Введение 
 

    Глаз  человека – удивительный дар природы. Он способен различать тончайшие  оттенки и мельчайшие размеры, хорошо видеть днем и неплохо ночью. А  по сравнению с глазами животных обладает и большими возможностями. Например, голубь видит очень далеко, но только днем. Совы и летучие мыши хорошо видят ночью, но днем они слепы. Многие животные не различают отдельного цвета.

    Одни  ученые говорят, что 70% всей информации от окружающего нас мира мы получаем через глаза, другие называют даже большую цифру - 90%.

    Произведения  искусства, литературы, уникальные памятники  архитектуры стали возможны благодаря  глазу. В освоении космоса органу зрения принадлежит особая роль. Еще  космонавт А.Леонов отмечал, что  в условиях невесомости ни один орган  чувств, кроме зрения, не дает правильной информации для восприятия человеком  пространственного положения.

    Появление и развитие органа зрения обусловлены  многообразием условий окружающей среды и внутренней среды организма. Свет явился раздражителем, который  привел к возникновению в животном мире органа зрения.

    Зрение  обеспечивается работой зрительного  анализатора, который состоит из воспринимающей части – глазного яблока ( с его вспомогательным  аппаратом), проводящих путей, по которым  изображение, воспринятое глазом, передается вначале в подкорковые центры, а затем в кору большого мозга (затылочные доли), где расположены высшие зрительные центры. 

1. Строение  и функции глаза

    1. Глазница 

       Глазное яблоко расположено в костном  вместилище – глазнице, имеющей  ширину и глубину около 4 см; по форме  она напоминает пирамиду из четырех  граней и имеет четыре стенки. В  глубине глазницы имеются верхне- и нижне- глазничная щели, зрительный канал, через них проходят нервы, артерии, вены. Глазное яблоко расположено  в переднем отделе глазницы, отделенном от заднего отдела соединительной перепонкой – влагалищем глазного яблока. В  заднем отделе ее расположены зрительный нерв, мышцы, сосуды, клетчатка. 

    2.Вспомогательные  системы 

         2.1. Глазодвигательные  мышцы.

В движение глазное яблоко приводят четыре прямые (верхняя, нижняя, медиальная и латеральная) и две косые (верхняя и нижняя) мышцы (рис.1).

Медиальная  прямая мышца (отводящая) поворачивает глаз кнаружи, латеральная – кнутри, верхняя прямая осуществляет движение кверху и кнутри, верхняя косая  – книзу и кнаружи и нижняя косая – кверху и кнаружи. Движения глаз обеспечиваются за счет иннервации (возбуждения)  этих мышц глазодвигательным, блоковидным и отводящими нервами. 

2. Брови

Брови предназначены для защиты глаз от капель пота или дождя, стекающего со лба. 

3. Веки

       Это подвижные заслонки, закрывающие  спереди глаза и защищающие их от внешних воздействий. Кожа век  тонкая, под ней расположена рыхлая подкожная клетчатка, а также  круговая мышца глаза, обеспечивающая смыкание век при сне, мигании, и  зажмуривании. В толще век имеется  соединительно-тканная пластинка  – хрящ, придающий им форму. По краям  век растут ресницы. В веках расположены  сальные железы, благодаря секрету  которых создается герметизация конъюктивального мешка при закрытии глаз. (Конъюктива – тонкая соединительная оболочка, которая выстилает заднюю поверхность век и переднюю поверхность  глазного яблока до роговицы. При закрытых веках конъюктива образует конъюктивальный  мешок). Это предупреждает засорение  глаз и высыхание роговицы во время  сна. 

4. Слезный аппарат

       Слеза образуется в слезной железе, расположенной  в верхненаружном углу глазницы. Из выводных протоков железы слеза попадает в конъюнктивальный мешок, защищает, питает, увлажняет роговицу и конъюнктиву. Затем по слезным путям она  через носослезный проток попадает в полость носа. При постоянном мигании век по роговице распределяется слеза, которая поддерживает ее влажность  и смывает мелкие инородные тела. Секрет слезных желез действует  еще как дезинфицирующая жидкость. 

