Úvod do očí a jejich fungování
Zrak je pravděpodobně naším nejdůležitějším smyslem. Více mozku se věnuje vidění než sluchu, chuti, hmatu a čichu dohromady. V tomto článku vysvětlíme anatomii našich očí a to, jak nás nechávají vidět.
Vize je neuvěřitelně složitý proces, který funguje tak dobře, že ho nikdy nemusíme příliš přemýšlet.
Práce vizuálního systému lze shrnout takto: světlo vstupuje do naší zornice a je zaměřeno na sítnici v zadní části oka. Sítnice převádí světelný signál na elektrické impulsy. Optický nerv pak přenáší impulsy do mozku, kde jsou signály zpracovávány.
Abychom pochopili, jak k tomuto úžasnému výkonu dochází, začneme letmým pohledem na anatomii oka.
Níže je 3D model oka, který je plně interaktivní.
Prozkoumejte 3D model pomocí podložky pod myš nebo dotykové obrazovky, abyste pochopili více oku.
Anatomie oka
Tkáně oka lze rozdělit do tří typů:
- lámání tkání, které zaostřují světlo
- tkáně citlivé na světlo
- podporovat tkáně
Podíváme se postupně na každou z nich.
Lámající tkáně
Refrakční tkáně zaostřují přicházející světlo na tkáně citlivé na světlo, aby nám poskytly jasný a ostrý obraz. Pokud mají nesprávný tvar, jsou špatně zarovnané nebo poškozené, může být vidění rozmazané.
Mezi refrakční tkáně patří:
Žák: Toto je tmavá skvrna ve středu barevné části vašeho oka, která se zase nazývá duhovka. Žák se rozpíná a zmenšuje v reakci na světlo a působí podobně jako clona na fotoaparátu.
Za velmi jasných podmínek se zornice zúží nebo zmenší na průměr přibližně 1 milimetr (mm), aby chránila citlivou sítnici před poškozením. Když je tma, zornice se může rozšířit nebo rozšířit až do průměru 10 mm. Tato dilatace umožňuje oku zachytit co nejvíce světla.
Iris: Toto je barevná část oka. Duhovka je sval, který řídí velikost zornice a tím i množství světla dopadajícího na sítnici.
Objektiv: Jakmile světlo prošlo zornicí, dosáhne čočky, což je průhledná konvexní struktura. Objektiv může měnit tvar, což pomáhá oku přesně zaostřit světlo na sítnici. S věkem je objektiv tužší a méně pružný, což ztěžuje zaostření.
Ciliární sval: Tento svalový prstenec je připevněn k čočce a při smršťování nebo uvolňování mění tvar čočky. Tento proces se nazývá ubytování.
Rohovka: Jedná se o čirou kopulovitou vrstvu, která pokrývá zornici, duhovku a přední komoru nebo oblast naplněnou tekutinou mezi rohovkou a duhovkou. Je zodpovědný za většinu zaostřovací síly oka. Má však pevné zaostření, takže se nemůže přizpůsobit různým vzdálenostem.
Rohovka je hustě osídlena nervovými zakončeními a neuvěřitelně citlivá. Je to první obrana oka proti cizím předmětům a zranění. Protože rohovka musí zůstat čistá, aby lomila světlo, nemá žádné krevní cévy.
Očima cirkulují dvě tekutiny, které poskytují strukturu a živiny. Tyto tekutiny jsou:
Sklovitá tekutina: Sklovitá tekutina, která se nachází v zadní části oka, je hustá a gelovitá. Tvoří většinu hmotnosti oka.
Vodná tekutina: Je vodnatější než tekutina sklivce a cirkuluje přední částí oka.
Tkáně citlivé na světlo: sítnice
Sítnice je nejvnitřnější vrstvou oka. Je v něm umístěno více než 120 milionů fotoreceptorových buněk citlivých na světlo, které detekují světlo a převádějí jej na elektrické signály.
Tyto signály jsou odeslány do mozku ke zpracování.
Fotoreceptorové buňky v sítnici obsahují proteinové molekuly zvané opsiny, které jsou citlivé na světlo.
Dvě primární fotoreceptorové buňky se nazývají tyčinky a čípky. V reakci na částice světla vysílají tyčinky a kužely do mozku elektrické signály.
Kužele: Ty se nacházejí v centrální oblasti sítnice zvané makula a jsou obzvláště husté v malé jámě ve středu makuly známé jako fovea. Šišky jsou nezbytné pro podrobné barevné vidění. Existují tři typy kuželů, které se obvykle nazývají:
• krátké nebo modré
• střední nebo zelená
• dlouhý nebo červený
Šišky se používají k vidění za normálních světelných podmínek a umožňují nám rozlišovat barvy.
