Способность хрусталика изменять свою кривизну это: Какое значение имеет способность хрусталика менять свою кривизну?

Справочник пациента | Аккомодация глаза – способность видеть на разных расстояниях

Аккомодация – это способность глаза хорошо видеть предметы, расположенные от нас на разном расстоянии, например, когда мы переводим взгляд с близкорасположенных объектов на удаленные. 

Аккомодация в глазу происходит автоматически, независимо от нас по принципу безусловного рефлекса. Сигналом к включению аккомодации служит нечеткое изображение на сетчатке глаза вследствие расфокусировки лучей света поступающих в глаз. В результате происходит усиление или ослабление преломляющей способности глаза. Сигнал из мозга поступает по зрительному нерву к глазодвигтельному, что приводит к изменению тонуса цилиарной или аккомодационной мышцы глаза. В зависимости от передаваемого сигнала мышечные волокна либо сокращают ее, либо наоборот расслабляют. Когда мы работаем на близком расстоянии, например, что-то читаем или сидим за компьютером, глазные мышцы сильно напряжены, когда смотрим вдаль, глазные мышцы расслаблены.

Помните, что длительная зрительная работа на близком расстоянии без перерыва на отдых может привести к развитию близорукости или миопии. 

Интересен тот факт, что в природе существует три механизма осуществления аккомодации. У рыб и земноводных аккомодация осуществляется путем передвижения хрусталика вдоль оси глаза. У некоторых птиц за счет активного изменения формы хрусталика. В глазу же человека за счет пассивного изменения формы хрусталика. Остановимся на этом механизме подробнее. 

В офтальмологии получила признание аккомодационная теория Гельмгольца, предложенная им в 1855 году. Согласно ей аккомодация в глазу происходит за счет цилиарной мышцы, хрусталика и цинновых связок, на которых хрусталик в специальной оболочке — капсуле закреплен в глазу. 

Процесса аккомодации начинается с сокращения волокон цилиарной мышцы, что приводит к расслаблению цинновых связок и сумки хрусталика. Хрусталик выполняет роль объектива в фотоаппарате. От природы он прозрачен и эластичен и обладает уникальной особенностью – изменять собственную форму, принимая шаровидную форму, становясь более выпуклым. Кривизна хрусталика меняется неравномерно, особенно сильно меняется кривизна передней поверхности, таким образом, возрастет преломляющая сила. В результате уменьшается фокусное расстояние, и мы можем видеть предметы, расположенные рядом. 

По данным Гельмгольца кривизна хрусталика способна меняться от 10 до 5,33 мм, что обеспечивает человеку четкое зрение на расстоянии от бесконечности до 1 метра. До определенного момента в истории теория Гельмгольца могла полностью объяснить сущность процесса аккомодации. В повседневной жизни человек обходился указанным диапазоном четкого видения. 

Но с развитием цивилизации нагрузки на зрительный аппарат возросли и большинству из нас приходиться работать на все более близком расстоянии, как раз в диапазоне от 10 см до 1 метра. Однако в этом случае теория Гельмгольца объясняет лишь половину от полного объема аккомодации. За счет чего же осуществляются оставшиеся 50%?

Исследования В.Ф. Анина показали, что “дополнительная” аккомодация происходит за счет изменения длины глазного яблока. При этом в процессе аккомодации задействовано заднее полушарие глаза, которое деформируется и сетчатка смещается относительно своего первоначального положения. За счет этого осуществляется аккомодация на дистанции от 1 м до 10 см и менее. 

Функции аккомодации зависят от вида клинической рефракции конкретного человека. Так люди с близорукостью и от природы хорошо видящие люди (эмметропы) используют процесс аккомодации при рассматривании предметов, находящихся ближе их дальней точки ясного зрения. Человек с дальнозоркостью вынужден постоянно аккомодировать при рассматривании предметов на любом расстоянии. 

С возрастом способность к аккомодации ослабевает в результате уплотнения волокон хрусталика, теряется его эластичность и способность изменять свою кривизну. Это состояние носит название возрастная пресбиопия. У людей после 40лет возникают проблемы с чтением мелкого шрифта и при работе вблизи. И они вынуждены пользоваться очками с “плюсовыми” стеклами. Интересно, что людям с близорукостью, такие очки могут понадобиться гораздо позже. Обычно в 40 лет назначают очки +1 диоптрию, затем каждые 5 лет прибавляется приблизительно 0.5 диоптрии. Например, человеку с изначально хорошим зрением (эмметропу) в 50 лет для коррекции пресбиопии требуются очки приблизительно +2 диоптрии. В то же время человек с близорукостью в — 2 диоптрии коррекция будет еще не нужна. (+2 + -2 =0). 

Особенности лечения близорукости в Центре восстановления зрения.

Пресбиопия › Болезни › ДокторПитер.ру

Пресбиопия («старческое зрение») – это возрастное ухудшение зрения вблизи. В переводе с греческого пресбиопия и означает «старый глаз».

Признаки

Заподозрить пресбиопию можно, если при работе с мелкими предметами вам стало трудно их разглядеть, если при чтении буквы стали менее контрастными, если вы чувствуете, что вам необходимо больше света для чтения. На более поздних стадиях пресбиопии, чтобы прочитать текст, приходится отодвигать книгу.

Так как зрение становится все хуже, страдающему пресбиопией приходится постоянно напрягать глаза. Это приводит к появлению головной боли, усталости в глазах и общей усталости.

Описание

Пресбиопия – это нормальное возрастное изменение, начинается оно примерно с 25 лет. Поначалу пресбиопия протекает незаметно, а в 40-50 лет возникают сложности. Например, чтобы прочитать текст, его нужно отодвинуть от себя. Поэтому пресбиопию еще называют «болезнью коротких рук».

Глаз – сложная оптическая система. Процесс формирования изображения начинается с того, что свет проходит через роговицу глаза (это первая линза), там он преломляется (происходит процесс рефракции – искривление луча света при прохождении через среды с разными плоскостями) и через прозрачную внутриглазную жидкость проходит в зрачок (отверстие в радужной оболочке глаза, диаметр которого зависит от количества света). Оттуда свет через хрусталик (это вторая линза) направляется в стекловидное тело. Там лучи света еще раз преломляются и проецируются на сетчатку глаза. Изображение получается плоским и перевернутым вверх ногами. Дальше свет трансформируется в электрический импульс, который по зрительному нерву передается в головной мозг. Там, в зрительном анализаторе головного мозга, импульсы расшифровываются, и формируется окончательное изображение.

Резкость изображения достигается благодаря способности хрусталика изменять свою кривизну – он может менять толщину в своей центральной части, кривизну передней и задней поверхностей и даже положение в глазе. Этот процесс называется аккомодацией. Но с возрастом способность к аккомодации ухудшается.

У пациентов с близорукостью и дальнозоркостью пресбиопия протекает по-разному. У страдающих врожденной дальнозоркостью снижается зрение и вдали, и вблизи. А страдающие миопией могут заметить пресбиопию не сразу. При небольшой близорукости происходит компенсация двух процессов. В этом случае очки для чтения понадобятся позже, чем тем, у кого в молодости было хорошее зрение. А если зрение от -3 до -5 диоптрий, очки для чтения могут вообще не понадобиться. Но, к сожалению, миопия не всегда компенсируется пресбиопией.

Диагностика

При любом ухудшении зрения нужно обратиться к офтальмологу. Пресбиопия, конечно, физиологический процесс, но снижение зрения характерно не только для этого заболевания. Поэтому лучше перестраховаться. Диагностика этого заболевания не отличается от диагностики близорукости или дальнозоркости. Точно также врач проверяет остроту зрения при помощи специальной таблицы или прибора, проводит рефрактометрию, офтальмометрию и тонометрию глаза (измерение внутриглазного давления путем определения способности глазного яблока к деформации).

Лечение

Пресбиопию в большинстве случаев не лечат, а корректируют. Самый простой способ – заказать в оптике очки для чтения. Хотя многие предпочитают бифокальные очки. Линза в таких очках имеет два фокуса: один — чтобы смотреть вдаль, а второй – чтобы видеть вблизи. Существуют и прогрессивные линзы. Они обеспечивают коррекцию вблизи, в средней зоне и вдали. Но, в отличие от мультифокальных линз, в которых видна граница между зоной для зрения вдаль и зоной для зрения вблизи, в прогрессивных очках этой границы невооруженным глазом не видно. Такие линзы состоят из трех зон – зоны для зрения вдаль (вверху линзы), зоны для зрения вблизи (внизу линзы) и промежуточной зоны – коридора прогрессии – места, где оптическая сила линзы плавно изменяется.

Иногда используются очки для монозрения, когда одна линза настраивается для зрения вдаль, другая – для чтения.

Если пациент уже носит линзы для коррекции зрения, ему выписывают только очки для чтения. Хотя существуют и мультифокальные линзы – их центральная и периферические области имеют разные фокусы.

Зрение при пресбиопии ухудшается примерно до 60-65 лет. Это значит, что до достижения стабильного зрения один раз в несколько лет вам придется менять очки.

Возможно и хирургическое лечение пресбиопии. Можно, например, временно изменить кривизну хрусталика методом лазерной кератопластики. При этом ведущий глаз настраивается на зрение вдаль, а во втором глазу создается легкая близорукость. Таким образом имитируют монозрение. С помощью технологии LASIK также можно создать монозрение, но это будет уже надолго. Однако далеко не каждый пациент способен жить с таким зрением.

Радикальный способ коррекции пресбиопии – искусственный хрусталик. Но этот способ используют в основном, если есть сопутствующие заболевания, например, катаракта.

Профилактика

Предотвратить пресбиопию невозможно, но можно ее отсрочить. Для этого нужно полноценно и правильно питаться, соблюдать режим освещения, не пренебрегать общей физкультурой. Не нужно забывать и про гимнастику для глаз:

1. В течение 2 минут легко и быстро поморгайте. Это улучшит кровообращение.
2. Крепко зажмурьтесь на 5 секунд, затем резко откройте глаза и держите их широко открытыми 5 секунд. Повторите это упражнение 7 раз. Это укрепит мышцы век и глаза и улучшит кровообращение.
3. Повращайте глазами вправо, потом влево сначала с открытыми глазами, потом с закрытыми. Это укрепит мышцы глаза.
4. Тремя пальцами легко нажмите на закрытые веки. Через 2-3 секунды уберите пальцы с глаз. Повторите упражнение 3 раза. Это улучшит циркуляцию внутриглазной жидкости.

После выполнения этих упражнений закройте глаза и дайте им отдохнуть пару минут.

© Доктор Питер

Глаз человека — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

 

 
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: глаз как оптическая система.

Глаз — удивительно сложная и совершенная оптическая система, созданная природой. Сейчас мы в общих чертах узнаем, как функционирует человеческий глаз. Впоследствии это позволит нам лучше понять принципы работы оптических приборов; да, кроме того, это интересно и важно само по себе.

 

Строение глаза.

 

Мы ограничимся рассмотрением лишь самых основных элементов глаза. Они показаны на рис. 1 (правый глаз, вид сверху).

Рис. 1. Строение глаза

 

Лучи, идущие от предмета (в данном случае предметом является фигура человека), попадают на роговицу — переднюю прозрачную часть защитной оболочки глаза. Преломляясь в роговице и проходя сквозь зрачок (отверстие в радужной оболочке глаза), лучи испытывают вторичное преломление в хрусталике. Хрусталик является собирающей линзой с переменным фокусным расстоянием; он может менять свою кривизну (и тем самым фокусное расстояние) под действием специальной глазной мышцы.

Преломляющая система роговицы и хрусталика формирует на сетчатке изображение предмета. Сетчатка состоит из светочувствительных палочек и колбочек — нервных окончаний зрительного нерва. Падающий свет вызывает раздражение этих нервных окончаний, и зрительный нерв передаёт соответствующие сигналы в мозг. Так в нашем сознании формируются образы предметов — мы видим окружающий мир.

Ещё раз взгляните на рис. 1 и обратите внимание, что изображение разглядываемого предмета на сетчатке — действительное, перевёрнутое и уменьшенное. Так получается потому, что предметы, рассматриваемые глазом без напряжения, расположены за двойным фокусом системы роговица-хрусталик (помните случай для собирающей линзы?).

То, что изображение является действительным, понятно: на сетчатке должны пересекаться сами лучи (а не их продолжения), концентрируя световую энергию и вызывая раздражения палочек и колбочек.

Насчёт того, что изображение является уменьшенным, тоже вопросов не возникает. А каким же ему ещё быть? Диаметр глаза равен примерно 25 мм, а поле нашего зрения попадают предметы куда большего размера. Естественно, глаз отображает их на сетчатке в уменьшенном виде.

Но вот как быть с тем, что изображение на сетчатке является перевёрнутым? Почему же тогда мы видим мир не вверх ногами? Здесь подключается корректирующее действие нашего мозга. Оказывается, кора головного мозга, обрабатывая изображение на сетчатке, переворачивает картинку обратно! Это установленный факт, проверенный экспериментами.

Как мы уже сказали, хрусталик — это собирающая линза с переменным фокусным расстоянием. Но зачем хрусталику менять своё фокусное расстояние?

 

Аккомодация.

 

Представьте себе, что вы смотрите на приближающегося к вам человека. Вы всё время чётко его видите. Каким образом глазу удаётся это обеспечивать?

Чтобы лучше понять суть вопроса, давайте вспомним формулу линзы:

.

В данном случае — это расстояние от глаза до предмета, — расстояние от хрусталика до сетчатки, — фокусное расстояние оптической системы глаза. Величина является неиз
менной, поскольку это геометрическая характеристика глаза. Следовательно, чтобы формула линзы оставалась справедливой, вместе с расстоянием до разглядываемого предмета должно меняться и фокусное расстояние .