       3. Оболочки, их строение  и функции 

       Глазное яблоко является первой важной составной  частью зрительного анализатора (рис.2).

       Глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Оно состоит из трех оболочек: наружняя (фиброзная) капсула, состоящая из роговицы и склеры; средняя (сосудистая) оболочка; внутренняя (сетчатая оболочка, или сетчатка). Оболочки окружают внутренние полости (камеры), заполненные прозрачной водянистой влагой (внутриглазной жидкостью), и  внутренние прозрачные преломляющие среды (хрусталик и стекловидное тело).

       Рис.2. Глазное яблоко: 1 – роговица; 2 –  передняя камера глаза; 3 – хрусталик; 4 – склера; 5 – сосудистая оболочка; 6 – сетчатка; 7 – зрительный нерв,8 - стекловидное тело,9 – ресничное тело,10 - радужка 
 

3.1 Наружняя оболочка 

       Это фиброзная капсула, которая обусловливает форму, тургор (тонус) глаза, защищает его содержимое от внешних воздействий и служит местом прикрепления мышц. Она состоит из прозрачной роговицы и непрозрачной склеры.

       Роговица  является преломляющей средой при попадании  в глаз световых лучей. В ней много  нервных окончаний, поэтому попадание  даже маленькой соринки на роговицу вызывает боль. Роговица достаточно плотная, но обладает хорошей проницательностью. В норме она не содержит кровеносных  сосудов, снаружи она покрыта  эпителием.

       Склера  – непрозрачная часть фиброзной  капсулы глаза, имеющая голубоватый  или белый цвет. К ней прикрепляются  глазодвигательные мышцы, через  нее проходят сосуды и нервы глаза.  

2. Средняя (сосудистая) оболочка.

       Сосудистая  обеспечивает питание глазу, она  состоит из трех отделов: радужки, ресничного (цилиарного) тела и собственно сосудистой оболочки.

       Радужка – самый передний отдел сосудистой оболочки. Она расположена за роговицей так, что между ними остается свободное пространство – передняя камера глаза, заполненная прозрачной водянистой влагой. Через роговицу и эту влагу радужка хорошо видна, ее цвет определяет цвет глаз.

       В центре радужки имеется круглое  отверстие – зрачок, размеры которого меняются и регулируют количество света, попадающего внутрь глаза. Если света  много, зрачок суживается, если мало –  расширяется.

       Ресничное тело – средняя часть сосудистой оболочки, продолжение радужки, Оно имеет непосредственное влияние на хрусталик, благодаря связкам входящим в ее состав. С помощью связок натягивается или расслабляется капсула хрусталика, которая меняет его форму и преломляющую силу. От преломляющей силы хрусталика зависит способность глаза видеть вблизи или вдали. Ресничное тело является как бы железой внутренней секреции, так как в нем происходит выработка из крови прозрачной водянистой влаги, которая поступает внутрь глаза и питает все его внутренние структуры.

       Собственно  сосудистая оболочка – это задняя часть средней оболочки, она расположена между склерой и сетчаткой, состоит из сосудов разного диаметра и кровоснабжает сетчатку. 

3. Внутренняя  оболочка (сетчатка)

       Сетчатка  является специализированной мозговой тканью, вынесенной на периферию. С  помощью сетчатки осуществляется зрение. Сетчатка является тонкой прозрачной оболочкой, прилегающей к сосудистой оболочке на всем ее протяжении вплоть до зрачка. 
 
 

4. Прозрачные  внутриглазные среды.

       Эти среды предназначены для пропускания  к сетчатке световых лучей и их преломления. Световые лучи, преломившись в роговице, проходят через переднюю камеру, заполненную прозрачной водянистой влагой. Передняя камера расположена между роговицей и радужкой. Место, где роговица переходит в склеру, а радужка в ресничное тело, называется радужно- роговичным углом (угол передней камеры), через который из глаза оттекает водянистая влага (рис.3).

Рис.3. Радужно-роговичный угол: 1 – конъюктива; 2 – склера; 3 – венозный синус склеры; 4 –  роговица; 5 – радужно-роговичный угол; 6 – радужка; 7 – хрусталик; ресничный  поясок; 9- ресничное тело; 10 – передняя камера глаза; 11 – задняя камера глаза. 

