Как работает человеческий глаз и зачем мозгу фотошоп. Строение и функции глаза

Строение глаза человека практически ничем не отличается от устройства у многих животных. В частности, глаза человека и осьминога имеют однотипную анатомию.

Орган зрения человека представляет собой невероятно сложную систему, включающую большое число элементов. И если его анатомия была нарушена, то это становится причиной ухудшения зрения. В худшем случае становится причиной абсолютной слепоты.

Схема строения глаза человека:

Глаз человека: внешнее строение

Внешнее строение глаза представлено следующими элементами:

• веко;
• слезный отдел;
• глазное яблоко;
• зрачок;
• роговица;
• склера.

Строение века глаза достаточно сложное. Веко защищает глаз от негатива окружающей среды, предупреждая его случайную травматизацию. Представлено мышечной тканью, снаружи защищенной кожным покровом, а изнутри – слизистой оболочкой, которая называется конъюнктива. Именно она обеспечивает увлажнение глаза и беспрепятственное движение века. Его внешний наружный край покрыт ресницами, выполняющими защитную функцию.

Слезный отдел представлен:

• слезной железой. Она базируется в верхнем углу наружной части глазницы;
• добавочными железами. Размещаются внутри конъюнктивальной оболочки и около верхнего края века;
• отводящими слезными путями. Расположены на внутренней стороне уголков век.

Слезы выполняют две функции:

• дезинфицируют конъюнктивальный мешок;
• обеспечивают необходимый уровень увлажненности поверхности роговицы глаза и конъюнктивы.

Зрачок занимает центр радужной оболочки и представляет собой круглое отверстие с варьирующим диаметром (2 – 8 мм). Его расширение и сужение зависит от освещенности и происходит в автоматическом режиме. Именно через зрачок свет ложится на поверхность сетчатки, подающей сигналы в мозг. За его работу – расширение и сужение – отвечают мышцы радужки.

Роговица представлена полностью прозрачной эластичной оболочкой. Она отвечает за сохранение формы глаза и является главной преломляющей средой. Анатомическое строение роговицы глаза у человека представлено несколькими слоями:

• эпителиальный. Защищает глаз, поддерживает необходимый уровень увлажненности, обеспечивает проникновение кислорода;
• боуменова мембрана. Защита и питание глаза. Неспособна к самовосстановлению;
• строма. Основная часть роговицы, содержит коллаген;
• десцеметова мембрана. Выполняет роль эластичного разделителя между стромой эндотелием;
• эндотелий. Отвечает за прозрачность роговицы, а также обеспечивает ее питание. При повреждении плохо восстанавливается, вызывая помутнение роговицы.

Склера (белочная часть) – непрозрачная внешняя оболочка глаза. Белочной поверхностью выстлана боковая и задняя часть глаза, но впереди она плавно трансформируется в роговицу.

Структура склеры представлена тремя слоями:

• эписклера;
• вещество склеры;
• темная склеральная пластинка.

Она включает нервные окончания и разветвленную сеть сосудиков. Мышцы, отвечающие за движение глазного яблока, поддерживаются (крепятся) склерой.

Глаз человека: внутреннее строение

Внутреннее строение глаза не менее сложное и включает:

• хрусталик;
• стекловидное тело;
• радужную оболочку;
• сетчатку;
• зрительный нерв.

Внутреннее строение глаза человека:

Хрусталик – еще одна важная преломляющая среда глаза. Он отвечает за фокусировку изображения на его сетчатке. Строение хрусталика простое: это полностью прозрачная двояковыпуклая линза диаметром 3,5–5 мм с изменяющейся кривизной.

Стекловидное тело – самое большое образование шарообразной формы, заполненное гелеобразным веществом, в котором содержится вода (98%), белок и соли. Оно полностью прозрачное.

Радужная оболочка глаза размещается непосредственно за роговицей, окружая отверстие зрачка. Она имеет форму правильного круга и пронизана множеством кровеносных сосудов.

Радужка может иметь разные оттенки. Наиболее распространенный – коричневый. Зеленые, серые и голубые глаза более редки. Радужка голубого цвета является патологией и появилась в результате мутации около 10 тысяч лет назад. Поэтому у всех людей с голубыми глазами единый предок.

Анатомия радужной оболочки глаза представлена несколькими слоями:

• пограничный;
• стромальный;
• пигментно-мышечный.

На ее неровной поверхности расположен характерный для глаза конкретного человека рисунок, созданный пигментированными клетками.

Сетчатка – один из отделов зрительного анализатора. Внешней стороной она прилегает к глазному яблоку, а внутренняя касается стекловидного тела. Строение сетчатки глаза человека сложное.

Она имеет две части:

• зрительную, отвечающую за восприятие информации;
• слепую (в ней полностью отсутствуют чувствительные к свету клетки).

Работа этой части глаза заключается в приеме, обработке и трансформировании светового потока в зашифрованный сигнал о полученном зрительном изображении.