Например, если предмет приближается к глазу, то уменьшается, поэтому и должно
уменьшаться. Для этого глазная мышца деформирует хрусталик, делая его более выпуклым и уменьшая тем самым фокусное расстояние до нужной величины. При удалении предмета, наоборот, кривизна хрусталика уменьшается, а фокусное расстояние возрастает.

Описанный механизм самонастройки глаза называется аккомодацией. Итак, аккомодация — это способность глаза отчётливо видеть предметы на различных расстояниях. В процессе аккомодации кривизна хрусталика меняется так, что изображение предмета всегда оказывается на сетчатке.

Аккомодация глаза совершается бессознательно и очень быстро. Эластичный хрусталик может легко менять свою кривизну в определённых пределах. Этим естественным пределам деформации хрусталика отвечает
область аккомодации — диапазон расстояний, на которых глаз способен чётко видеть предметы. Область аккомодации характеризуется своими границами -дальней и ближней точками аккомодации.

Дальняя точка аккомодации (дальняя точка ясного видения) — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при расслабленной глазной мышце, т. е. когда хрусталик не деформирован.

Ближняя точка аккомодации (ближняя точка ясного видения) — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при наибольшем напряжении глазной мышцы, т. е. при максимально возможной деформации хрусталика.

Дальняя точка аккомодации нормального глаза находится на бесконечности: в ненапряжённом состоянии глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке (рис. 2, слева). Иными словами, фокусное расстояние оптической системы нормального глаза при недеформированном хрусталике равно расстоянию от хрусталика до сетчатки.

Ближняя точка аккомодации нормального глаза расположена на некотором расстоянии от него (рис. 2, справа; хрусталик максимально деформирован). Это расстояние с возрастом увеличивается. Так, у десятилетнего ребёнка см; в возрасте 30 лет см; к 45 годам ближняя точка аккомодации находится уже на расстоянии 20–25 см от глаза.

Рис. 2. Дальняя и ближняя точки аккомодации нормального глаза

 

Теперь мы переходим к простому, но очень важному понятию угла зрения. Оно является ключевым для понимания принципов работы различных оптических приборов.

 

Угол зрения.

 

Когда мы хотим получше рассмотреть предмет, мы приближаем его к глазам. Чем ближе предмет, тем больше его деталей оказываются различимыми. Почему так получается?

Давайте посмотрим на рис. 3. Пусть стрелка — рассматриваемый предмет, — оптический центр глаза. Проведём лучи и (которые не преломляются) и получим на сетчатке изображение нашего предмета — красную изогнутую стрелочку.

Рис. 3. Предмет далеко, угол зрения мал

 

Угол называется углом зрения. Если предмет расположен далеко от глаза, то угол зрения мал, и размер изображения на сетчатке также оказывается малым.

Рис. 4. Предмет близко, угол зрения велик

 

Но если предмет расположить ближе, то угол зрения увеличивается (рис. 4). Соответственно увеличивается и размер изображения на сетчатке. Сравните рис. 3 и рис. 4 — во втором случае изогнутая стрелочка оказывается явно длиннее!

Размер изображения на сетчатке — вот что важно для подробного разглядывания предмета. Сетчатка, напомним, состоит из нервных окончаний зрительного нерва. Поэтому чем крупнее изображение на сетчатке, тем больше нервных окончаний раздражается идущими от предмета световыми лучами, тем больший поток информации о предмете направляется по зрительному нерву в мозг — и, следовательно, тем больше подробностей мы различаем, тем лучше мы видим предмет!

Ну а размер изображения на сетчатке, как мы уже убедились из рисунков 3 и 4, напрямую зависит от угла зрения: чем больше угол зрения, тем крупнее изображение. Поэтому вывод: увеличивая угол зрения, мы различаем больше подробностей рассматриваемого объекта.

Вот почему мы одинаково плохо видим как мелкие объекты, пусть и находящиеся рядом, так и крупные объекты, но расположенные далеко. В обоих случаях угол зрения мал, и на сетчатке раздражается небольшое число нервных окончаний. Известно, кстати, что если угол зрения меньше одной угловой минуты (1/60 градуса), то раздражается лишь одно нервное окончание. В этом случае мы воспринимаем объект просто как точку, лишённую деталей.

 

Расстояние наилучшего зрения.

 

Итак, приближая предмет, мы увеличиваем угол зрения и различаем больше деталей. Казалось бы, оптимального качества видения мы достигнем, если расположим предмет максимально близко к глазу — в ближней точке аккомодации (в среднем это 10–15 см от глаза).

Однако мы так не поступаем. Например, читая книгу, мы держим её на расстоянии примерно 25 см. Почему же мы останавливаемся на этом расстоянии, хотя ещё имеется ресурс дальнейшего увеличения угла зрения?

Дело в том, что при достаточно близком расположении предмета хрусталик чрезмерно деформируется. Конечно, глаз ещё способен чётко видеть предмет, но при этом быстро утомляется, и мы испытываем неприятное напряжение.

Величина см называется расстоянием наилучшего зрения для нормального глаза. При таком расстоянии достигается компромисс: угол зрения уже достаточно велик, и в то же время глаз не утомляется ввиду не слишком большой деформации хрусталика. Поэтому с расстояния наилучшего зрения мы можем полноценно созерцать предмет в течении весьма долгого времени.

 

Близорукость.

 

Напомним, что фокусное расстояние нормального глаза в расслабленном состоянии равно расстоянию от оптического центра до сетчатки. Нормальный глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке и поэтому может чётко видеть удалённые предметы, не испытывая напряжения.

Близорукость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза меньше расстояния от оптического центра до сетчатки. Близорукий глаз фокусирует параллельные лучи перед сетчаткой, и от этого изображения удалённых объектов оказываются размытыми (рис. 5; хрусталик не изображаем).

Рис. 5. Близорукость

 

Потеря чёткости изображения наступает, когда предмет находится дальше определённого расстояния. Это расстояние соответствует дальней точке аккомодации близорукого глаза. Таким образом, если у человека с нормальным зрением дальняя точка аккомодации находится на бесконечности, то у близорукого человека дальняя точка аккомодации расположена на конечном расстоянии перед ним.

Соответственно, ближняя точка аккомодации у близорукого глаза находится ближе, чем у нормального.

Расстояние наилучшего зрения для близорукого человека меньше 25 см. Близорукость корректируется с помощью очков с рассеивающими линзами. Проходя через рассеивающую линзу, параллельный пучок света становится расходящимся, в результате чего изображение бесконечно удалённой точки отодвигается на сетчатку (рис. 6). Если при этом мысленно продолжить расходящиеся лучи, попадающие в глаз, то они соберутся в дальней точке аккомодации .

Рис. 6. Коррекция близорукости с помощью очков

 

Таким образом, близорукий глаз, вооружённый подходящими очками, воспринимает параллельный пучок света как исходящий из дальней точки аккомодации. Вот почему близорукий человек в очках может отчётливо рассматривать удалённые предметы без напряжения в глазах. Из рис. 6 мы видим также, что фокусное расстояние подходящей линзы равно расстоянию от глаза до дальней точки аккомодации.

 

Дальнозоркость.

 

Дальнозоркость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза больше расстояния от оптического центра до сетчатки.

Дальнозоркий глаз фокусирует параллельные лучи за сетчаткой, отчего изображения удалённых объектов оказываются размытыми (рис. 7).

Рис. 7. Дальнозоркость

 

На сетчатке же фокусируется сходящийся пучок лучей. Поэтому дальняя точка аккомодации дальнозоркого глаза оказывается мнимой: в ней пересекаются мысленные продолжения лучей сходящегося пучка, попадающего на глаз (мы увидим это ниже на рис. 8). Ближняя точка аккомодации у дальнозоркого глаза расположена дальше, чем у нормального.Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого человека больше 25 см.

Дальнозоркость корректируется с помощью очков с собирающими линзами. После прохождения собирающей линзы параллельный пучок света становится сходящимся и затем фокусируется на сетчатке (рис. 8).

Рис. 8. Коррекция дальнозоркости с помощью очков

 

Параллельные лучи после преломления в линзе идут так, что продолжения преломлённых лучей пересекаются в дальней точке аккомодации . Поэтому дальнозоркий человек, вооружённый подходящими очками, будет отчётливо и без напряжения рассматривать удалённые предметы. Мы также видим из рис. 8, что фокусное расстояние подходящей линзы равно расстоянию от глаза до мнимой дальней точки аккомодации.

 

Лечение по методике Дашевского с использованием ТДО «Зеница» (1 сеанс)

Лечение по методике Дашевского с использованием ТДО «Зеница» (1 сеанс)

Аккомодация — способность глаза поддерживать четкое видение предметов, находящихся на разных расстояниях от глаза. Фокусировка изображения обеспечивается изменением кривизны хрусталика. При расслаблении циллиарной мышцы хрусталик становится более плоским, что позволяет рассмотреть удаленные предметы. И наоборот, для того чтобы рассмотреть предметы вблизи, хрусталик становится более выпуклым.

С возрастом происходят изменения в хрусталике и он теряет способность менять свою кривизну. Если у новорожденных хрусталик может принимать почти шаровидную форму, то с возрастом он становится более статичным. Такие возрастные изменения носят название пресбиопия, для ее коррекции требуются плюсовые линзы, так как ближайшая точка ясного видения отдаляется и в возрасте 60-65 лет она уходит в бесконечность.

Существуют следующие виды нарушения аккомодации:

• Спазм аккомодации — это не способность циллиарной мышцы к расслаблению, которое сопровождается снижением зрения вдаль и снижением зрительной работоспособности.
• Привычно-избыточное напряжение аккомодации (ПИНА) — это стойкое сокращение циллиарной мышцы, которое приводит к появлению минуса, этот гипертонус мышцы поддерживается неправильной длительной зрительной работой на близком расстоянии.
• Аккомодативная астенопия (слабость аккомодации) — это быстрое и ощутимое переутомление глаз при зрительной работе, выполняемой на пределе возможностей аккомодации, чаще всего характерна для некоррегированных гиперметропов (людей, которые не пользуются коррекцией для близи при дальнозоркости).
• Паралич аккомодации — это не способность глаза различать мелкие предметы в связи с парезом циллиарной мышцы, что приводит к удалению от глаза ближайшей точки ясного видения. Обычно возникает при закапывании капель, которые парализуют циллиарную мышцу (медикаментозный мидриаз). Так же может быть результатом неврологического заболевания, либо результатом общего отравления организма (например, токсин ботулизма).

Факторы риска развития нарушения аккомодации:

1. Наследственная предрасположенность
2. Гиподинамия — у людей, которые живут малоподвижным образом жизни развиваются нарушения аккомодации чаще, чем у людей, которые активно двигаются на свежем воздухе.
3. Нарушение гигиены зрения — плохое освещение при чтении и письме, чтение лежа, неправильное положение тела при чтении.
4. Нехватка витаминов и микроэлементов.
5. Чрезмерная зрительная нагрузка.
6. Заболевания опорно-двигательного аппарата — нарушение осанки, травмы шеи и тому подобное.

Симптомы спазма аккомодации:

• частые головные боли
• боли в глазах
• снижение зрения, которое усиливается при зрительных нагрузках вблизи
• быстрая утомляемость
• двоение в глазах
• замедление перефокусировки с ближних предметов на дальние и обратно.

При достаточно длительном спазме аккомодации он может стать стойким и перейти из ложной миопии (близорукости) в осевую (истинную) близорукость, устранить которую без оперативного вмешательства невозможно.

Если вы обнаружили один из перечисленных симптомов, вам необходима консультация офтальмолога. Офтальмологи в МЦ «Парацельс» проведут точную диагностику и подберут правильное лечение данного заболевания, так как подход к лечению нарушений аккомодации комплексный и требует особого внимания.

Одним из методов лечения нарушения аккомодации является тренировка аккомодации по методике Дашевского с использованием ТДО «Зеница».

В современном мире не обойтись без компьютера. При длительной зрительной работе вблизи постоянно напряжены мышцы, которые обеспечивают аккомодацию и конвергенцию (сведение зрительных осей глаз в одну точку). Для их расслабления достаточно провести дивергенцию (разведение зрительных осей глаз), в чем и заключается суть метода тренировки аккомодации по Дашевскому с ТДО “Зеница”. При разведение зрительных осей глаз происходит расслабление косых глазных мышц и уменьшение деформации глазных яблок. Для дивергенции используются срециальные призматические очки, призма в линзах направлена основанием к носу.

Показания для проведения тренировки аккомодации по Дашевскому:

• нарушения аккомодации
• миопия
• астенопия

Необходимое условие для проведения данного метода является бинокулярное зрение.

Противопоказанием для проведения методики лечения по Дашевскому с ТДО “Зеница” является экзофория, малый возраст, судорожная готовность.

Перед началом проведения лечения требуется консультация специалиста.

 

Дальнозоркость — Офтальмология — Отделения

Истинная дальнозоркость (гиперметропия) – это нарушение зрения, при котором изображение предметов (световые лучи) фокусируется не на сетчатке, как при хорошем зрении, а позади нее. На сетчатку попадают уже расфокусированные лучи, создающие нечеткое, расплывчатое изображение.

 

Дальнозоркость распространена среди четверти населения Земли. Существует ошибочное мнение, что дальнозоркие люди хорошо видят вдаль, однако это не всегда так.

