зрачка отвечает дилататор, которым управляют симпатические волокна, а за уменьшение – сфинктер, который контролируется парасимпатическими волокнами. Изменения размера человеческого зрачка происходят рефлекторно. Они зависят от нескольких факторов.

Расширение зрачка осуществляется:

• в темноте;
• при эмоциональной возбудимости;
• во время ощущения боли;
• при поступлении в организм галлюциногенных и антихолинергических веществ.

Сужение же зрачка начинается в момент раздражения тройничного нерва и низкой эмоциональной возбудимости.

Когда тусклое освещение меняется на яркое, сужение зрачка осуществляется за 5 сек. Если яркое освещение сменяется на тусклое, зрачок расширяется по истечении 5 мин. Реакция зрачков на свет бывает прямой либо содружественной.

Сетчатка

Человеческий глаз, угол обзора которого даёт возможность разглядеть объект детально, покрыт сетчаткой. Она является периферическим отделом зрительного органа. Она отличается мягкостью и неэластичностью.

Сетчатка прозрачна, поскольку её ткань не содержит миелин. С внешней стороны сетчатка окружена сосудистой оболочкой глаза, а с внутренней стороны – соприкасается со стекловидным телом.

Диаметр сетчатки у человека составляет 22 мм. Она покрывает примерно 72% площади внутренней поверхности глаза. Сетчатка нужна, чтобы превращать световые сигналы в нервные импульсы. Подобным образом происходит первичное обрабатывание электромагнитных волн. Сетчатка выполняет 2 функции: воспринимает свет и различает цвета.

Восприятие света сетчаткой осуществляется за счёт 2 рецепторов – палочек и колбочек. Рецепторы были так названы из-за своей формы. Колбочки делятся на 3 вида по цвету. Они бывают красными, зелёными и сине-голубыми.

С их помощью человек способен распознавать цвета. В составе палочек содержится пигмент под названием родопсин, который осуществляет поглощение красных лучей спектра. Ночью активны палочки, а днём – колбочки.

В разных областях сетчатки распределены фоторецепторы в неравном количестве. В центральной области сетчатки содержится больше всего колбочек. Сетчатка имеет 2 типа нервных клеток: горизонтальные и амакриновые. Первый тип нервных клеток располагается во внешнем плексиформном слое, а второй тип – во внутреннем.

В состав сетчатки входит слоёв:

• пигментный, прилежащий к внутренней сосудистой оболочки и являющийся внешним слоем;
• фоторецепторный, состоящий из колбочек, палочек и отвечающий за цветовосприятие, а за также световосприятие;
• внешняя пограничная мембрана, поддерживающая структуру сетчатки;
• внешний нуклеарный либо зернистый, состоящий из ядер фоторецепторов;
• внешний ретикулярный, представленный в виде биполярных нервных клеток, фоторецепторных отростков и горизонтальных клеток;

• внутренний нуклеарный, содержащий тела биполярных клеток;
• внутренний сетчатый, состоящий из ганглиозных и биполярных клеток;
• ганглионарный, содержащий ганглиозные мультиполярные клетки;
• зрительное волокно, состоящее из аксонов ганглиозных клеток, прилегающих к стекловидному телу;
• внутренняя пограничная мембрана, прилежащая к веществу стекловидного тела.

Зрительный нерв

Представляет собой совокупность тонких нервных волокон. Они отвечают за передачу первичных зрительных импульсов от клеток сетчатки к головному мозгу и быстрое реагирование на внешние раздражающие факторы.

Средняя длина зрительного нерва – 40-55 мм. Он начинается с диска – место скопления нервных клеток, а заканчивается в хиазме – зона, в которой соединяются зрительные волокна. Большая часть зрительного нерва находится внутри глазницы.

В оптический нерв входят 4 отдела:

• внутриканальцевый, представляющий собой канал зрительного нерва;
• внутриглазной, являющийся диском с 1,5 мм поперечником;
• внутриорбитальный, представленный в виде орбитальной части диаметром 3 мм;
• внутричерепной, представляющий собой часть зрительного нерва длиной 1,7 см.

Оптический нерв выполняет несколько функций

• Острота зрения. С помощью зрительного нерва человеческие глаза способны чётко видеть и рассматривать небольшие предметы.
• Поле зрения. За счёт оптического нерва глаза видят часть окружающей местности в неподвижном состоянии.
• Цветоощущение. Нерв помогает глазам различать главные цвета и их оттенки.

Угол зрения

Угол обзора человеческого глаза представляет собой общее количество проекций пространственных точек, попадающих в поле видения человека во время фиксирования глаза на одной из нескольких точек. Он позволяет быстро ориентироваться в пространстве. Угол зрения измеряется в градусах.

Нормальными его показателями являются:

• 90°C – по наружной границе;
• 50-55°C – по верхней границе;
• 65°C – по нижней границе;
• 55-60°C – по внутренней границе.

Показатели зависят от:

• строения и размера глазного яблока;
• формы век;
• костной структуры черепа.

Большой угол обзора облегчает ориентирование в окружающем мире. Охват двух глаз по горизонтали составляет 180°C, а по вертикали — 150°C.

Различимость и детальность

Различимость и детальность объектов падает в зависимости от удаленности от центрального объекта, на который сфокусировано зрение. Чем дальше объект находится от зоны фокусировки, тем ниже его детальность и различимость.

Ближнее и дальнее видение

Глаза человека могут рассмотреть объекты как вблизи, так и вдали. Аккомодация – это способность чётко видеть объекты на различных дистанциях. Чем ярче объект, тем лучше его видно на дальних расстояниях. Главное в этой способности – это эластичность линзы.

Хрусталик в нормальном состоянии может изменять свою форму и подстраиваться к ближнему либо дальнему зрению в зависимости от выбранного объекта. Плоская и удлинённая линза позволяет различать объекты, находящиеся вдали. Линза принимает полусферическую форму, когда человек рассматривает ближние объекты.

Область аккомодации – это дистанция между ближайшей и самой дальней точками чёткого видения. При рассмотрении дальних объектов у людей, обладающих дальнозоркостью, напрягаются цилиарные мышцы — внутренняя парная мышца глаза, обеспечивающая аккомодацию.

Люди, страдающие близорукостью, имеют недостаточно развитую аккомодацию. Они могут хорошо видеть только на небольших дистанциях.

Сколько различает оттенков?

Человеческие глаза в нормальном состоянии различают 4 основных цвета. Это красный, зелёный, жёлтый и синий. За счёт слияния основных цветов получаются различные оттенки. Человеческий глаз способен распознать 100 оттенков.

Человеческий глаз достаточно сложно устроен. Его составляющие выполняют различные функции, которые необходимы для зрения. Угол обзора зависит от множества факторов и может изменяться при заболеваниях зрительного органа.

Видео о глазах

Документальный фильм о зрении:

https://www.youtube.com/watch?v=VDDvRSl157A