       Следующей преломляющей средой глаза является хрусталик. Это внутриглазная линза, которая может менять свою преломляющую силу в зависимости от натяжения капсулы за счет работы ресничной мышцы. Такое приспособление называется аккомодация. Встречаются нарушения зрения – близорукость и дальнозоркость. Близорукость развивается из-за увеличения кривизны хрусталика, которая может возникнуть при неправильном обмене веществ или нарушении гигиены зрения. Дальнозоркость возникает вследствие уменьшения выпуклости хрусталика.  Хрусталик не имеет сосудов, нервов. В нем не развиваются воспалительные процессы. В нем много белков, которые иногда могут терять свою прозрачность.

       Стекловидное  тело – светопроводящая среда глаза расположенная между хрусталиком и глазным дном. Это вязкий гель, поддерживающий форму глаза. 

5. Восприятие световых раздражителей (световоспринимающая система) 

       Свет  вызывает раздражение светочувствительных  элементов сетчатки. В сетчатке находятся  светочувствительные зрительные клетки, которые имеют вид палочек  и колбочек. Палочки содержат в  себе так называемый зрительный пурпур или родопсин, благодаря которому палочки возбуждаются очень быстро слабым сумеречным светом, но не могут  воспринимать цвет.

       В образовании родопсина участвует  витамин А, при его недостатке развивается «куриная слепота».

         Колбочки не содержат зрительного  пурпура. Поэтому они медленно  возбуждаются и только ярким  светом. Они способны воспринимать  цвет.

       В сетчатке находится три вида колбочек. Одни воспринимают красный цвет, другие – зеленый, третьи – синий, В зависимости  от степени возбуждения колбочек и сочетания раздражений воспринимаются различные другие цвета и их оттенки.

       В глазу человека насчитывается около 130 млн. Палочек и 7 млн. колбочек.

       Прямо напротив зрачка в сетчатке находится  округлой формы желтое пятно –  пятно сетчатки с ямкой в центре, в котором сосредоточено большое  количество колбочек. Этот участок сетчатки является областью наилучшего зрительного восприятия и определяет остроту зрения глаз, все остальные участки сетчатки – поле зрения. От светочувствительных элементов глаза (палочек и колбочек) отходят нервные волокна, которые, соединяясь, образуют зрительный нерв.

Место выхода из сетчатки зрительного нерва  называется диском зрительного нерва.

В области  диска зрительного нерва светочувствительных  элементов нет. Поэтому это место  не дает зрительного ощущения и называется слепым пятном.

6.Бинокулярное  зрение. 

       Для получения одного изображения в  обоих глазах линии зрения сходятся в одной точке. Поэтому в зависимости  от расположения предмета эти линии  при взгляде на далекие предметы расходятся, а на близкие - сходятся. Такое приспособление (конвергенция) осуществляется произвольными мышцами  глазного яблока (прямыми и косыми). Это приводит к получению единого  стереоскопического изображения, к  рельефному видению мира. Бинокулярное зрение дает возможность также определять взаимное расположение предметов в  пространстве, зрительно судить об их удаленности. При смотрении одним  глазом, т.е. при монокулярном зрении, также можно судить об отдаленности предметов, но менее точно, чем при  бинокулярном зрении.

2. Свойства  зрения

       1.Световая  чувствительность  человеческого глаза

Человек с хорошим зрением способен разглядеть ночью свет от свечи на расстоянии нескольких километров. Однако световая чувствительность зрения многих ночных животных (совы, грызуны) гораздо выше.

Максимальная  световая чувствительность палочек  глаза достигается после достаточно длительной темновой адаптации. Её определяют под действием светового потока в телесном угле 50° при длине  волны 500 нм (максимум чувствительности глаза). В этих условиях пороговая  энергия света составляет величину порядка 10−9 эрг/с, что эквивалентно потоку нескольких квантов оптического  диапазона в секунду через  зрачок.

Чувствительность  глаза зависит от полноты адаптации, от интенсивности источника света, длины волны и угловых размеров источника, а также от времени  действия раздражителя. Чувствительность глаза понижается с возрастом  из-за ухудшения оптических свойств  склеры и зрачка, а также рецепторного звена восприятия.