Все зависит от СТЕПЕНИ ДАЛЬНОЗОРКОСТИ, которых выделяют 3:

• При слабой степени дальнозоркости (до +3 D) зрение вдаль и на близком расстоянии хорошее, однако могут быть жалобы на быструю утомляемость, слезотечение, жжение в глазах, головную боль, головокружение при работе, связанной со значительными зрительными нагрузками, особенно на близком расстоянии.
• При средней степени дальнозоркости (до +5.75 D) зрение вдаль остается хорошим, а вблизи размытое.
• При высокой степени дальнозоркости (выше +6 D) наблюдается плохое зрение и вдаль, и на близком расстоянии, поскольку глаз не может сфокусировать на сетчатке изображение даже далеко расположенных предметов.

А вот люди, страдающие ВОЗРАСТНОЙ ДАЛЬНОЗОРКОСТЬЮ (ПРЕСБИОПИЕЙ), на начальных этапах развития данного состояния хорошо видят вдаль, так как у них дальнозоркость вызвана снижением эластичности хрусталика (нарушением аккомодации). Хрусталик глаза уплотняется, внутриглазная мышца ослабевает, и глаз утрачивает способность фокусировать зрение на близком расстоянии. Теряя эластичность, хрусталик перестает изменять свою кривизну при рассматривании близко расположенных предметов, поэтому при хорошем зрении вдаль ухудшается зрение на близком расстоянии — человеку становится сложно различать мелкие предметы вблизи, читать газетный шрифт и т.п.

Пресбиопия (возрастная дальнозоркость) начинается после 40-50 лет и касается практически всех людей, даже тех, кто до этого имел прекрасное зрение.

ПРИЧИНЫ ИСТИННОЙ ДАЛЬНОЗОРКОСТИ (ГИПЕРМЕТРОПИИ):

• уменьшенный размер глазного яблока
• слабая преломляющая сила роговицы вследствие ее недостаточного искривления
• глубоко посаженный хрусталик

СИМПТОМЫ ДАЛЬНОЗОРКОСТИ (ГИПЕРМЕТРОПИИ И ПРЕСБИОПИИ)

Дети, страдающие дальнозоркостью, быстро устают при зрительной нагрузке, не могут сосредоточиться на задании, капризничают, жалуются на головную боль. Если Вы распознали подобные симптомы у своего ребенка, обязательно сводите его к офтальмологу.

У взрослых людей проявлениями дальнозоркости является быстрое зрительное утомление при работе на близком расстоянии: мелкий текст начинает расплываться перед глазами, появляется желание отодвинуть от себя рассматриваемый предмет для более четкого видения, возникают головные боли и головокружение, в результате чего работоспособность снижается.

ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ (ГИПЕРМЕТРОПИЯ) У ДЕТЕЙ

Чаще всего дальнозоркость бывает у маленьких детей (от рождения до 6-7 лет), однако она слабо выражена и проходит по мере роста и развития глаза и его оптической силы. Дальнозоркость выше возрастной нормы в детском возрасте является серьезной проблемой, требующей коррекции, поскольку в отсутствие лечения у ребенка может развиться амблиопия («ленивый» глаз). Кроме того, когда мышечная система глаза развита недостаточно сильно, чёткость зрительных образов нестабильна и нет координированности в работе обоих глаз, у маленьких детей возможно развитие косоглазия.

В школе повышенные требования в работе глаз приводят к быстрой утомляемости, слезотечению, жжению, ощущению наличия «песка в глазах», головокружению, головной боли, раздражительности. При этом развивается астенопия (дискомфорт и утомляемость при зрительной работе).

В дальнейшем развивается хронический спазм мышц, который выражается в постепенном снижении зрения как вдаль, так и на близком расстоянии. В некоторых ситуациях вовремя не диагностированный и не леченный спазм внутриглазной мышцы может привести к появлению и прогрессированию близорукости.

Вот почему важно уделять внимание своевременной диагностике ДАЛЬНОЗОРКОСТИ (ГИПЕРМЕТРОПИИ) уже в самом раннем возрасте. Большое значение имеют регулярная зарядка для глаз, массаж, полноценное питание, витамины, отсутствие длительного напряжения глаз (раз в 20 минут нужно давать глазам отдыхать), правильная организация рабочего места и достаточное освещение (желательно верхний свет и настольная лампа 60-100 Вт), а также аппаратное лечение, направленное на тренировку глазных мышц.

ЛЕЧЕНИЕ ДАЛЬНОЗОРКОСТИ (ГИПЕРМЕТРОПИИ)

Один из самых распространенных методов коррекции дальнозоркости — очки и контактные линзы.

Пациентам с пресбиопией, не желающим использовать очки для чтения, в кабинете контактной коррекции нашей поликлиники проводится подбор мультифокальных контактных линз. Строение этих линз сложное, состоящее из нескольких оптических зон для дали и близкого расстояния. Такие линзы бывают ежедневной замены и планового ношения.

К более радикальным методам лечения дальнозоркости (гиперметропии), заставляющим фокусироваться лучи именно на сетчатке, а не за ней относятся:

• Лазерная коррекция зрения
• Рефракционная замена хрусталика (ленсэктомия)
• Имплантация факичных линз

ЛЕЧЕНИЕ КАТАРАКТЫ В ГКБ ИМ. И.В.ДАВЫДОВСКОГО |

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О КАТАРАКТЕ?

Катаракта, или помутнение хрусталика — наиболее часто встречающееся заболевание глаза, которое, в той или иной стадии своего развития, диагностируется почти у каждого человека пожилого и старческого возраста. Это заболевание может возникать и у молодых больных, в этом случае, оно чаще всего является осложнением других заболеваний или травмы глаза, либо связано с системными заболеваниями, наследственными синдромами, профессиональными факторами, приемом лекарственных препаратов и рядом других причин.

Хрусталик – внутриглазная биологическая линза, расположенная за радужкой. Основная его функция – фокусировка и создание на сетчатке четкого изображения окружающих объектов. Уникальность этой биологической линзы заключается в том, что, изменяя свою форму от плоской до почти шаровидной, она способна фокусировать предметы, находящиеся на различном расстоянии таким образом, чтобы их проекция попала точно на сетчатку.

Следует отметить, что с возрастом, обычно после 45-50 лет, способность хрусталика выполнять свои функции снижается из-за изменения его структуры и плотности, потери эластичности, и, соответственно, невозможности изменять свою форму и кривизну. Поэтому большинство людей, которые в молодом возрасте одинаково четко видят предметы на разном расстоянии, после 45-50 лет могут читать или выполнять работу на близком расстоянии лишь в очках. Это нормальный физиологический процесс, который называется пресбиопия.

В дальнейшем, при прогрессировании уплотнения хрусталика, в нем могут формироваться помутнения – развивается катаракта. Это заболевание может привести к существенному снижению зрения, вплоть до полной потери способности различать окружающие предметы, сохраняется возможность видеть только яркий свет и различать цвета.

Катаракта обычно прогрессирует медленно, нередко начальные помутнения хрусталика находятся практически в неизменном состоянии на протяжении многих лет и не доставляют существенных зрительных проблем человеку, но иногда заболевание развивается достаточно быстро и приводит резкому снижению зрения в течение нескольких недель.

Способность лекарственных препаратов, в том числе, специфических глазных капель, останавливать развитие помутнений хрусталика достоверно не доказана. Эффективно только хирургическое лечение катаракты. В процессе операции удаляется помутневший хрусталик и устанавливается искусственная линза.

Надо подчеркнуть, что не следует затягивать с хирургическим лечением. Еще не так давно показанием к операции экстракции катаракты являлось ее значительное прогрессирование, вплоть до полного помутнения хрусталика. Это было связано с техникой удаления собственного хрусталика, которое выполняли через большой разрез с последующим наложением швов. Полностью помутневший хрусталик облегчал проведение операции. При этом время «ожидания» хирургического лечения для пациента сопровождалось существенным снижением зрения и качества повседневной жизни.

Современные технологии лечения катаракты

В настоящее время технологии ушли далеко вперед, операции выполняются по бесшовной методике с маленькими разрезами. В ходе операции помутневший хрусталик разрушается ультразвуком и удаляется вакуумом, затем устанавливается мягкая (складывающаяся) искусственная линза. При использовании современной методики, чем меньше помутнение и твердость хрусталика, тем быстрее и безопаснее проходит хирургическое лечение. Именно поэтому сейчас значительно расширились показания к замене хрусталика. Теперь признано, что пациент нуждается в операции тогда, когда катаракта, вне зависимости от стадии ее развития, снижает качество его жизни. Причем предоперационная острота зрения (если она обусловлена только помутнением хрусталика) играет опосредованную роль. Например, даже начальные помутнения хрусталика становятся показанием к оперативному лечению катаракты, когда острота зрения еще превышает 60 – 80%, но уже появляется зрительный дискомфорт при вождении автомобиля в разное время суток или при работе с бумагами при искусственном освещении. В такой ситуации не стоит затягивать проведение операции, поскольку, как указывалось выше, других эффективных методов лечения катаракты не существует, помутнения и, следовательно, снижение зрения будут прогрессировать, а проведение хирургического лечения будет становиться сложнее.

Все операции в отделении ЛАЗЕРНОЙ И ВИТРЕОРЕТИНАЛЬНОЙ МИКРОХИРУРГИИ ГЛАЗА ГКБ им. И.В. ДАВЫДОВСКОГО выполняются командой витреоретинальных хирургов под руководством Александра Герасимовича Югая (витреоретинальный хирург, врач высшей категории, член EVRS. А. Югай выполнил более 18000 операций пациентам с витреоретинальной патологией).

 

Пресбиопия — Клиника ВИЖУ

Пресбиопия — это возрастное нарушение зрения, связанное с уплотнением хрусталика и его неспособностью быстро «настраивать» зрение на различные расстояния.Вследствие этого затруднена фокусировка зрения как на очень близко расположенных, так и на значительно отдаленных предметах.

В здоровом глазу хрусталик выполняет две основные функции: участвует в процессе преломления световых лучей и выполняет точную фокусировку изображения предметов, которые находятся на различном расстоянии от глаза (аккомодация). В течение всей жизни человека его хрусталик постепенно становится более плотным, теряет свою эластичность и способность «настраивать» зрение (нарушается способность глаза к аккомодации). Теряя свою эластичность, хрусталик перестает изменять свою кривизну при рассматривании близко расположенных предметов и как результат — при плохом зрении вдаль ухудшается зрение вблизи. Такие изменения происходят примерно к 40 годам жизни и обусловлены естественными возрастными изменениями в организме человека. Иногда естественный процесс уплотнения хрусталика начинает сопровождаться снижением его прозрачности (помутнением) — это уже катаракта. Люди с пресбиопией с близорукостью слабой степени (−1,0 диоптрий; −2,0 диоптрий), находятся в самом выгодном, если можно так сказать, положении. Этот минус компенсирует потерю аккомодации и отодвигает момент надевания очков для близи. Пациенты с близорукостью (−3 диоптрии; −5 диоптрии), скорее всего, вообще не будут нуждаться в подобных очках. Люди с такой степенью близорукости носят очки для дали и снимают очки при работе вблизи.  

Лечение пресбиопии

Мультифокальные линзы располагаются на месте естественного хрусталика. Современные технологии позволяют удалить его и имплантировать новейшие ультратонкие мультифакальные линзы через разрез 2–2,5 мм. После имплантации такой разрез самогерметизируется и не требует наложения швов. Выполняют операцию амбулаторно и она занимает около 15 минут. В этот же день вы сможете вернуться домой и вести привычный образ жизни. Повышение остроты зрения вы ощутите уже через несколько часов после операции.

Как глаз фокусирует свет — Science Learning Hub

Человеческий глаз — это орган чувств, приспособленный к зрению, реагируя на свет. Роговица и хрусталик важны для фокусировки света глазом.

Глаз фокусирует свет аналогично тому, как вы используете увеличительное стекло, чтобы сосредоточить солнечные лучи на листе бумаги. Расстояние от увеличительной линзы до листа бумаги — это фокусное расстояние.

Что касается глаза, то свет от удаленных объектов фокусируется на сетчатке в задней части глаза.

Глаз размером с мяч для настольного тенниса, поэтому фокусное расстояние должно быть около 2,5 см.

Роговица выполняет большую часть фокусировки.

Около 70% отклонения света происходит, когда он попадает в роговицу и водянистую жидкость.

Этот изгиб возможен из-за кривой роговицы, а также из-за изменения показателя преломления, когда свет перемещается из воздуха в роговицу, а затем в водную жидкость между роговицей и радужной оболочкой. Воздух имеет показатель преломления 1.00, а водная жидкость за роговицей имеет показатель преломления 1,33.

Если бы изменение показателя преломления было не таким большим, свет не искривлялся бы так сильно.

Это становится заметно, если вы пытаетесь на что-то посмотреть, находясь под водой. Вещи кажутся не в фокусе, потому что роговица предназначена для работы со светом, проходящим в нее из воздуха, а не из воды. Ношение очков для плавания под водой позволяет присутствовать слою воздуха.

Хрусталик и аккомодация

За водной жидкостью находится вторая система линз.Он состоит из выпуклой линзы, мягкой и податливой. Цилиарная мышца — это круговое мышечное кольцо, которое крепится по всей длине хрусталика. Эта ресничная мышца может изменять форму хрусталика, растягивая его по краям. Он прикреплен к хрусталику с помощью зонул (волокон связок, которые могут быть тугими или свободными).

Когда вы смотрите на близкий объект, линза должна стать более округлой на центральной поверхности, чтобы фокусировать световые лучи. Эта способность изменять фокус для объектов крупным планом называется аккомодацией.

Две совершенно противоположные теории аккомодации

Существуют две основные теории изменения формы линзы.