Основу сетчатки составляют особые клетки – колбочки и палочки. При плохом освещении за четкость восприятия картинки отвечают палочки. Обязанность колбочек – передача цвета. Глаз новорожденного ребенка в первые недели жизни цвета не различает, поскольку формирование слоя колбочек у детей завершается только к концу второй недели.

Зрительный нерв представлен множеством переплетенных нервных волокон, включая и центральный канал сетчатки. Толщина зрительного нерва составляет примерно 2 мм.

Таблица строения глаза человека и описание функций конкретного элемента:

Значение зрения для человека невозможно переоценить. Мы получаем этот дар природы совсем маленькими детьми, и наша главная задача сохранить его как можно дольше.

Предлагаем вам посмотреть краткий видеоурок, посвященный строению человеческого глаза.

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

Строение глазного яблока

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

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

Анатомия глазного яблока

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

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

Оптическая система и зрение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Близорукость и дальнозоркость

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

Глаза человека - это сложнейшая оптическая система, состоящая из множества функциональных элементов. Благодаря их слаженной работе мы воспринимаем 90 % поступающей информации, то есть именно от зрения по большей части зависит качество нашей жизни. Знание особенностей строения глаза поможет нам лучше понять его работу и важность здоровья каждого из элементов его структуры.

Как устроены глаза человека, многие помнят еще со школы. Основными частями являются роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. К глазному яблоку подходят мышцы, обеспечивающие им согласованное движение, а человеку - качественное объемное зрение. Как же взаимодействуют между собой все эти элементы?

Устройство глаза человека: взгляд изнутри

Устройство глаза напоминает мощную линзу, которая собирает лучи света. Эту функцию выполняет роговица - передняя прозрачная оболочка глаза. Интересно, что ее диаметр увеличивается с рождения и до 4 лет, после чего не изменяется, хотя само яблоко продолжает расти. Поэтому у маленьких детей глаза кажутся больше, чем у взрослых. Пройдя сквозь нее, свет достигает радужной оболочки - светонепроницаемой диафрагмы глаза, в центре которой находится отверстие - зрачок. Благодаря его способности сужаться и расширяться наш глаз может быстро адаптироваться к свету разной интенсивности. Из зрачка лучи попадают на двояковыпуклую линзу - хрусталик. Его функция заключается в преломлении лучей и фокусировке изображения. Хрусталик играет важную роль в составе светопреломляющего аппарата, поскольку способен настраиваться на видение объектов, расположенных на разном расстоянии от человека. Такое устройство глаза позволяет нам хорошо видеть и вблизи, и вдали.

Многие из нас со школы помнят о таких частях человеческого глаза, как роговица, зрачок, радужка, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. В чем же заключается их предназначение?

Перевернутый мир

Из зрачка лучи света, отраженные от предметов, проецируются на сетчатку глаза. Она представляет некое подобие экрана, на котором «передается» изображение окружающего мира. Интересно, что изначально оно является перевернутым. Так, земля и деревья передаются на верхнюю часть сетчатки глаза, солнце и облака - на нижнюю. То, на что в данный момент направлен наш взгляд, проецируется на центральную часть сетчатки (ямку фовеа). Она в свою очередь является центром макулы, или зоны желтого пятна. Именно этот участок глаза отвечает за ясное центральное зрение. Анатомические особенности фовеа определяют ее высокую разрешающую способность. У человека имеется по одной центральной ямке, у ястреба - по две в каждом глазу, а, например, у кошек она и вовсе представлена длинной зрительной полоской. Именно поэтому зрение некоторых птиц и животных более острое, чем у нас. Благодаря такому устройству наши глаза четко видят даже мелкие предметы и детали, а также различают цвета.

Палочки и колбочки

Отдельно стоит упомянуть о фоторецепторах сетчатки глаза - палочках и колбочках. Они помогают нам видеть. Колбочки отвечают за цветное зрение. В основном они сосредоточены в центре сетчатки. Их порог чувствительности выше, чем у палочек. С помощью колбочек мы видим цвета при условии достаточного освещения. Палочки также расположены в сетчатке, но их концентрация максимальна на ее периферии. Данные фоторецепторы активны при тусклом освещении. Именно благодаря им мы можем различать объекты в темноте, но не видим их цвета, поскольку колбочки остаются неактивными.

Чудо зрения

Чтобы мы видели мир «правильно», к работе глаза должен подключиться мозг. Поэтому информация, которая была собрана светочувствительными клетками сетчатки, передается зрительному нерву. Для этого она преобразуется в электрические импульсы. По нервным тканям они передаются от глаза в мозг человека. Именно здесь начинается анализаторская работа. Мозг обрабатывает поступившую информацию, и мы воспринимаем мир таким, какой он есть - солнце в небе сверху, а под ногами - земля. Чтобы проверить этот факт, можно надеть на глаза специальные очки, переворачивающие изображение. Через какое-то время мозг приспособится, и человек снова будет видеть картинку в привычном для себя ракурсе.

В результате описанных процессов наши глаза способны видеть окружающий мир во всей его полноте и яркости!

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

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

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

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

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

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

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

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