2.Острота  зрения

Способность различных людей видеть большие  или меньшие детали предмета с  одного и того же расстояния при  одинаковой форме глазного яблока и  одинаковой преломляющей силе диоптрической  глазной системы обусловливается  различием в расстоянии между  цилиндрами и колбочками сетчатки и  называется остротой зрения. Для проверки остроты зрения применяется таблица  Снеллена.

       3.Бинокулярность

Рассматривая  предмет обоими глазами, мы видим  его только тогда одиночным, когда  оси зрения глаз образуют такой угол сходимости (конвергенцию), при котором  симметричные отчётливые изображения  на сетчатках получаются в определённых соответственных местах чувствительного  жёлтого пятна (fovea centralis). Благодаря  такому бинокулярному зрению, мы не только судим об относительном положении  и расстоянии предметов, но и воспринимаем впечатления рельефа и объёма.

Основными характеристиками бинокулярного зрения являются наличие элементарного  бинокулярного, глубинного и стереоскопического зрения, острота стереозрения и фузионные  резервы.

Наличие элементарного бинокулярного зрения проверяется посредством разбиения  некоторого изображения на фрагменты, часть которых предъявляется  левому, а часть — правому глазу. Наблюдатель обладает элементарным бинокулярным зрением, если он способен составить из фрагментов единое исходное изображение. 

       Наличие глубинного зрения проверяется путём  предъявления силуэтных, а стереоскопического — случайно-точечных стереограмм, которые  должны вызывать у наблюдателя специфическое  переживание глубины, отличающееся от впечатления пространственности, основанного на монокулярных признаках. 

Острота стереозрения — это величина, обратная порогу стереоскопического восприятия. Порог стереоскопического восприятия — это минимальная обнаруживаемая диспаратность (угловое смещение) между  частями стереограммы. Для его  измерения используется принцип, который  заключается в следующем. Три  пары фигур предъявляются раздельно  левому и правому глазу наблюдателя. В одной из пар положение фигур  совпадает, в двух других одна из фигур  смещена по горизонтали на определённое расстояние. Испытуемого просят указать  фигуры, расположенные в порядке  возрастания относительного расстояния. Если фигуры указаны в правильной последовательности, то уровень теста  увеличивается (диспаратность уменьшается), если нет — диспаратность увеличивается. 

       Фузионные резервы — условия, при которых  существует возможность моторной фузии  стереограммы. Фузионные резервы  определяются максимальной диспаратностью между частями стереограммы, при  которых она ещё воспринимается в качестве объемного изображения. Для измерения фузионных резервов используется принцип, обратный применяемому при исследовании остроты стереозрения. Например, испытуемого просят соединить (сфузировать) в одно изображение  две вертикальных полосы, одна из которых  видна левому, а другая — правому  глазу. Экспериментатор при этом начинает медленно разводить полосы сначала при конвергентной, а  затем при дивергентной диспаратности. Изображение начинает «разваливаться»  при значении диспаратности, характеризующей  фузионный резерв наблюдателя. 

       Бинокулярость может нарушаться при косоглазии и некоторых других заболеваниях глаз. При сильной усталости может  наблюдаться временное косоглазие, вызванное отключением ведомого глаза.

       4.Контрастная  чувствительность 

Контрастная чувствительность — способность  человека видеть объекты, слабо отличающиеся по яркости от фона. Оценка контрастной  чувствительности производится по синусоидальным решеткам. Повышение порога контрастной  чувствительности может быть признаком  ряда глазных заболеваний, в связи  с чем его исследование может  применяться в диагностике.

       5.Адаптация  зрения 

Приведенные выше свойства зрения тесно связаны  со способностью глаза к адаптации. Адаптация происходит к изменениям освещённости (темновая адаптация), цветовой характеристики освещения (способность  воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении  спектра падающего света, см. также  Баланс белого). 