• Теория Гельмгольца — предложена в 1855 году. Когда цилиарная мышца сокращается, все зонулярное напряжение снижается. Это позволяет сделать центральную поверхность линзы более округлой (увеличивает ее фокусирующую способность). Когда цилиарная мышца расслабляется, напряжение всех зон увеличивается, что приводит к уплощению хрусталика (снижение оптической силы).
• Механизм Шахара — предложен в 1992 году.Когда цилиарная мышца сокращается, напряжение экваториальной зоны увеличивается. Это приводит к тому, что центральная поверхность линзы становится более круто закругленной (увеличивает центральную оптическую силу). Когда цилиарная мышца расслабляется, напряжение экваториальной зоны снижается, что приводит к уплощению центральной поверхности хрусталика (снижению оптической силы).

Механизм Шахара можно продемонстрировать с помощью майларового шарика (блестящего серебряного плоского шарика, который часто используется с гелием). Если вы посмотрите на свое отраженное изображение на плоской стороне воздушного шара, вы заметите, что оно становится меньше, если вы потянете края воздушного шара наружу.Это потому, что центр воздушного шара становится более выпуклым.

Утрата аккомодации

С возрастом способность цилиарной мышцы изменять форму хрусталика уменьшается. У большинства людей способность фокусироваться на изображениях крупным планом снижается, но зрение вдаль не изменяется. Это называется пресбиопией и является одной из причин, по которой пожилым людям часто требуются очки для чтения.

Согласно теории Гельмгольца, хрусталик с возрастом становится тверже. Это означает, что цилиарная мышца больше не может в достаточной степени изменять форму хрусталика.

Согласно теории Шахара, хрусталик не теряет своей гибкости с возрастом. Скорее, потеря аккомодации вызвана тем, что хрусталик с возрастом продолжает немного увеличиваться в размерах. Это увеличение размера означает, что расстояние между линзой и цилиарной мышцей уменьшается, а это означает, что ресничная мышца не может обеспечивать такое же напряжение краям линзы.

Природа науки

Когда предлагается альтернативное предложение о том, как что-то работает, часто проходит долгий процесс обсуждения и экспериментов, прежде чем новая идея будет либо проигнорирована, либо принята.Например, с тех пор, как доктор Шахар предложил альтернативный механизм того, как цилиарные мышцы изменяют форму хрусталика, было много аргументов и контраргументов. Спустя почти 20 лет дебаты все еще продолжаются.

Сопутствующее содержание

Наши глаза — наше зрение описывает некоторые состояния глаз, которые могут повлиять на зрение человека.

«Улучшение проверки зрения для детей» описывает, как проект проверки зрения между сверстниками стремится предупредить учащихся о состояниях глаз, которые влияют на их зрение.

Идея упражнения

Упражнение «Рассечение глаза» использует коровьи глаза для наблюдения за многими частями человеческого глаза.

В упражнении «Маркировка глаза» используется интерактивный или бумажный ресурс для идентификации и маркировки основных частей человеческого глаза.

Полезные ссылки

Узнайте больше о механизме Шахара, который определяет, как цилиарные мышцы и зонулярные волокна изменяют форму хрусталика.

В этой статье есть отличные анимации о том, как работает глаз.

Жильё

Фон

Во-первых, важно понимать, что линзы четко фокусируются только на одном расстоянии. Вот почему, когда вы используете бинокль, вам нужно настроить фокусировку, когда вы смотрите из ближнего в дальний. В глаза нам нужно уметь тофокс также; мы то, что может изменить его фокус.

Линза (также называемая кристаллической линзой) — это регулируемый элемент фокусировки глаза.Он расположен сразу за их. Этот процесс настройки фокуса на разные расстояния путем изменения формы линзы называется размещение. Аккомодация — это процесс настройки хрусталика глаза таким образом, чтобы вы могли видеть как вблизи, так и далекие объекты четко. Этот процесс происходит очень быстро, хотя изменение аккомодации с ближнего объекта на дальний объект быстрее, чем переход от далекого объекта к ближнему (Кирххоф, 1950).Аккомодация контролируется связанными мышцами к хрусталику, называемым цилиарными мышцами. Ресничные мышцы работают автоматически без сознательного контроля. Ресничный мышцы могут сокращаться и увеличивать кривизну хрусталика, что приводит к утолщению хрусталика. Повышенная кривизна линза позволяет взгляду сфокусироваться на близком объекте. Когда человеку нужно посмотреть на далекий объект, мышцы расслабьтесь, и фокус линзы изменится на более удаленный объект.Посмотрите на ближайший к вам объект, например на текст книга. Затем посмотрите вверх и посмотрите в окно на другую сторону улицы. Как и вы, процесс размещения автоматически регулирует ваш фокус.

Используйте это упражнение, чтобы изучить, как аккомодация помогает нам удерживать объекты на разном расстоянии в фокусе.

Инструкции

Полноэкранный режим

Чтобы увидеть иллюстрацию в полноэкранном режиме, что рекомендуется, нажмите кнопку Full Screen , которая появляется вверху страницы.

Вкладка для иллюстраций

Настройки

Ниже приведен список способов, которыми вы можете изменить иллюстрацию. Настройки включают следующее:

Положение источника света : перемещает свет ближе или дальше от глаза.
Включить свет : нажатие этой кнопки включит свет. Повторное нажатие кнопки убирает свет.
Глаз Вмещает : если отмечено, линза глаза приспосабливается или регулирует размер, чтобы свет оставался в фокусе.Когда не выбрано, глаз не приспосабливается, и только одно расстояние от глаза будет в фокусе.

Сброс

Нажатие этой кнопки восстанавливает настройки до значений по умолчанию.

5.2 Видение — Введение в психологию — 1-е канадское издание

Цели обучения

1. Определите ключевые структуры глаза и роль, которую они играют в зрении.
2. Обобщите, как глаз и зрительная кора работают вместе, чтобы ощущать и воспринимать визуальные стимулы в окружающей среде, включая обработку цветов, формы, глубины и движения.

В то время как другие животные в первую очередь полагаются на слух, обоняние или осязание, чтобы понять окружающий мир, люди в значительной степени полагаются на зрение. Большая часть коры головного мозга предназначена для зрения, и мы обладаем значительными визуальными навыками. Видение начинается, когда свет падает на глаза, инициируя процесс трансдукции.Как только эта визуальная информация достигает зрительной коры головного мозга, она обрабатывается множеством нейронов, которые обнаруживают цвета, формы и движение и создают осмысленное восприятие поступающих стимулов.

Воздух вокруг нас наполнен морем электромагнитной энергии : импульсов энергетических волн, которые могут переносить информацию с места на место . Как вы можете видеть на Рисунке 5.6, «Электромагнитный спектр», электромагнитные волны различаются по длине волны , –, расстояние между пиком одной волны и пиком следующей волны — , причем самые короткие гамма-волны составляют лишь доли миллиметра. длина, а самые длинные радиоволны составляют сотни километров.Люди слепы почти ко всей этой энергии — наши глаза обнаруживают только диапазон от 400 до 700 миллиардных долей метра, часть электромагнитного спектра, известную как как видимый спектр .

Чувствующий глаз и воспринимающая зрительная кора головного мозга

Как вы можете видеть на Рисунке 5.7, «Анатомия человеческого глаза», свет попадает в глаз через роговицу , — прозрачное покрытие, которое защищает глаз и начинает фокусировать падающий свет. Затем свет проходит через зрачок , — небольшое отверстие в центре глаза .Зрачок окружен радужной оболочкой , , — цветной частью глаза, которая контролирует размер зрачка путем сужения или расширения в зависимости от интенсивности света . Например, когда мы заходим в темный кинотеатр в солнечный день, мышцы радужной оболочки открывают зрачок и пропускают больше света. Полная адаптация к темноте может занять до 20 минут.

Позади зрачка находится линза , , структура, которая фокусирует падающий свет на сетчатке , , , , слой ткани в задней части глаза, который содержит фоторецепторные клетки .Когда наши глаза перемещаются от близких к удаленным объектам, происходит процесс, известный как зрительная аккомодация . Зрительная аккомодация — это процесс изменения кривизны линзы, чтобы свет, попадающий в глаз, фокусировался на сетчатке. Лучи из верхней части изображения попадают в нижнюю часть сетчатки и наоборот, а лучи из левой части изображения падают на правую часть сетчатки и наоборот, в результате чего изображение на сетчатке оказывается перевернутым и обратным. .Кроме того, изображение, проецируемое на сетчатку, является плоским, и все же наше окончательное восприятие изображения будет трехмерным.

Рисунок 5.7 Анатомия человеческого глаза. Свет попадает в глаз через прозрачную роговицу, проходя через зрачок в центре радужной оболочки. Линза регулируется, чтобы фокусировать свет на сетчатке, где он оказывается перевернутым и направленным назад. Рецепторные клетки сетчатки передают информацию через зрительный нерв в зрительную кору.

Условия проживания не всегда идеальны (Рисунок 5.8) , если фокус находится перед сетчаткой , мы говорим, что человек близорукий , и , когда фокус находится за сетчаткой, мы говорим, что человек дальнозоркий . Очки и контактные линзы решают эту проблему, добавляя еще одну линзу перед глазом, а лазерная хирургия глаза исправляет проблему, изменяя форму собственной линзы глаза.

Рис. 5.8. Нормальные, близорукие и дальнозоркие глаза. У людей с нормальным зрением (слева) линза правильно фокусирует падающий свет на сетчатке.Для людей с близорукостью (в центре) изображения от далеких объектов фокусируются слишком далеко перед сетчаткой, тогда как для людей с дальнозоркостью (справа) изображения от близких объектов фокусируются слишком далеко за сетчаткой. Очки решают эту проблему, добавляя вторичную корректирующую линзу.

Сетчатка содержит слои нейронов, специализирующихся на реакции на свет (см. Рисунок 5.9, «Сетчатка с ее специализированными клетками»). Когда свет падает на сетчатку, он сначала активирует рецепторные клетки, известные как стержни , и колбочки . Активация этих клеток затем распространяется на биполярные клетки и затем на ганглиозные клетки , которые собираются вместе и сходятся, как нити веревки, образуя зрительный нерв . Зрительный нерв — это совокупность миллионов нейронов ганглия, которые через таламус отправляют огромное количество визуальной информации в мозг . Поскольку сетчатка и зрительный нерв являются активными обработчиками и анализаторами зрительной информации, уместно думать об этих структурах как о продолжении самого мозга.

Рисунок 5.9 Сетчатка с ее специализированными клетками. Когда свет падает на сетчатку, он вызывает фотохимическую реакцию в палочках и колбочках на задней части сетчатки. Затем реакции продолжаются в биполярных клетках, ганглиозных клетках и, в конечном итоге, в зрительном нерве.

Жезлы — это визуальных нейронов, которые специализируются на обнаружении черного, белого и серого цветов . В каждом глазу около 120 миллионов стержней. Стержни не дают много деталей об изображениях, которые мы видим, но поскольку они очень чувствительны к более коротковолновым (более темному) и слабому свету, они помогают нам видеть при тусклом свете — например, ночью.Поскольку стержни расположены в основном по краям сетчатки, они особенно активны в периферическом зрении (когда вам нужно что-то увидеть ночью, попробуйте отвести взгляд от того, что вы хотите увидеть). Конусы — это зрительных нейронов, которые специализируются на обнаружении мелких деталей и цветов . Около пяти миллионов колбочек в каждом глазу позволяют нам видеть в цвете, но лучше всего они работают при ярком свете. Колбочки расположены в основном внутри и вокруг ямки , которая является центральной точкой сетчатки .

Чтобы продемонстрировать разницу между стержнями и колбочками во внимании к деталям, выберите слово в этом тексте и сосредоточьтесь на нем. Вы замечаете, что слова, расположенные в нескольких сантиметрах в сторону, кажутся более размытыми? Это потому, что слово, на котором вы фокусируетесь, поражает конусы, ориентированные на детали, в то время как слова, окружающие его, поражают стержни, ориентированные на менее детали, которые расположены на периферии.

Маргарет Ливингстон (2000) (рис. 5.10) обнаружила интересный эффект, который демонстрирует различные возможности обработки палочек и колбочек глаза, а именно то, что улыбка Моны Лизы, которую часто называют «неуловимой», воспринимается по-разному в зависимости от как смотреть на картину.Поскольку Леонардо да Винчи нарисовал улыбку мазками кисти с низкой детализацией, эти детали лучше воспринимаются нашим периферийным зрением (стержнями), чем колбочками. Ливингстон обнаружил, что люди оценивали Мона Лизу как более жизнерадостную, когда им приказывали сосредоточить внимание на ее глазах, чем когда их просили смотреть прямо в ее рот. Как выразился Ливингстон: «Она улыбается, пока вы не смотрите на ее рот, а затем он исчезает, как тусклая звезда, которая исчезает, когда вы смотрите прямо на нее».

Рисунок 5.10 Улыбка Моны Лизы.

Как вы можете видеть на Рисунке 5.11, «Путь визуальных образов через таламус в зрительную кору», сенсорная информация, полученная сетчаткой, передается через таламус в соответствующие области зрительной коры, которая расположена в затылочной области. доля в задней части мозга. Хотя принцип контралатерального контроля может заставить вас ожидать, что левый глаз будет посылать информацию в правое полушарие мозга и наоборот, природа умнее этого.Фактически, левый и правый глаза посылают информацию как в левое, так и в правое полушарие, а зрительная кора обрабатывает каждую из сигналов отдельно и параллельно. Это адаптационное преимущество для организма, который теряет зрение на один глаз, потому что даже если функционирует только один глаз, оба полушария все равно будут получать от него данные.

Рис. 5.11. Путь прохождения зрительных образов через таламус в зрительную кору. Левый и правый глаз посылают информацию как в левое, так и в правое полушарие мозга.