Tyče: Ty se většinou nacházejí kolem okrajů sítnice a používají se k vidění při slabém osvětlení. I když nemohou rozlišit barvy, jsou extrémně citlivé a dokážou detekovat nejnižší množství světla.
Optický nerv: Tento tlustý svazek nervových vláken přenáší signály ze sítnice do mozku. Celkově existuje asi 1 milion tenkých vláken sítnice nazývaných gangliové buňky, které přenášejí světelnou informaci ze sítnice do mozku.
Gangliové buňky opouštějí oko v bodě zvaném optický disk. Protože zde nejsou žádné tyče a kužely, označuje se také jako slepý bod.
Různé podskupiny gangliových buněk registrují různé typy vizuálních informací. Například některé gangliové buňky jsou citlivé na kontrast a pohyb, jiné na tvar a detaily. Společně přenášejí všechny potřebné informace z našeho zorného pole.
Mozek nám umožňuje vidět ve 3D, což nám dává hloubkové vnímání porovnáním signálů z obou očí.
Signály generované v sítnici končí ve zrakové kůře, části mozku, která se specializuje na zpracování vizuálních informací. Zde jsou impulzy spojeny dohromady a vytvářejí obrazy.
Podporujte tkáně
Sclera: Toto se běžně označuje jako bělmo oka. Je vláknitý a poskytuje oční bulvě oporu a pomáhá jí udržovat tvar.
Spojivka: Tenká, průhledná membrána, která pokrývá většinu očního bělma a vnitřek očních víček. Pomáhá mazat oko a chránit ho před mikroby.
Choroid: vrstva pojivové tkáně mezi sítnicí a sklérou. Obsahuje vysokou koncentraci cév. Je tlustý pouze 0,5 mm a obsahuje pigmentové buňky absorbující světlo, které pomáhají snižovat odrazy v sítnici.
Oční stavy
Stejně jako v jakékoli části těla mohou problémy se zrakem vzniknout z nemoci, zranění nebo věku. Níže uvádíme jen některé ze stavů, které mohou mít vliv na oči:
Makulární degenerace související s věkem: Makulární se pomalu rozpadá a vytváří rozmazané vidění a někdy ztrátu zraku ve středu zorného pole.
Amblyopia: Začíná to v dětství a často se tomu říká líné oko. Jedno oko se nevyvíjí správně, protože dominuje druhé, silnější oko.
Anisocoria: K tomu dochází, když mají žáci nestejnou velikost. Může to být neškodný stav nebo příznak vážnějšího zdravotního problému.
Astigmatismus: Rohovka nebo čočka jsou nesprávně zakřivené, takže světlo není správně zaostřeno na sítnici.
Šedý zákal: Zakalení čočky způsobuje šedý zákal. Vedou k rozmazanému vidění a, pokud se neléčí, slepotě.
Barevná slepota: K tomu dochází, když buňky kužele chybí nebo nepracují správně. Pro někoho, kdo je barevně slepý, je obtížné rozlišovat mezi určitými barvami.
Konjunktivitida nebo růžové oko: Jedná se o běžnou infekci spojivky, která pokrývá přední část oční bulvy.
Oddělená sítnice: Stav, kdy se sítnice uvolní. Vyžaduje urgentní léčbu.
Diplopie nebo dvojité vidění: Může to být způsobeno několika stavy, které jsou často závažné a měly by být co nejdříve zkontrolovány lékařem.
Floaters: Jedná se o skvrny, které driftují přes zorné pole člověka. Jsou normální, ale mohou být také známkou něčeho vážnějšího, jako je oddělení sítnice.
Glaukom: Uvnitř oka se hromadí tlak a může nakonec poškodit optický nerv. Může to nakonec vést ke ztrátě zraku.
Krátkozrakost: Jinak se tomu říká krátkozrakost. U krátkozrakosti je těžké vidět věci, které jsou daleko.
Optická neuritida: Optický nerv se zapálí, často kvůli nadměrně aktivnímu imunitnímu systému.
Strabismus: Oči směřují různými směry; je to zvláště běžné u dětí.
Ve zkratce
Oči a náš vizuální systém tvrdě pracují každou sekundu, když jsme vzhůru, a tkají plynulou vizuální realitu ze závratné řady světelných impulzů.
Vize považujeme za samozřejmost, ale naše oči jsou jedním z nejúžasnějších počinů evolučního inženýrství.