Адаптация проявляется также в способности  зрения частично компенсировать дефекты  самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)

3. Зрительный  нерв

    Зрительный  нерв - это вторая важная составная  часть зрительного анализатора, он является проводником световых раздражений  от глаза к зрительному центру и содержит чувствительные волокна. На рис.4 показаны проводящие пути зрительного  анализатора. Отойдя от заднего полюса глазного яблока, зрительный нерв выходит  из глазницы и, войдя в полость  черепа, через зрительный канал, вместе с таким же нервом другой стороны, образует перекрест (хиазма). Между  обеими сетчатками имеется связь  посредством нервного пучка, идущего  через передний угол перекреста.

    После перекреста зрительные нервы продолжаются в зрительных трактах. Зрительный нерв это как бы мозговое вещество, вынесенное на периферию и связанное с  ядрами промежуточного мозга, а через  них с корой больших полушарий.

Рис.4. Проводящие пути зрительного анализатора: 1 –  поле зрения (носовая и височные половины); 2 – глазное яблоко; 3 –  зрительный нерв; 4 – зрительный перекрест; 5 – зрительный тракт; 6 – подкорковый  зрительный узел; 7 – зрительная лучистость; 8 – зрительные центры коры; 9 – ресничный  угол. 

4. Мозговой  центр

    Зрительный  центр является третьей важной составной  частью зрительного анализатора.

    По  И.П.Павлову, центр – это мозговой конец анализатора. Анализатор –  это нервный механизм, функция  которого состоит в том, чтобы  разлагать всю сложность внешнего и внутреннего мира на отдельные  элементы, т.е. производить анализ. С  точки зрения И.П.Павлова, мозговой центр, или корковый конец анализатора, имеет не строго очерченные границы, а состоит из ядерной и рассеянной части. «Ядро» представляет подробную  и точную проекцию в коре всех элементов  периферического рецептора и  является необходимым для осуществления  высшего анализа и синтеза. «Рассеянные  элементы» находятся по периферии  ядра и могут быть разбросаны далеко от него. В них осуществляются более  простой и элементарный анализ и  синтез. При поражении ядерной  части рассеянные элементы могут  до определенной степени компенсировать выпавшую функцию ядра, что имеет  огромное значение для восстановления данной функции у человека.

    В настоящее время вся мозговая кора рассматривается как сплошная воспринимающая поверхность. Кора –  это совокупность корковых концов анализаторов. Нервные импульсы из внешней среды  организма поступают в корковые концы анализаторов внешнего мира. К анализаторам внешнего мира относится  и зрительный анализатор.

    Ядро  зрительного анализатора находится  в затылочной доле – поля 1, 2 и 3  на рис. 5. На внутренней поверхности  затылочной доли в поле 1 заканчивается  зрительный путь. Здесь спроецирована  сетчатка глаза, причем зрительный анализатор каждого полушария связан с сетчатками обоих глаз. При поражении ядра зрительного анализатора наступает  слепота. Выше поля 1 (на рис. 5) расположено  поле 2, при поражении которого зрение сохраняется и только теряется зрительная память. Еще выше – поле 3, при  поражении которого утрачивается ориентация в непривычной обстановке.

5. Гигиена зрения

     Для нормальной работы глаз следует оберегать  их от разных механических воздействий, читать в хорошо освещенном помещении, держа книгу на определенном расстоянии (до 33-35 см от глаз). Свет должен падать слева. Нельзя близко наклоняться к  книге, так как хрусталик в  этом положении долго находится  в выпуклом состоянии, что может  привести к развитию близорукости. Слишком яркое освещение вредит зрению, разрушает световоспринимающие  клетки. Поэтому, например, сталеварам. Сварщикам и лицам других сходных  профессий рекомендуется надевать во время работы темные защитные очки.

     Нельзя  читать в движущемся транспорте. Из-за неустойчивости положения книги  все время меняется фокусное расстояние. Это ведет к изменению кривизны хрусталика, уменьшению его эластичности, в результате чего ослабевает ресничная  мышца. Когда мы читаем лежа, положение  книги в руке по отношению к  глазам тоже постоянно меняется, привычка читать лежа наносит вред зрению.

     Расстройство  зрения может возникнуть также из-за недостатка витамина А.

     Пребывание  на природе, где обеспечен большой  кругозор – прекрасный отдых для  глаз.