Зрительная кора состоит из специализированных нейронов, которые превращают ощущения, которые они получают от зрительного нерва, в значимые изображения. Поскольку в том месте, где зрительный нерв выходит из сетчатки, нет фоторецепторных клеток, создается слепое пятно или в нашем зрении (см. Рисунок 5.12, «Демонстрация слепого пятна»). Когда оба глаза открыты, у нас не возникает проблем, потому что наши глаза постоянно двигаются, и один глаз компенсирует то, что пропускает другой.Но зрительная система также предназначена для решения этой проблемы, если открыт только один глаз — зрительная кора просто заполняет маленькую дыру в нашем зрении похожими узорами из окружающих областей, и мы никогда не замечаем разницы. Способность зрительной системы справляться со слепым пятном — еще один пример того, как ощущение и восприятие работают вместе, чтобы создать значимый опыт.

Рисунок 5.12 Демонстрация слепых зон. Вы можете получить представление о степени слепого пятна (места, где зрительный нерв выходит из сетчатки), попробовав следующее: закройте левый глаз и посмотрите правым глазом на крест на схеме.Вы должны увидеть изображение слона справа (не смотрите на него, просто обратите внимание, что он там есть). Если вы не видите слона, подойдите ближе или дальше, пока не сможете. Теперь медленно двигайтесь так, чтобы приблизиться к изображению, продолжая смотреть на крест. На некотором расстоянии (вероятно, в футе или около того) слон полностью исчезнет из поля зрения, потому что его изображение попало в слепую зону.

Восприятие создается частично за счет одновременного действия тысяч нейронов детектора признаков — специализированных нейронов, расположенных в зрительной коре, которые реагируют на силу, углы, формы, края и движения зрительного стимула (Келси , 1997; Ливингстон и Хьюбел, 1988).Детекторы признаков работают параллельно, каждый из которых выполняет определенную функцию. Например, при столкновении с красным квадратом активируются детекторы параллельных линий, детекторы горизонтальных линий и детекторы признаков красного цвета. Затем эта активация передается в другие части зрительной коры, где другие нейроны сравнивают информацию, предоставленную детекторами признаков, с изображениями, хранящимися в памяти. Внезапно, во вспышке узнавания, множество нейронов срабатывают вместе, создавая единое изображение красного квадрата, которое мы видим (Rodriguez et al., 1999). См. Рисунок 5.13 для объяснения куба Неккера.

Рисунок 5.13 Куб Неккера. Куб Неккера — это пример того, как зрительная система создает восприятие из ощущений. Мы не видим серию линий, а, скорее, куб. Какой куб мы видим, зависит от мгновенного результата процессов восприятия в зрительной коре.

Некоторые детекторы функций настроены так, чтобы выборочно реагировать на особо важные объекты, такие как лица, улыбки и другие части тела (Даунинг, Цзян, Шуман и Канвишер, 2001; Haxby et al., 2001). Когда исследователи нарушили функции распознавания лиц в областях коры головного мозга с помощью магнитных импульсов транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), люди временно не могли распознавать лица, но все же они могли распознавать дома (McKone, Kanwisher, & Duchaine, 2007; Pitcher, Уолш, Йовель и Дюшен, 2007).

Восприятие цвета

Было подсчитано, что зрительная система человека может обнаруживать и различать семь миллионов цветовых вариаций (Geldard, 1972), но все эти вариации создаются комбинациями трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Оттенок цвета , известный как оттенок , передается длиной волны света, попадающего в глаз (мы видим, что более короткие волны больше синего цвета, а длинные волны — больше красного), и мы определяем яркость по интенсивности или высота волны (большие или более интенсивные волны воспринимаются как более яркие), как показано на Рисунке 5.14.

Рис. 5.14. Синусоидальные волны низкой и высокой частоты, а также синусоидальные волны низкой и высокой интенсивности и их соответствующие цвета. Световые волны с более короткими частотами воспринимаются более синими, чем красные; световые волны с большей интенсивностью кажутся ярче.

В своем важном исследовании цветового зрения Герман фон Гельмгольц (1821–1894) предположил, что цвет воспринимается потому, что колбочки сетчатки бывают трех типов. Один тип конуса реагирует в первую очередь на синий свет (короткие длины волн), другой — в первую очередь на зеленый свет (средние длины волн), а третий — в первую очередь на красный свет (длинные волны). Затем зрительная кора обнаруживает и сравнивает силу сигналов от каждого из трех типов колбочек, создавая ощущение цвета.Согласно этой теории трехцветного цвета Янга-Гельмгольца , какой цвет мы видим, зависит от смеси сигналов от трех типов колбочек . Например, если мозг получает в основном красный и синий сигналы, он будет воспринимать фиолетовый; если он получает в основном красный и зеленый сигналы, он будет воспринимать желтый; и если он получает сообщения от всех трех типов колбочек, он будет воспринимать белый цвет.

Различные функции трех типов колбочек очевидны у людей, страдающих дальтонизмом — — неспособностью распознавать зеленый и / или красный цвета. Примерно у одного из 50 человек, в основном мужчин, отсутствуют функции чувствительных к красному или зеленому цвету колбочек, в результате чего они могут воспринимать только один или два цвета (рис. 5.15).

Рисунок 5.15 Дальтонизм. Люди с нормальным цветовым зрением могут видеть число 42 на первом изображении и число 12 на втором (они расплывчаты, но очевидны). Однако дальтоники вообще не могут видеть цифры.

Однако теория трехцветного цвета не может объяснить все человеческое зрение. Во-первых, хотя фиолетовый цвет кажется нам смесью красного и синего, желтый не кажется смесью красного и зеленого.А люди с дальтонизмом, которые не видят ни зеленого, ни красного, тем не менее могут видеть желтый. Альтернативный подход к теории Янга-Гельмгольца, известный как теория цвета оппонента , , предлагает анализировать сенсорную информацию не в терминах трех цветов, а в трех наборах «оппонентных цветов»: красно-зеленый, желтый -синий и бело-черный. Доказательства теории процесса оппонента исходят из того факта, что некоторые нейроны сетчатки и зрительной коры головного мозга возбуждаются одним цветом (например,g., красный), но ингибируется другим цветом (например, зеленым).

Один из примеров обработки оппонента происходит в восприятии остаточного изображения. Если вы смотрите на фигуру в верхнем левом углу рисунка 5.16, «Остаточные изображения», примерно 30 секунд (чем дольше вы смотрите, тем лучше эффект), а затем переводите взгляд на пустую область справа от нее, вы увидите остаточное изображение. Теперь попробуйте это, посмотрев на изображение итальянского флага внизу, а затем переместив взгляд на пустую область рядом с ним.Когда мы смотрим на зеленую полосу, наши зеленые рецепторы привыкают и начинают обрабатывать меньше, в то время как красные рецепторы остаются в полной силе. Когда мы меняем взгляд, мы видим прежде всего красную часть процесса оппонента. Подобные процессы создают синий цвет после желтого и белый после черного.

Рисунок 5.16 Остаточные изображения.

Триколор и механизмы оппонента работают вместе, создавая цветное зрение. Когда световые лучи попадают в глаз, красный, синий и зеленый колбочки на сетчатке реагируют в разной степени и посылают через зрительный нерв сигналы разной силы красного, синего и зеленого цветов.Затем цветовые сигналы обрабатываются как ганглиозными клетками, так и нейронами зрительной коры (Gegenfurtner & Kiper, 2003).

Восприятие формы

Один из важных процессов, необходимых для зрения, — это восприятие формы. Немецкие психологи 1930-х и 1940-х годов, в том числе Макс Вертхаймер (1880-1943), Курт Коффка (1886-1941) и Вольфганг Кёлер (1887-1967), утверждали, что мы создаем формы из составляющих их ощущений, основываясь на идее гештальт , осмысленно организованное целое .Идея гештальта состоит в том, что «целое — это больше, чем сумма его частей». Некоторые примеры того, как принципы гештальта приводят нас к большему, чем есть на самом деле, суммированы в Таблице 5.1 «Краткое изложение гештальт-принципов восприятия формы».

Таблица 5.1 Краткое изложение гештальт-принципов восприятия формы.

[Пропустить таблицу]
Принцип	Описание	Пример	Изображение
Фигура и фон	Мы структурируем ввод так, чтобы мы всегда видели фигуру (изображение) на фоне (фоне).	Справа вы можете увидеть вазу или два лица, но в любом случае вы организуете изображение как фигуру на фоне земли.
Сходство	Схожие друг с другом стимулы, как правило, группируются вместе.	Вероятнее всего, вы увидите три одинаковых столбца среди символов XYX справа, чем четыре строки.
Близость	Мы склонны группировать соседние фигуры вместе.	Вы видите четыре или восемь изображений справа? Принципы близости предполагают, что вы можете увидеть только четыре.
Непрерывность	Мы склонны воспринимать стимулы плавно, непрерывно, а не более прерывисто.	Справа большинство людей видят линию точек, которая движется из нижнего левого угла в верхний правый, а не линию, которая движется слева, а затем внезапно поворачивает вниз. Принцип непрерывности приводит нас к тому, что большинство линий следует по максимально плавному пути.
Закрытие	Мы склонны заполнять пробелы в неполном изображении, чтобы создать законченный, цельный объект.	Замыкание приводит нас к тому, что мы видим один сферический объект справа, а не набор не связанных между собой конусов.

Глубина восприятия

Восприятие глубины — это способность воспринимать трехмерное пространство и точно определять расстояние .Без восприятия глубины мы не смогли бы водить машину, продевать иголку или просто перемещаться по супермаркету (Howard & Rogers, 2001). Исследования показали, что восприятие глубины частично основано на врожденных способностях, а частично — на опыте (Witherington, 2005).

Психологи Элеонора Гибсон и Ричард Уолк (1960) протестировали способность воспринимать глубину у младенцев в возрасте от шести до 14 месяцев, поместив их на визуальный обрыв , — механизм, который дает ощущение опасного падения, в котором младенцы могут быть безопасно проверены на восприятие глубины (Рисунок 5.17 «Визуальный обрыв»). Младенцев поместили с одной стороны «утеса», а матери взывали к ним с другой стороны. Гибсон и Уолк обнаружили, что большинство младенцев либо отползали от обрыва, либо оставались на доске и плакали, потому что хотели подойти к матери, но младенцы чувствовали пропасть, которую они инстинктивно не могли преодолеть. Дальнейшие исследования показали, что даже очень маленькие дети, которые еще не умеют ползать, боятся высоты (Campos, Langer, & Krowitz, 1970). С другой стороны, исследования также показали, что младенцы улучшают зрительно-моторную координацию по мере того, как они учатся лучше схватывать предметы и приобретают больший опыт ползания, что указывает на то, что восприятие глубины также приобретается (Adolph, 2000).

Рисунок 5.17 Визуальный обрыв. Кажется, что у младенцев есть врожденная способность воспринимать глубину, о чем свидетельствует их нежелание пересекать «визуальный обрыв».

Восприятие глубины является результатом использования нами сигналов глубины , сообщений от нашего тела и внешней среды, которые предоставляют нам информацию о пространстве и расстоянии . Бинокулярные метки глубины — это метки глубины , которые создаются несоответствием изображения сетчатки — то есть пространством между нашими глазами — и, таким образом, требуют координации обоих глаз. Одним из следствий несоответствия сетчатки является то, что изображения, проецируемые на каждый глаз, немного отличаются друг от друга. Зрительная кора автоматически объединяет два изображения в одно, позволяя нам ощущать глубину. В трехмерных фильмах используется диспаратность сетчатки за счет использования трехмерных очков, которые носит зритель, чтобы создать различное изображение на каждом глазу. Система восприятия быстро, легко и бессознательно превращает несоответствие в трехмерное.

Важным признаком глубины для бинокля является конвергенция , , — поворот наших глаз внутрь, необходимый для фокусировки на объектах, находящихся на расстоянии менее 50 футов от нас. .Зрительная кора использует размер угла конвергенции между глазами, чтобы оценить расстояние до объекта. Вы сможете почувствовать, как ваши глаза сходятся, если медленно поднести палец к носу, продолжая фокусировать на нем внимание. Когда вы закрываете один глаз, вы больше не чувствуете напряжения — конвергенция — это бинокулярный сигнал глубины, требующий работы обоих глаз.

Визуальная система также использует аккомодации с по для определения глубины . Когда линза меняет свою кривизну, чтобы сфокусироваться на удаленных или близких объектах, информация, передаваемая от мышц, прикрепленных к линзе, помогает нам определить расстояние до объекта.Однако приспособление эффективно только на небольших расстояниях обзора, поэтому, хотя оно пригодится при заправке нити в иглу или завязке шнурков, оно гораздо менее эффективно при вождении или занятиях спортом.

Хотя лучшие признаки глубины возникают, когда оба глаза работают вместе, мы можем видеть глубину даже с одним закрытым глазом. Монокулярные метки глубины — это метки глубины, которые помогают нам воспринимать глубину, используя только один глаз (Sekuler & Blake, 2006). Некоторые из наиболее важных приведены в Таблице 5.2, «Монокулярные метки глубины, которые помогают нам определять глубину на расстоянии».

Таблица 5.2 Монокулярные метки глубины, которые помогают нам определять глубину на расстоянии.

