Struktura ludzkiego oka. Ogólna zasada działania

3-11-2013, 19:05

Opis

Wstęp

Ludzki układ wzrokowy osiągnął najwyższą doskonałość. Naukowcy pracujący nad stworzeniem układów elektronicznych lub chemicznych o porównywalnych właściwościach mogą jedynie podziwiać jego czułość, zwartość, trwałość, wysoki stopień powtarzalności i zgrabną zdolność dostosowywania się do potrzeb ludzkiego organizmu. Gwoli uczciwości należy oczywiście zauważyć, że próby stworzenia odpowiednich sztucznych systemów rozpoczęły się niecałe sto lat temu, podczas gdy ludzki układ wzrokowy kształtował się przez miliony lat. Powstał z pewnego „kosmicznego” zestawu elementów – wybieranych, wybieranych i wybieranych, aż pojawiło się udane połączenie. Mało kto wątpi, że ewolucja człowieka była „ślepa”, probabilistyczna i niemożliwe jest prześledzenie jej krok po kroku. Koszty ewolucji dawno poszły w zapomnienie, nie pozostawiając po sobie śladu.

Wizja zajmuje niemal wyjątkowe miejsce w schemacie ewolucji. Można założyć na przykład, że dalszy rozwój ewolucyjny doprowadzi do zwiększenia objętości mózgu, większej złożoności system nerwowy lub do różnych ulepszeń istniejące funkcje. Nie można jednak sobie wyobrazić, że czułość procesu wzrokowego zauważalnie wzrośnie. Proces wizualny stanowi absolutnie ostateczny kamień milowy w łańcuchu ewolucji. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że w procesie wizualnym „liczony jest” każdy zaabsorbowany foton, to dalszy wzrost czułości jest mało prawdopodobny, chyba że zwiększy się absorpcja. Prawa fizyki kwantowej wyznaczają twardą granicę, do której nasz układ wzrokowy był już bardzo blisko.

Zastrzegamy, że wzrok zajmuje miejsce niemal wyjątkowe, gdyż według niektórych danych pewne inne procesy percepcji również osiągnęły w swojej ewolucji absolutną granicę. Zdolność wielu owadów (na przykład ciem) do „wykrywania” pojedynczych cząsteczek jest dowodem na to, że zmysł węchu w innych przypadkach osiągnął granicę kwantową. Podobnie nasz słuch jest ograniczony do granic możliwości przez hałas termiczny otoczenia.

Wysoka czułość procesu wzrokowego nie jest przywilejem tylko człowieka. Istnieją wyraźne dowody na to, że mniej zaawansowane gatunki zwierząt i ptaków nocnych osiągnęły tutaj podobny poziom. Najwyraźniej ryby żyjące w ciemnych głębinach oceanu muszą także w pełni wykorzystywać skąpe informacje, które docierają do nich za pomocą przypadkowych promieni światła. Na koniec możemy wskazać na fotosyntezę jako dowód na to różne kształtyŻycie roślinne od dawna nauczyło się wykorzystywać prawie każdy padający foton, przynajmniej w pewnym obszarze widmowym.

Głównym celem tego rozdziału jest wykazanie wysokiej wydajności kwantowej ludzkie oko w szerokim zakresie intensywności światła. Aby wyrazić wstępne dane dotyczące ludzkiego wzroku poprzez gęstość fotonów na jednostkę powierzchni siatkówki, konieczna jest znajomość parametrów optycznych ludzkiego oka. Przyjrzymy się im w następnej sekcji.

Parametry optyczne

Na ryc. Rycina 10 przedstawia budowę ludzkiego oka.

Rozwarcie źrenic soczewki waha się od 2 mm w mocnym świetle do około 8 mm w pobliżu progu percepcji wzrokowej. Zmiany te zachodzą w czasie około dziesiątych części sekundy. Ogniskowa obiektywu wynosi 16 mm. Oznacza to, że współczynnik apertury układu optycznego zmienia się z 1:2 przy niskim natężeniu oświetlenia do 1:8 przy wysokim natężeniu oświetlenia. Przybliżoną zależność powierzchni źrenicy od poziomu oświetlenia pokazano na ryc. jedenaście.

