Úvod do očí a ich fungovanie
Zrak je, nepochybne, náš najdôležitejší zmysel. Väčšia časť mozgu sa venuje zraku, než sluchu, chuti, hmatu a čuchu. V tomto článku vysvetľujeme anatómiu našich očí a to, ako nám ich umožňujú vidieť.
Vízia je neuveriteľne zložitý proces, ktorý funguje tak dobre, že ho nikdy nemusíme veľmi premýšľať.
Prácu vizuálneho systému možno zhrnúť takto: svetlo vstupuje do našej zrenice a je zamerané na sietnicu v zadnej časti oka. Sietnica prevádza svetelný signál na elektrické impulzy. Optický nerv potom prenáša impulzy do mozgu, kde sa signály spracovávajú.
Aby sme pochopili, ako k tomuto úžasnému počinu dochádza, začneme letmým pohľadom do anatómie oka.
Nižšie je uvedený 3D model oka, ktorý je plne interaktívny.
Preskúmajte 3D model pomocou podložky pod myš alebo dotykovej obrazovky a pochopte viac oku.
Anatómia oka
Očné tkanivá sa dajú rozdeliť do troch typov:
- lámajúce sa tkanivá, ktoré zameriavajú svetlo
- svetlocitlivé tkanivá
- podporovať tkanivá
Na každú z nich sa pozrieme postupne.
Lámajúce sa tkanivá
Lámajúce sa tkanivá zameriavajú prichádzajúce svetlo na tkanivá citlivé na svetlo, aby nám poskytli jasný a ostrý obraz. Ak majú nesprávny tvar, sú nesprávne zarovnané alebo poškodené, videnie môže byť rozmazané.
Medzi refrakčné tkanivá patria:
Zrenica: Toto je tmavá škvrna v strede farebnej časti oka, ktorá sa zase nazýva dúhovka. Zrenica sa zväčšuje a zmenšuje v reakcii na svetlo a pôsobí podobne ako otvor na fotoaparáte.
Za veľmi svetlých podmienok sa zrenica stiahne alebo zmenší na priemer asi 1 mm (mm), aby chránila citlivú sietnicu pred poškodením. Keď je tma, zrenica sa môže rozširovať alebo rozširovať až do priemeru 10 mm. Táto dilatácia umožňuje oku prijať čo najviac svetla.
Iris: Toto je farebná časť oka. Dúhovka je sval, ktorý riadi veľkosť zrenice, a teda množstvo svetla dopadajúceho na sietnicu.
Šošovka: Akonáhle svetlo prešlo zrenicou, dostane sa až k šošovke, ktorá má priehľadnú konvexnú štruktúru. Objektív môže meniť tvar a pomáha oku presne zaostrovať svetlo na sietnicu. S pribúdajúcim vekom je objektív tužší a menej pružný, čo sťažuje zaostrovanie.
Ciliárny sval: Tento svalový krúžok je pripevnený k šošovke a pri sťahovaní alebo uvoľňovaní mení tvar šošovky. Tento proces sa nazýva ubytovanie.
Rohovka: Je to číra kupolovitá vrstva, ktorá pokrýva zrenicu, dúhovku a prednú komoru alebo oblasť naplnenú tekutinou medzi rohovkou a dúhovkou. Je zodpovedný za väčšinu zaostrovacích schopností oka. Má však pevné zaostrenie, takže sa nedokáže prispôsobiť na rôzne vzdialenosti.
Rohovka je husto osídlená nervovými zakončeniami a neuveriteľne citlivá. Je to prvá ochrana oka pred cudzími predmetmi a zraneniami. Pretože rohovka musí zostať čistá, aby lomila svetlo, nemá žiadne krvné cievy.
Očami cirkulujú dve tekutiny, ktoré poskytujú štruktúru a živiny. Tieto tekutiny sú:
Sklovitá tekutina: Nachádza sa v zadnej časti oka a je hustá a gélovitá. Tvorí väčšinu hmotnosti oka.
Vodná tekutina: Je vodnatejšia ako sklovitá tekutina a cirkuluje prednou časťou oka.
Tkanivá citlivé na svetlo: sietnica
Sietnica je najvnútornejšia vrstva oka. Nachádza sa v ňom viac ako 120 miliónov svetlocitlivých fotoreceptorových buniek, ktoré detekujú svetlo a prevádzajú ho na elektrické signály.
Tieto signály sa posielajú do mozgu na spracovanie.
Fotoreceptorové bunky v sietnici obsahujú proteínové molekuly nazývané opsíny, ktoré sú citlivé na svetlo.
Dve primárne fotoreceptorové bunky sa nazývajú tyčinky a kužele. V reakcii na častice svetla vysielajú tyčinky a kužele do mozgu elektrické signály.
Kužele: nachádzajú sa v centrálnej oblasti sietnice nazývanej makula a sú obzvlášť husté v malej jamke v strede makuly známej ako fovea. Šišky sú nevyhnutné pre podrobné farebné videnie. Existujú tri typy kužeľov, ktoré sa zvyčajne nazývajú:
• krátke alebo modré
• stredná alebo zelená
• dlhé alebo červené
Šišky sa používajú na videnie za normálnych svetelných podmienok a umožňujú nám rozlíšiť farby.