[Пропустить таблицу]
Имя	Описание	Пример	Изображение
Положение	Мы склонны видеть объекты выше в нашем поле зрения и дальше.	Столбы забора справа кажутся дальше не только потому, что они становятся меньше, но и потому, что на снимке они кажутся выше.
Относительный размер	Предполагая, что объекты в сцене имеют одинаковый размер, меньшие объекты воспринимаются как более удаленные.	Справа машины вдалеке кажутся меньше тех, что ближе к нам.
Линейная перспектива	Кажется, что параллельные линии сходятся на расстоянии.	Мы знаем, что рельсы справа параллельны. Когда они появляются ближе друг к другу, мы определяем, что они дальше.
Свет и тень	Глаз получает больше отраженного света от предметов, которые находятся ближе к нам. Обычно свет идет сверху, поэтому более темные изображения остаются в тени.	Мы видим, что изображения справа расширяются и имеют отступ в соответствии с их затемнением. Если мы перевернем картинку, изображения перевернутся.
Взаимодействие	Когда один объект перекрывает другой объект, мы видим его ближе.	Справа, поскольку голубая звезда закрывает розовую полосу, она кажется ближе, чем желтая луна.
Вид с воздуха	Объекты, которые кажутся мутными, покрыты смогом или пылью, кажутся дальше.	Художник, нарисовавший картину справа, использовал воздушную перспективу, чтобы сделать облака более туманными и, таким образом, казаться дальше.

Восприятие движения

Многие животные, в том числе люди, обладают очень сложными навыками восприятия, которые позволяют им координировать собственное движение с движением движущихся объектов, чтобы создать столкновение с этим объектом.Летучие мыши и птицы используют этот механизм, чтобы догнать добычу, собаки используют его, чтобы поймать фрисби, а люди используют его, чтобы поймать движущийся футбольный мяч. Мозг обнаруживает движение частично по изменению размера изображения на сетчатке (объекты, которые кажутся больше, обычно ближе к нам), а частично по относительной яркости объектов.

Мы также ощущаем движение, когда объекты рядом друг с другом меняют свой внешний вид. Бета-эффект относится к восприятию движения, которое возникает, когда разные изображения последовательно отображаются рядом друг с другом (см. «Бета-эффект и феномен Фи»).Зрительная кора заполняет недостающую часть движения, и мы видим, как объект движется. Бета-эффект используется в фильмах для создания ощущения движения. Связанный эффект — это феномен phi , в котором мы воспринимаем ощущение движения, вызванное появлением и исчезновением объектов, которые находятся рядом друг с другом . Феномен фи выглядит как движущаяся зона или облако фонового цвета, окружающее мигающие объекты. Бета-эффект и фи-феномен — другие примеры важности гештальта — нашей тенденции «видеть больше, чем просто сумму частей.”

Бета-эффект и фи-феномен

В бета-эффекте наши глаза обнаруживают движение из серии неподвижных изображений, на каждом из которых объект находится в разных местах. Это фундаментальный механизм кинофильмов. В феномене фи восприятие движения основано на мгновенном сокрытии изображения.

Феномен

Phi: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/Lilac-Chaser.gif

Бета-эффект: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Phi_phenomenom_no_watermark.gif

Основные выводы

• Зрение — это процесс обнаружения окружающей нас электромагнитной энергии. Человек видит лишь небольшую часть электромагнитного спектра.
• Зрительные рецепторные клетки сетчатки определяют форму, цвет, движение и глубину.
• Свет попадает в глаз через прозрачную роговицу и проходит через зрачок в центре радужной оболочки. Линза регулируется, чтобы фокусировать свет на сетчатке, где он оказывается перевернутым и направленным назад.Рецепторные клетки сетчатки возбуждаются или подавляются светом и отправляют информацию в зрительную кору через зрительный нерв.
• Сетчатка имеет два типа фоторецепторных клеток: палочки, которые определяют яркость и реагируют на черное и белое, и колбочки, которые реагируют на красный, зеленый и синий. Дальтонизм возникает, когда у людей отсутствуют функции колбочки, чувствительной к красному или зеленому цвету.
• Нейроны-детекторы признаков в зрительной коре головного мозга помогают нам распознавать объекты, а некоторые нейроны выборочно реагируют на лица и другие части тела.
• Теория трехцветного цвета Юнга-Гельмгольца предполагает, что восприятие цвета является результатом сигналов, посылаемых тремя типами колбочек, тогда как теория цвета процесса оппонента предполагает, что мы воспринимаем цвет как три набора противоположных цветов: красно-зеленый, желтый -синий и бело-черный.
• Способность воспринимать глубину возникает в результате бинокулярных и монокулярных сигналов глубины.
• Движение воспринимается как функция размера и яркости объектов. Бета-эффект и феномен фи являются примерами воспринимаемого движения.

Упражнения и критическое мышление

1. Подумайте, как процессы визуального восприятия помогают вам участвовать в повседневной деятельности, например, вождении автомобиля или велосипеде.
2. Представьте на мгновение, какой была бы ваша жизнь, если бы вы не могли видеть. Как вы думаете, сможете ли вы компенсировать потерю зрения, используя другие органы чувств?

Список литературы

Адольф, К. Э. (2000). Специфика обучения: почему младенцы падают с настоящей скалы. Психологическая наука, 11 (4), 290–295.

Кампос Дж. Дж., Лангер А. и Кровиц А. (1970). Сердечные реакции на визуальный обрыв у прелокомоторных младенцев. Science, 170 (3954), 196–197.

Даунинг, П. Э., Цзян, Ю., Шуман, М., и Канвишер, Н. (2001). Область коры, отобранная для визуальной обработки человеческого тела. Science, 293 (5539), 2470–2473.

Gegenfurtner, K. R., & Kiper, D. C. (2003). Цветовое зрение. Ежегодный обзор неврологии, 26 , 181–206.

Гелдард, Ф. А. (1972). Человеческие чувства (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: John Wiley & Sons.

Гибсон, Э. Дж., И Уок, Р. Д. (1960). «Визуальный обрыв». Scientific American, 202 (4), 64–71.

Хэксби, Дж. В., Гоббини, М. И., Фьюри, М. Л., Ишаи, А., Схоутен, Дж. Л., и Пьетрини, П. (2001). Распределенные и перекрывающиеся изображения лиц и предметов в вентральной височной коре. Science, 293 (5539), 2425–2430.

Ховард И. П. и Роджерс Б. Дж. (2001). Взгляд вглубь: Основные механизмы (Том 1). Торонто, Онтарио: Портеус.

Келси, К.А. (1997). Обнаружение визуальной информации. В У. Р. Хенди и П. Н. Т. Уэллс (ред.), Восприятие визуальной информации (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Verlag.

Ливингстон, М., и Хьюбел, Д. (1998). Разделение формы, цвета, движения и глубины: анатомия, физиология и восприятие. Science, 240 , 740–749.

Ливингстон М. С. (2000). Тепло? Это реально? Или просто низкая пространственная частота? Наука, 290, 1299.

Маккоун, Э., Канвишер, Н., Дюшейн, Б.С. (2007). Может ли общий опыт объяснить особую обработку лиц? Тенденции в когнитивных науках, 11 , 8–15.

Питчер Д., Уолш В., Йовель Г. и Дюшен Б. (2007). Доказательства ТМС вовлечения правой затылочной области лица в раннюю обработку лица. Current Biology, 17 , 1568–1573.

Родригес, Э., Джордж, Н., Лашо, Ж.-П., Мартинери, Дж., Рено, Б., и Варела, Ф. Дж. (1999). Тень восприятия: синхронизация активности человеческого мозга на большом расстоянии. Nature, 397 (6718), 430–433.

Секулер Р. и Блейк Р. (2006). Восприятие (5-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Уизерингтон, Д. К. (2005). Развитие предполагаемого контроля за хватанием между 5 и 7 месяцами: продольное исследование. Младенчество, 7 (2), 143–161.

Авторство изображений

Рисунок 5.10: Детальное лицо Моны Лизы (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mona_Lisa_detail_face.jpg) находится в общественном достоянии.

Рисунок 5.15: плита Исихара № 11 (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ishihara_11.PNG) и плита Исихара № 23 (http://commons.wikimedia.org/wiki/File : Ishihara_23.PNG) находится в открытом доступе.

Рисунок 5.16: Nachbild, автор Freddy2001 (http: // commons.wikimedia.org/wiki/File:Nachbild-1.svg) и итальянский флаг, инвертированный Pcessna (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ItalianFlagInverted.gif), являются общественным достоянием.

Рисунок 5.17: Perception-Conception (http://perception-connection.wikispaces.com/3)+Key+Findings), используемый с CC-BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by- sa / 3.0 /).

Физика глаза | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните формирование изображения на глаз.
• Объясните, почему на периферийных изображениях отсутствуют детали и цвет.
• Определите показатели преломления.
• Проанализируйте аккомодацию глаза для зрения вдаль и вблизи.

Глаз, пожалуй, самый интересный из всех оптических инструментов. Глаз примечателен тем, как он формирует изображения, а также богатством деталей и цветов, которые он может обнаружить. Однако наши глаза обычно нуждаются в некоторой коррекции, чтобы достичь того, что называется «нормальным» зрением, но его следует называть идеальным, а не нормальным.Формирование изображения нашими глазами и обычная коррекция зрения легко анализируются с помощью оптики, обсуждаемой в разделе «Геометрическая оптика».

Рис. 1. Роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет самую плотную концентрацию рецепторов в ямке и слепом пятне над зрительным нервом. Сила хрусталика глаза регулируется, чтобы обеспечить изображение на сетчатке для различных расстояний до объекта. Здесь показаны слои тканей с разными показателями преломления в хрусталике.Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

На Рисунке 1 показана основная анатомия глаза. Роговица и хрусталик образуют систему, которая в хорошем приближении действует как единая тонкая линза. Для четкого зрения реальное изображение должно проецироваться на светочувствительную сетчатку, которая находится на фиксированном расстоянии от линзы. Хрусталик глаза регулирует свою силу, чтобы создать изображение на сетчатке для объектов, находящихся на разном расстоянии. Центр изображения приходится на ямку, которая имеет наибольшую плотность световых рецепторов и наибольшую остроту (резкость) в поле зрения.Переменное отверстие (или зрачок) глаза вместе с химической адаптацией позволяет глазу обнаруживать интенсивность света от самой низкой наблюдаемой до 10 ¹⁰ раз большей (без повреждений). Это невероятный диапазон обнаружения. Наши глаза выполняют огромное количество функций, таких как чувство направления, движения, сложных цветов и расстояния. Обработка импульсов зрительного нерва начинается с взаимосвязей в сетчатке и продолжается в головном мозге. Зрительный нерв передает сигналы, полученные глазом, в мозг.

Показатели преломления имеют решающее значение для формирования изображения с помощью линз. В таблице 1 приведены показатели преломления глаза. Наибольшее изменение показателя преломления и изгиб лучей происходит на роговице, а не на линзе. Лучевая диаграмма на рисунке 2 показывает формирование изображения роговицей и хрусталиком глаза. Лучи изгибаются в соответствии с показателями преломления, приведенными в Таблице 1. Роговица обеспечивает около двух третей мощности глаза из-за того, что скорость света значительно изменяется при переходе от воздуха к роговице.Линза обеспечивает оставшуюся мощность, необходимую для создания изображения на сетчатке. Роговицу и хрусталик можно рассматривать как одну тонкую линзу, даже если световые лучи проходят через несколько слоев материала (например, роговицу, водянистую влагу, несколько слоев хрусталика и стекловидное тело), ​​меняя направление на каждой границе раздела. Формируемое изображение очень похоже на изображение, создаваемое одной выпуклой линзой. Это изображение случая 1. Изображения, сформированные в глазу, инвертируются, но мозг снова инвертирует их, чтобы они казались вертикальными.

Таблица 1. Показатели преломления, относящиеся к глазу
Материал	Показатель преломления
Вода	1,33
Воздух	1,0
Роговица	1,38
Водяная жидкость	1,34
Линза	1,41 в среднем (варьируется по всему объективу, наибольшее в центре)
Стекловидное тело	1.34

Рис. 2. Изображение формируется на сетчатке, при этом световые лучи сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают на сетчатке перевернутое реальное изображение. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Как уже отмечалось, изображение должно попадать точно на сетчатку, чтобы обеспечить четкое зрение, то есть расстояние изображения d _i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки.Поскольку расстояние от линзы до сетчатки не меняется, расстояние изображения d _i должно быть одинаковым для объектов на всех расстояниях. Глаз справляется с этим, изменяя оптическую силу (и фокусное расстояние) линзы, чтобы приспособиться к объектам, находящимся на разных расстояниях. Процесс настройки фокусного расстояния глаза называется аккомодации . Человек с нормальным (идеальным) зрением может четко видеть объекты на расстоянии от 25 см до практически бесконечности. Однако, хотя ближайшая точка (кратчайшее расстояние, на котором может быть получен резкий фокус) увеличивается с возрастом (становясь метрами для некоторых пожилых людей), в нашем лечении мы будем считать, что она составляет 25 см.

На рис. 3 показано приспособление глаза для зрения вдаль и вблизи. Поскольку световые лучи от ближайшего объекта могут расходиться и по-прежнему попадать в глаз, линза должна быть более сужающейся (более мощной) для зрения вблизи, чем для зрения вдаль. Чтобы хрусталик был более сужающимся, он становится толще под действием окружающей его цилиарной мышцы. Глаз наиболее расслаблен при наблюдении за удаленными объектами, что является одной из причин того, что микроскопы и телескопы предназначены для получения удаленных изображений. Видение очень далеких объектов называется полностью расслабленным , в то время как близкое зрение обозначается как с размещением , при этом самое близкое зрение — с полностью размещенным .

Рис. 3. Расслабленное и комфортное зрение для удаленных и близких объектов. (а) Световые лучи из одной и той же точки на удаленном объекте должны быть почти параллельны при попадании в глаз и легче сходиться для создания изображения на сетчатке. (б) Световые лучи от ближайшего объекта могут больше расходиться и по-прежнему попадать в глаз. Чтобы собрать их на сетчатке, нужна более мощная линза, чем если бы они были параллельны.