Warstwa światłoczuła, zwana siatkówką, składa się z odrębnych, wrażliwych na światło komórek, pręcików i czopków, oddalonych od siebie o około 2 mikrony. Cała siatkówka – jej powierzchnia wynosi blisko 10 cm 2 – zawiera 10 8 takie elementy. Czopki, zlokalizowane głównie w obszarze dołka, który ma rozmiar kątowy około 1°, działają przy średnim i wysokim poziomie oświetlenia i przekazują wrażenia kolorystyczne. Pręciki, które zajmują większość obszaru siatkówki, działają przy najniższym oświetleniu i nie mają wrażliwości na kolory. Stożki wyznaczają granicę rozdzielczości przy dużych poziomach oświetlenia, która wynosi 1-2", co jest zbliżone do wielkości dysku dyfrakcyjnego odpowiadającej średnicy źrenicy soczewki, równej 2 mm. Badanie funkcjonowania soczewki oko i badanie anatomiczne jego struktury pokazują, że w miarę oddalania się od środka siatkówki pręciki łączą się w coraz większe i duże grupy do kilku tysięcy elementów każdy. Światło wpadające do siatkówki przechodzi przez warstwę włókna nerwowe odbiegające od nerwu wzrokowego do komórek siatkówki.

Przestrzeń pomiędzy soczewką a siatkówką wypełniona jest ośrodkiem wodnym, tzw. ciałem szklistym, którego współczynnik załamania światła wynosi 1,5. Według różnych szacunków do siatkówki dociera tylko połowa światła padającego na oko. Pozostała część światła jest odbijana lub pochłaniana.

Fizyczny czas gromadzenia fotonów przez oko mieści się w przedziale od 0,1 do 0,2 s i jest prawdopodobnie bliższy ostatniej cyfry. Fizyczny czas akumulacji jest równoważny czasowi ekspozycji w fotografii. Po przejściu od wysokiego oświetlenia do progu percepcji wzrokowej czas akumulacji zwiększa się nie więcej niż dwukrotnie. „Praca” oka podlega prawu zamienności: przy czasie ekspozycji mniejszym niż 0,1–0,2 s jego reakcja zależy wyłącznie od iloczynu natężenia światła i czasu ekspozycji na to ostatnie.

Wskaźniki jakościowe W ciągu ostatnich stu lat stale gromadziły się dane dot ludzka wizja. Blackwell opublikował najnowsze i najpełniejsze pomiary zdolności oka do rozróżniania poszczególnych punktów o różnej wielkości i kontraście przy dużych zmianach oświetlenia. Na ryc. Rycina 12 przedstawia dane uzyskane przez Blazkulla w zakresach natężenia oświetlenia 10-9 - 10-1 baranów, kontraście 1 - 100% i rozdzielczości kątowej 3-100. Pominięto dane dotyczące kontrastów mniejszych niż 1% i rozdzielczości kątowej poniżej 3 , gdyż jest oczywiste, że charakterystyka oka w tym obszarze jest ograniczona nie przez czynniki szumowe, ale z innych powodów, które ustaliły bezwzględną granicę dostrzegalności kontrastu na 0,5%, a rozdzielczość kątową na 1-2”. Geometryczną granicę rozdzielczości wyznaczają skończone rozmiary prętów i stożków. Rycina 13 przedstawia podobne dane uzyskane wcześniej przez Connera i Gununga (1935) oraz Cobba i Mossa (1928). Jak widać, dane pokazane na ryc. 12 i 13 są ze sobą w zasadzie zgodne. Istotna różnica polega jednak na tym, że według Blackwella wydajność nie poprawia się wraz ze zmianami jasności w zakresie 10-2-10-1 jagniąt, podczas gdy według Cobba i Mossa taka poprawa następuje. figury, linie przebiegające pod kątem 45°, przedstawiają charakterystyki, jakich można by się spodziewać, gdyby właściwości systemu były ograniczone szumem, zgodnie z zależnością (1.2). Na ryc. 13 punktów eksperymentalnych całkiem dobrze mieści się na liniach prostych odpowiadających ograniczeniom hałasu i przebiegających pod kątem 45°. Na ryc. 12 krzywych eksperymentalnych ma postać linii zakrzywionych, które tylko w ograniczonych obszarach stykają się ze wskazanymi liniami prostymi. Takie odchylenia można najwyraźniej wytłumaczyć wpływem ograniczeń niezwiązanych z szumem fotonowym. Kwantowa efektywność ludzkiego wzroku