Tyče: Väčšinou sa nachádzajú okolo okrajov sietnice a používajú sa na videnie pri slabom osvetlení. Aj keď nedokážu rozlíšiť farby, sú mimoriadne citlivé a dokážu detekovať najmenšie množstvo svetla.
Optický nerv: Tento silný zväzok nervových vlákien prenáša signály zo sietnice do mozgu. Celkovo existuje asi 1 milión tenkých vlákien sietnice nazývaných gangliové bunky, ktoré prenášajú ľahké informácie zo sietnice do mozgu.
Gangliové bunky opúšťajú oko v bode nazývanom optický disk. Pretože tu nie sú žiadne tyče a kužele, označuje sa to aj ako mŕtvy uhol.
Rôzne podmnožiny gangliových buniek registrujú rôzne typy vizuálnych informácií. Niektoré gangliové bunky sú napríklad citlivé na kontrast a pohyb, iné na tvar a detaily. Spoločne prenášajú všetky potrebné informácie z nášho zorného poľa.
Mozog nám umožňuje vidieť v 3D, čo nám dáva hĺbkové vnímanie porovnaním signálov z oboch očí.
Signály generované v sietnici končia vo vizuálnej kôre mozgu, časti mozgu, ktorá sa špecializuje na spracovanie vizuálnych informácií. Tu sa impulzy spoja a vytvoria sa obrázky.
Podporujte tkanivá
Sclera: Toto sa bežne označuje ako očné bielko. Je vláknitý a poskytuje očnej buľve oporu a pomáha jej udržiavať tvar.
Spojivka: Tenká, priehľadná membrána, ktorá pokrýva väčšinu očných bielok a vnútorných viečok. Pomáha mazať oko a chrániť ho pred mikróbmi.
Choroid: vrstva spojivového tkaniva medzi sietnicou a sklérou. Obsahuje vysokú koncentráciu krvných ciev. Je hrubý iba 0,5 mm a obsahuje pigmentové bunky absorbujúce svetlo, ktoré pomáhajú znižovať odrazy v sietnici.
Očné stavy
Tak ako v každej časti tela, aj v našom zraku môžu vzniknúť problémy s chorobou, úrazom alebo s vekom. Ďalej uvádzame iba niektoré z podmienok, ktoré môžu mať vplyv na oči:
Makulárna degenerácia súvisiaca s vekom: Makulárna sa pomaly rozpadá, čo vedie k rozmazanému videniu a niekedy k strate zraku v strede zorného poľa.
Amblyopia: Začína sa to v detstve a často sa tomu hovorí lenivé oko. Jedno oko sa nevyvíja správne, pretože dominuje druhé, silnejšie oko.
Anizokória: K tomu dochádza, ak majú žiaci nerovnakú veľkosť. Môže to byť neškodný stav alebo príznak vážnejšieho zdravotného problému.
Astigmatizmus: Rohovka alebo šošovka sú nesprávne zakrivené, takže svetlo nie je správne zaostrené na sietnicu.
Šedý zákal: Zakalenie šošovky spôsobuje šedý zákal. Vedú k rozmazanému videniu a ak nie sú liečené, k slepote.
Farboslepota: K tomu dochádza, keď bunky kužeľa chýbajú alebo nepracujú správne. Pre niekoho, kto je farboslepý, je ťažké rozlišovať medzi určitými farbami.
Konjunktivitída alebo ružové oko: Toto je bežná infekcia spojovky, ktorá pokrýva prednú časť očnej gule.
Oddelená sietnica: Stav, keď sa sietnica uvoľní. Vyžaduje si urgentné ošetrenie.
Diplopia alebo dvojité videnie: Môže to byť spôsobené niekoľkými stavmi, ktoré sú často vážne a mali by ich čo najskôr skontrolovať lekár.
Floaters: Jedná sa o škvrny, ktoré sa pohybujú cez vizuálne pole človeka. Sú normálne, ale môžu byť tiež znakom niečoho vážnejšieho, napríklad odlúčenia sietnice.
Glaukóm: Vo vnútri oka sa vytvára tlak a môže nakoniec poškodiť optický nerv. Môže to nakoniec viesť k strate zraku.
Krátkozrakosť: Toto sa inak nazýva krátkozrakosť. Pri krátkozrakosti je ťažké vidieť veci, ktoré sú ďaleko.
Optická neuritída: Optický nerv sa zapáli, často kvôli nadmerne aktívnemu imunitnému systému.
Strabizmus: Oči smerujú rôznymi smermi; je to obzvlášť časté u detí.
Stručne
Oči a náš vizuálny systém tvrdo pracujú každú sekundu, keď sme hore, a utkávajú plynulú vizuálnu realitu zo závratnej škály svetelných impulzov.
Videnie považujeme za samozrejmosť, ale naše oči sú jedným z najúžasnejších počinov evolučného inžinierstva.