Мы будем использовать уравнения тонкой линзы для количественного исследования формирования изображения глазом.Во-первых, обратите внимание, что сила линзы задается как [latex] p = \ frac {1} {f} \\ [/ latex], поэтому мы переписываем уравнения тонкой линзы как [latex] P = \ frac {1} { d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex] и [latex] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h_ { \ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].

Мы понимаем, что d _i должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, чтобы получить четкое зрение, и что нормальное зрение возможно для объектов на расстояниях d _o = 25 см до бесконечности.

Эксперимент на вынос: Ученик

Посмотрите на центральную прозрачную область чьего-либо глаза, на зрачок, при нормальном комнатном освещении. Оцените диаметр зрачка. Теперь выключите свет и затемните комнату. Через несколько минут включите свет и быстро оцените диаметр зрачка. Что происходит со зрачком, когда глаз приспосабливается к освещению в комнате? Объясните свои наблюдения.

Глаз может обнаружить впечатляющее количество деталей, учитывая, насколько маленькое изображение на сетчатке.Чтобы получить представление о том, насколько маленьким может быть изображение, рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Размер изображения на сетчатке

Каков размер изображения на сетчатке человеческого волоса диаметром 1,20 × 10 ⁻² см, удерживаемого на расстоянии вытянутой руки (60,0 см)? Расстояние между линзой и сетчаткой составляет 2,00 см.

Стратегия

Мы хотим найти высоту изображения h _i , учитывая, что высота объекта составляет h _o = 1.20 × 10 ⁻² см. Мы также знаем, что объект находится на расстоянии 60,0 см, так что d _o = 60,0 см. Для четкого зрения расстояние изображения должно быть равно расстоянию от линзы до сетчатки, поэтому d _i = 2,00 см. Уравнение [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} } = m \\ [/ latex] можно использовать, чтобы найти h _i с известной информацией.

Решение

Единственная неизвестная переменная в уравнении [латекс] \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d_ { \ text {o}}} = m \\ [/ latex] равно h _i :

[латекс] \ displaystyle \ frac {h _ {\ text {i}}} {h _ {\ text {o}}} = — \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o} }} \\ [/ latex]

Перестановка для изоляции ч _i дает

[латекс] \ displaystyle {h} _ {\ text {i}} = — h _ {\ text {o}} \ cdot \ frac {d _ {\ text {i}}} {d _ {\ text {o}} }\\[/латекс].{-4} \ text {cm} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Это действительно маленькое изображение не самое маленькое различимое — то есть предел остроты зрения даже меньше этого. Ограничения остроты зрения связаны с волновыми свойствами света и будут рассмотрены в следующей главе. Некоторое ограничение также связано с внутренней анатомией глаза и обработкой информации, происходящей в нашем мозгу.

Пример 2. Диапазон мощности глаза

Рассчитайте оптическую силу глаза при просмотре объектов на максимальном и минимальном расстояниях, возможных при нормальном зрении, при условии, что расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см (типичное значение).

Стратегия

Для четкого зрения изображение должно находиться на сетчатке, поэтому здесь d _i = 2,00 см. Для дальнего зрения d _o ≈ ∞, а для близкого зрения d _o = 25,0 см, как обсуждалось ранее. Уравнение [латекс] P = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} \\ [/ latex], как написано выше, может можно использовать непосредственно для решения для P в обоих случаях, поскольку мы знаем d _i и d _o .Мощность выражается в диоптриях, где [latex] 1 \ text {D} = \ frac {1} {\ text {m}} \\ [/ latex], поэтому мы должны выражать все расстояния в метрах.

Решение

Для зрения вдаль,

[латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac {1} {\ infty } + \ frac {1} {0,0200 \ text {m}} \\ [/ latex]

Поскольку [latex] \ frac {1} {\ infty} = 0 \\ [/ latex], это дает [latex] P = 0 + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 50.0 \ text {D } \\ [/ latex] (зрение вдаль).

Теперь для близкого зрения,

[латекс] \ begin {array} {lll} P & = & \ frac {1} {d _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {d _ {\ text {i}}} = \ frac { 1} {0.250 \ text {m}} + \ frac {1} {0.0200 \ text {m}} \\\ text {} & = & \ frac {4.00} {\ text {m}} + \ frac {50.0} {\ text {m}} = 4.00 \ text {D} +50.0 \ text {D} \\\ text {} & = & 54.0 \ text {D (близкое зрение)} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Для глаза с этим типичным расстоянием от линзы до сетчатки 2,00 см оптическая сила глаза колеблется от 50,0 D (для полного расслабленного зрения вдаль) до 54,0 D (для полного зрения вблизи), что на 8% больше. Это увеличение мощности для близкого зрения согласуется с предыдущим обсуждением и трассировкой лучей на рисунке 3.8% -ная способность к адаптации считается нормальной, но типична для людей в возрасте около 40 лет. У молодых людей больше приспособляемости, тогда как пожилые люди постепенно теряют способность приспосабливаться. Когда окулист определяет проблему аккомодации у пожилых людей, это, скорее всего, связано с жесткостью хрусталика. Хрусталик глаза изменяется с возрастом таким образом, чтобы сохранить способность четко видеть удаленные объекты, но не позволяет глазу приспособиться к близкому зрению, состояние, называемое пресбиопией (буквально, старший глаз).Чтобы исправить этот дефект зрения, мы помещаем перед глазом собирающуюся линзу с положительной оптической силой, такую ​​как в очках для чтения. Обычно доступные очки для чтения оцениваются по их оптической силе в диоптриях, обычно в диапазоне от 1,0 до 3,5 D.

Сводка раздела

• Формирование изображения глазом адекватно описывается уравнениями тонкой линзы:
  [латекс] \ displaystyle {P} = \ frac {1} {{d} _ {\ text {o}}} + \ frac {1} {{d} _ {\ text {i}}} \ text {и} \ frac {{h} _ {\ text {i}}} {{h} _ {\ text {o}}} = — \ frac {{d} _ {\ text {i}}} {{d} _ {\ text {o}}} = m \\ [/ latex].
• Глаз создает реальное изображение на сетчатке, регулируя его фокусное расстояние и мощность в процессе, называемом аккомодацией.
• Для близкого зрения глаз полностью приспособлен и имеет наибольшую силу, тогда как для дальнего зрения он полностью расслаблен и обладает наименьшей силой.
• Утрата способности приспосабливаться с возрастом называется пресбиопией, которая корректируется с помощью собирающей линзы для увеличения силы зрения вблизи.

Концептуальные вопросы

1. Если хрусталик глаза человека удален из-за катаракты (как это делалось с древних времен), почему вы ожидаете, что ему будут прописаны очковые линзы диаметром около 16 D?
2. Катаракта — это помутнение хрусталика глаза.Он рассеивает или рассеивает свет?
3. Когда лазерный луч попадает в расслабленный глаз с нормальным зрением для восстановления разрыва путем точечной сварки сетчатки с задней частью глаза, лучи, входящие в глаз, должны быть параллельны. Почему?
4. Как сила сухой контактной линзы соотносится с силой ее прикосновения к слезному слою глаза? Объяснять.
5. Почему у вас такое размытое зрение, когда вы открываете глаза во время плавания под водой? Как маска для лица обеспечивает четкое зрение?

Задачи и упражнения

Если не указано иное, расстояние от линзы до сетчатки равно 2.00 см.

1. Какова сила глаза при просмотре объекта на расстоянии 50,0 см?
2. Рассчитайте силу зрения при просмотре объекта на расстоянии 3,00 м.
3. (a) Высота шрифта во многих книгах в среднем составляет 3,50 мм. Какова высота изображения отпечатка на сетчатке глаза, когда книга находится на расстоянии 30,0 см от глаза? (b) Сравните размер отпечатка с размерами палочек и колбочек в ямке и обсудите возможные детали, наблюдаемые в письмах. (Система глаз-мозг может работать лучше из-за взаимосвязей и обработки изображений более высокого порядка.)
4. Предположим, что острота зрения определенного человека такова, что он может четко видеть объекты, образующие изображение высотой 4,00 мкм на его сетчатке. На каком максимальном расстоянии он может прочитать буквы высотой 75,0 см на борту самолета?
5. Люди, которые выполняют очень детальную работу крупным планом, например ювелиры, часто могут четко видеть предметы на гораздо более близком расстоянии, чем обычные 25 см. а) Какова сила глаз женщины, которая может ясно видеть объект на расстоянии всего 8,00 см? (б) Каков размер изображения 1.Объект 00 мм, например, надпись внутри кольца, удерживается на таком расстоянии? (c) Каков был бы размер изображения, если бы объект находился на нормальном расстоянии 25,0 см?

Глоссарий

аккомодация: способность глаза регулировать фокусное расстояние известна как аккомодация

пресбиопия: состояние, при котором хрусталик глаза постепенно становится неспособным фокусироваться на объектах, близких к зрителю.

Избранные решения проблем и упражнения

1.52.0 D

3. (а) -0,233 мм; (б) Размер стержней и колбочек меньше высоты изображения, поэтому мы можем различать буквы на странице.

5. (а) +62,5 D; (б) –0,250 мм; (в) –0,0800 мм

Преломление и лучевая модель света

Хотя вся поверхность сетчатки содержит нервные клетки, есть небольшая часть диаметром примерно 0,25 мм, где концентрация колбочек наибольшая. Эта область, известная как fovea centralis , является оптимальным местом для формирования изображения.Глаз обычно вращается в глазнице, чтобы сфокусировать изображения объектов в этом месте. Расстояние от внешней поверхности роговицы (где свет претерпевает большую часть своего преломления) до центральной части ямки на сетчатке составляет примерно 2,4 см. Свет, попадающий в роговицу, должен давать изображение на расстоянии 2,4 см от ее внешнего края. В отличие от камеры, которая может изменять расстояние между пленкой (детектором) и линзой, расстояние между сетчаткой (детектор , ) и роговицей (рефрактор , ) является фиксированным.Расстояние изображения неизменное. Впоследствии глаз должен иметь возможность изменять фокусное расстояние, чтобы фокусировать изображения как близлежащих, так и далеких объектов на поверхности сетчатки. При изменении расстояния до объекта необходимо изменить фокусное расстояние, чтобы расстояние до изображения оставалось постоянным.

Жильё

Способность глаза регулировать фокусное расстояние известна как аккомодация .Поскольку ближайший объект (маленький d _объект ) обычно фокусируется на большем расстоянии (большое d _{изображение} ), глаз адаптируется, принимая форму линзы с более коротким фокусным расстоянием. Это уменьшение фокусного расстояния вызовет большее преломление света и поможет приблизить изображение к системе роговица / хрусталик и к поверхности сетчатки. Таким образом, для близлежащих предметов цилиарные мышцы сокращаются и сжимают линзу, придавая ей более выпуклую форму. Это увеличение кривизны линзы соответствует более короткому фокусному расстоянию.С другой стороны, удаленный объект (большой d _объект ) обычно фокусируется на более близком расстоянии (маленькое d _{изображение} ). Глаз приспосабливается, принимая форму линзы с большим фокусным расстоянием. Таким образом, для удаленных объектов цилиарные мышцы расслабляются, и хрусталик принимает более плоскую форму. Это уменьшение кривизны линзы соответствует большему фокусному расстоянию. В приведенной ниже таблице данных показано, как требуется изменение фокусного расстояния для поддержания постоянного расстояния до изображения, равного 1.80 см.

Зависимость f от объекта d (d изображение зафиксировано на 1,80 см) Расстояние до объекта Фокусное расстояние 0,25 м 1,68 см 1 мес. 1.77 см 3 мес. 1,79 см 100 м 1.80 см бесконечность 1.80 см (Приведенные выше значения были рассчитаны с использованием уравнения линзы.Уравнение линзы представляет собой упрощенную математическую модель глаза.)

Способность глаза приспосабливаться автоматическая. Более того, это происходит мгновенно. Сосредоточьтесь на удаленном объекте и быстро переключите внимание на ближайший объект; Обратите внимание на отсутствие заметной задержки в способности глаза сфокусировать близлежащий объект. Проживание — замечательный подвиг!

Диоптрия

Оптика измеряет оптическую силу в единицах, известных как диоптрия. диоптрия — величина, обратная фокусному расстоянию.

диоптрии = 1 / (фокусное расстояние)

Система линз с фокусным расстоянием 1,8 см (0,018 м) представляет собой линзу 56 диоптрий. Система линз с фокусным расстоянием 1,68 см — это линза с диоптриями 60. Здоровый глаз способен фокусировать как удаленные, так и близлежащие объекты без необходимости использования корректирующих линз. То есть здоровый глаз может принимать как малое, так и большое фокусное расстояние; он будет иметь возможность просматривать объекты с большим разбросом расстояния.Максимальное изменение силы зрения называется Power of Accommodation . Если глаз имеет способность принимать фокусное расстояние 1,80 см (56 диоптрий) для просмотра объектов на много миль, а также способность принимать фокусное расстояние 1,68 см для просмотра объекта на расстоянии 0,25 метра (60 диоптрий), тогда его Сила аккомодации будет измеряться как 4 диоптрии (60 диоптрий — 56 диоптрий).

Здоровый глаз молодого взрослого человека имеет аккомодационную способность около 4 диоптрий.По мере того, как человек становится старше, способность аккомодации обычно уменьшается, поскольку человек теряет способность видеть близлежащие объекты. Отсутствие возможности видеть близлежащие объекты приводит к необходимости использования корректирующих линз. В следующих двух разделах Урока 6 мы обсудим два наиболее распространенных дефекта глаза — близорукость и дальнозоркость.

Вы когда-нибудь задумывались, как выглядела бы диаграмма зрения в кабинете врача, если бы у вас было плохое зрение? Теперь вы можете узнать.Используйте виджет «Несовершенное зрение» и виджет «Глазная диаграмма » ниже, чтобы увидеть, как будет выглядеть диаграмма Снеллена при несовершенном зрении.

Как работает глаз

Наша способность «видеть» начинается, когда свет отражается от объекта, на который мы смотрим, и попадает в глаз. Попадая в глаз, свет расфокусирован. Первый шаг к зрению — сфокусировать световые лучи на сетчатке, которая является светочувствительным слоем внутри глаза.Как только свет сфокусирован, он стимулирует клетки посылать миллионы электрохимических импульсов по зрительному нерву в мозг. Часть мозга в задней части головы интерпретирует импульсы, позволяя нам видеть объект.

Свет, преломление и его значение.
Свет, попадающий в глаз, сначала изгибается или преломляется роговицей — прозрачным окном на внешней передней поверхности глазного яблока. Роговица обеспечивает большую часть оптической силы или способности глаза изгибать свет.

После того, как свет проходит через роговицу, он снова изгибается — для более точной фокусировки — хрусталиком внутри глаза. Хрусталик фокусирует свет на сетчатке. Это достигается за счет того, что цилиарные мышцы глаза меняют форму хрусталика, изгибая или сплющивая его, чтобы фокусировать световые лучи на сетчатке.

Эта регулировка объектива, известная как аккомодация, необходима для фокусировки близких и далеких объектов. Процесс преломления света для создания сфокусированного изображения на сетчатке называется «преломлением».В идеале свет «преломляется» или перенаправляется таким образом, чтобы лучи фокусировались в точном изображении на сетчатке.

Большинство проблем со зрением возникает из-за неправильного преломления света нашими глазами. При близорукости (миопии) лучи света формируют изображение перед сетчаткой. При дальнозоркости (гиперметропии) лучи фокусируются за сетчаткой. При астигматизме кривизна роговицы нерегулярна, из-за чего световые лучи фокусируются более чем в одном месте, так что на сетчатке не может быть сформировано единое четкое изображение, что приводит к нечеткости зрения.С возрастом нам становится труднее читать или заниматься крупным планом. Это состояние называется пресбиопией и возникает из-за того, что хрусталик менее гибкий и, следовательно, менее способен отклонять свет.

Поскольку изменить кажущуюся рефракцию глаза относительно легко с помощью корректирующих очков или контактных линз, многие из состояний, которые способствуют нечеткому зрению, можно легко исправить.

Как нам понять свет?
Сенсорная интерпретация
Даже если свет сфокусирован на сетчатке, процесс зрения не завершен.Во-первых, изображение перевернуто или перевернуто. Свет от различных «кусочков» наблюдаемого объекта стимулирует нервные окончания — фоторецепторы или клетки, чувствительные к свету — в сетчатке.

Палочки и конусы
Присутствуют два типа рецепторов — стержни и конусы. Палочки в основном находятся в периферической сетчатке и позволяют нам видеть при тусклом свете и обнаруживать периферические движения. Они в первую очередь отвечают за ночное видение и визуальную ориентацию. Колбочки в основном находятся в центральной части сетчатки и обеспечивают детальное зрение для таких задач, как чтение или различение удаленных объектов.Они также необходимы для определения цвета. Эти фоторецепторы преобразуют свет в электрохимические импульсы, которые передаются по нервам в мозг.

Миллионы импульсов проходят по нервным волокнам зрительного нерва в задней части глаза и в конечном итоге достигают зрительной коры головного мозга, расположенной в задней части головы. Здесь электрохимические импульсы расшифровываются и интерпретируются. Изображение инвертируется так, что мы видим объект правильно вверх. Эта «сенсорная» часть зрения намного сложнее, чем преломляющая часть, и поэтому на нее гораздо труднее точно повлиять.

Что такое 20/20 Vision?
Возможно, вам будет приятно услышать, что у вас зрение 20/20, и вы думаете, что у вас идеальное зрение. А ты?

Не обязательно. 20/20 указывает только на то, насколько резким или ясным является ваше зрение на расстоянии. Общее зрение также включает периферическое или боковое зрение, координацию глаз, восприятие глубины, способность фокусировки и цветовое зрение.

20/20 описывает нормальную визуальную четкость или резкость, измеренную на расстоянии 20 футов от объекта.Если у вас зрение 20/20, вы можете ясно видеть с 20 футов то, что обычно должно быть видно на таком расстоянии. Если у вас зрение 20/100, это означает, что вы должны быть на расстоянии не более 20 футов, чтобы увидеть то, что человек с нормальным зрением может видеть с расстояния 100 футов.

Зрение 25/25 лучше, чем 20/20?
№ 25/25 означает нормальную резкость зрения или остроту зрения на расстоянии 25 футов точно так же, как 20/20 означает нормальное зрение на расстоянии 20 футов.

Почему у некоторых людей меньше 20/20?
На способность ясно видеть объекты влияет множество факторов.На остроту зрения влияют такие заболевания глаз, как близорукость, дальнозоркость, астигматизм или глазные заболевания. Большинство людей со зрением чуть ниже 20/20 функционируют очень хорошо, в то время как некоторые люди со зрением лучше, чем 20/20, считают, что их зрение неудовлетворительно. У всех разные визуальные ожидания, и удовлетворительное зрение намного сложнее, чем просто способность видеть 20/20.

Если мое зрение хуже оптимального, что я могу сделать?
Комплексное обследование зрения выявит причины, которые могут повлиять на вашу способность хорошо видеть.Мы можем прописать вам очки, контактные линзы или программу лечения зрения, которая поможет улучшить ваше зрение. Если снижение зрения вызвано заболеванием глаз, может потребоваться лечение глазными препаратами или другое лечение. В случае необходимости направление будет направлено, если обнаружено заболевание глаз, требующее дальнейшего обследования.

Здоровье глаз: анатомия глаза

Под редакцией Морин А. Даффи, M.S., CVRT

О глазу и его работе

Схема глаза, вид сбоку.Национальный институт глаза

Чтобы понять эту схему глаза, попробуйте представить его разделенным на две части, как яблоко, разрезанное пополам. Представьте, что вы смотрите в глаз со стороны разреза.

Роговица

Роговица представляет собой прозрачную куполообразную ткань, которая образует переднюю часть глаза.

Он функционирует как окно и пропускает свет в глаза. Он также начинает процесс фокусировки световых лучей, которые позволяют четко видеть слова и изображения.Роговица обеспечивает 65-75% фокусирующей способности вашего глаза.

Роговица не содержит кровеносных сосудов, но вместо этого содержит множество нервных окончаний, которые делают ее чрезвычайно чувствительной. Вот почему царапина или распущенная ресница так болезненны.

Джейк Уэлен: жизнь и борьба с кератоконусом

Джейк Уэлен — внештатный копирайтер, который большую часть своей жизни боролся с кератоконусом.

Кератоконус — это дегенеративное заболевание роговицы, прозрачной куполообразной ткани, образующей переднюю часть глаза.Кератоконус постепенно приводит к истончению роговицы, ее выпуклости / выступу наружу и приобретению конической формы. Это создает аномальную кривизну глаза, которая может вызвать нечеткое зрение, проблемы с бликами, светочувствительность и даже сильную боль.

Узнайте больше об основах эффективного ухода за глазами, в том числе:

Водяная жидкость

Водяная жидкость — это прозрачная водянистая жидкость, содержащаяся в двух камерах за роговицей, которая помогает доставлять питательные вещества к тканям глаза. Он производится цилиарным телом , тканевым кольцом, расположенным за радужной оболочкой.

По мере циркуляции водная жидкость течет к передней части глаза, где она отводится трабекулярной сеткой , губчатой ​​системой фильтрации, расположенной там, где встречаются роговица и радужная оболочка. После дренирования через трабекулярную сеть водная жидкость проходит через небольшой проток, называемый каналом Шлемма , и всасывается в кровоток.

Здоровье вашего глаза зависит от непрерывного процесса производства, потока и дренажа этой водной жидкости.Любое прерывание этого процесса может привести к проблемам с повышенным давлением внутри глаза, например к глаукоме.

Склера

Склера представляет собой плотное белое внешнее покрытие из фиброзной ткани, которое покрывает все глазное яблоко (по всей длине), за исключением роговицы. К склере прикреплены мышцы, двигающие глаз. Название склера происходит от греческого слова «склерос», что означает «твердый».

Радужная оболочка и зрачок

Радужная оболочка — это кольцевая мембрана внутри глаза, которая окружает отверстие в центре, называемое зрачком.Радужная оболочка содержит мышцы, которые позволяют зрачку увеличиваться (открываться или расширяться) и уменьшаться (увеличиваться или сужаться). Радужная оболочка регулирует количество света, попадающего в ваш глаз, регулируя размер отверстия зрачка.

При ярком свете радужная оболочка закрывается (или сужается) и зрачок становится меньше, чтобы ограничить количество света, попадающего в ваш глаз.

Радужная оболочка при ярком свете

При тусклом свете радужная оболочка открывается (или расширяется) и увеличивает зрачок, увеличивая количество света, попадающего в ваш глаз:

Радужная оболочка при тусклом свете

Кроме того, это радужная оболочка, определяющая цвет ваших глаз.У людей с карими глазами сильно пигментированная радужная оболочка, в то время как у людей с голубыми или светлыми глазами радужная оболочка менее пигментирована.

Линза

Линза состоит из прозрачной гибкой ткани и расположена непосредственно за радужной оболочкой и зрачком. Это вторая часть вашего глаза после роговицы, которая помогает фокусировать свет и изображения на сетчатке.

Поскольку линза гибкая и эластичная, она может изменять свою изогнутую форму, чтобы фокусироваться на объектах и ​​людях, находящихся поблизости или на расстоянии.Объектив обеспечивает 25-35% фокусировки вашего глаза.

Цилиарные мышцы , которые являются частью цилиарного тела , прикрепляются к хрусталику и сокращаются или высвобождаются, чтобы изменить форму и кривизну хрусталика.

Линза становится более округлой, чтобы фокусироваться на близких объектах (см. Рисунок 1):

Рис. 1: Более округлая линза может фокусироваться на близких объектах.

Линза становится более вытянутой (или растянутой) для фокусировки на удаленных объектах (см. Рисунок 2):

Рис.2: Более удлиненная / растянутая линза может фокусироваться на далеких объектах

Со временем линза теряет часть своей эластичности и, следовательно, теряет часть своей способности фокусироваться на близких объектах. Это называется пресбиопией и объясняет, почему людям нужны очки для чтения по мере взросления.

Сосудистая оболочка

Сосудистая оболочка представляет собой темно-коричневую оболочку, богатую кровеносными сосудами, расположенную между склерой и сетчаткой. Он снабжает сетчатку кровью и питательными веществами, а также питает все другие структуры глаза.

Стекловидное тело

Стекловидное тело — это желеобразное вещество, заполняющее внутреннюю часть задней части глаза. Со временем стекловидное тело становится более жидким и может отделяться от задней части глаза, в результате чего могут образовываться плавающие помутнения. Если вы заметили новые плавающие объекты или мигающие огни, важно обратиться к окулисту, потому что отслоение стекловидного тела может вызвать образование отверстия (состояние, называемое макулярным отверстием) в сетчатке.

Сетчатка и зрительный нерв

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза, как обои.Клетки сетчатки преобразуют поступающий свет в электрические импульсы. Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который похож на ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Макула — это небольшая чувствительная область в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Ямка расположена в центре макулы и обеспечивает четкое зрение.

Некоторые факты о сетчатке глаза

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза.

Сетчатка содержит фоторецепторных клеток , которые преобразуют (или обрабатывают) поступающий свет в электрические импульсы. Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который похож на ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки, которые являются клетками обработки света, отвечающими за периферическое (боковое) и центральное (прямое) зрение.

Стержни

• Специализированные, высокочувствительные клетки для обработки сетчатки, способные работать при слабом освещении.Они обеспечивают периферическое (или боковое) зрение, отвечают за адаптацию к темноте и наиболее чувствительны к движению / движению. Они менее чувствительны к цветовому восприятию.
• Нормальная сетчатка содержит приблизительно 120–150 миллионов стержней, в основном в периферической или внешней сетчатке.
• Стержни обеспечивают скотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях низкой освещенности.

Колбочки

• Специализированные обрабатывающие клетки сетчатки, которые работают при ярком освещении и обеспечивают центральное (или прямое) зрение, а также резкость, детализацию и цветовое зрение.Для их работы требуется яркий свет, и они нечувствительны к более низким уровням освещенности.
• Нормальная сетчатка содержит примерно 6-7 миллионов колбочек, в основном в области желтого пятна , небольшой области в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Колбочки наиболее сконцентрированы в ямке , которая расположена в центре макулы и обеспечивает четкое зрение.
• Конусы обеспечивают фотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях дневного света.

Дополнительные глазковые диаграммы

Вы можете ближе познакомиться с различными частями глаза с помощью этой интерактивной глазковой диаграммы от Национального института глаз.

Healthline.com предоставляет интерактивный онлайн-инструмент «Человеческий глаз в 3D», который поможет вам понять, как части глаза работают по отношению друг к другу.

Дополнительная информация

Вы можете узнать больше о частях глаза и аномалиях рефракции, включая миопию (близорукость), дальнозоркость (дальнозоркость) и астигматизм (как близкую, так и дальнюю размытость) в разделе «Ошибка рефракции и астигматизм» и «Руководство по глазам». Условия.

.