Aby ocenić wydajność kwantową oka, dane pokazane na ryc. Liczby 12 i 13 należy wyrazić liczbą fotonów padających na 1 cm 2 siatkówki. W tym celu załóżmy, że czas akumulacji wynosi 0,2 s, transmitancja soczewki wynosi 0,5, a granice rozszerzenia źrenic wyznaczają dane Reeve’a przedstawione na ryc. 11. Po zakończeniu tej transformacji podstawiamy gęstość fotonów do zależności (1.3) , zapisane w formularzu

C 2 * d 2 *? * n=k 2=25 ,

Gdzie? - moc kwantowa oka (wydajność kwantowa? 100*?%) - Próg stosunku sygnału do szumu k przyjmuje się, że jest równe 5.

Na ryc. Rycina 14 przedstawia zależność wydajności kwantowej oka (obliczonej z danych Blackwella) od jasności obiektów. Najbardziej uderzająca w tych wynikach jest stosunkowo niewielka zmiana wydajności kwantowej, gdy natężenie światła zmienia się o 8 rzędów wielkości. Sprawność kwantowa wynosi 3% przy wyjątkowo niskiej jasności w pobliżu progu absolutnego (ok. 10 -10 jagnięcina) i powoli spada do około 0,5% przy 0,1 jagnięcinie.

Jest to oczywiście dziesięciokrotna zmiana wydajności. Należy jednak pamiętać, że we wczesnych badaniach, aby wyjaśnić zjawisko adaptacji do ciemności w takich przypadkach, zakładano 1000–10 000-krotną zmianę wydajności kwantowej. (Przyjrzymy się tej kwestii bardziej szczegółowo poniżej.) Co więcej, nawet ta dziesięciokrotna zmiana może w rzeczywistości być rażącym zawyżeniem. Obliczając wydajność kwantową, założyliśmy, że czas ekspozycji i mnożnik k są stałe, ale według niektórych danych przy słabym oświetleniu czas ekspozycji może być dwukrotnie dłuższy niż przy wysokim natężeniu światła. Jeśli tak jest, to wydajność kwantowa zmienia się jedynie pięciokrotnie. Ponadto możliwe jest, że mnożnik k mniej przy słabym oświetleniu niż przy wysokim poziomie oświetlenia. Taka zmiana k(dokładniej, k 2) może łatwo doprowadzić do pojawienia się kolejnego współczynnika 2, w rezultacie okazuje się, że wydajność kwantowa zmienia się tylko 2-krotnie, gdy zmienia się natężenie światła o 10 8 raz.

Drugą ważną kwestią, na którą należy zwrócić uwagę analizując ryc. 14 to stosunkowo duża wartość wydajności kwantowej.

Według szacunków dostępnych w literaturze wrażliwa substancja siatkówki (rodopsyna) pochłania jedynie 10% padającego światła. Jeśli to prawda, to wydajność kwantowa (dla światła białego) w odniesieniu do światła pochłoniętego wynosi około 60% przy niskim natężeniu oświetlenia. Zatem pozostaje bardzo mało miejsca na ulepszenie samego mechanizmu zliczania fotonów.
Trudno jednak zrozumieć, co powoduje tak niską absorpcję (tylko 10%) padającego światła, która powstała w procesie ewolucji. Możliwe, że powodem tego był ograniczony dobór materiałów biologicznych.

Pewien spadek wydajności kwantowej przy wysokim natężeniu oświetlenia można przypisać szczególnym wymaganiom stawianym systemowi zdolnemu do rozróżniania kolorów. Jeśli, jak pokazują najnowsze dane, istnieją 3 typy czopków o różnych charakterystykach widmowych, to przy dużych natężeniach oświetlenia obszar wrażliwy na światło o danej długości fali zmniejsza się o połowę.

Wartości wydajności kwantowej przedstawione na rys. 14 dolnej krzywej odnoszą się do światła białego. Wiadomo, że reakcja wzrokowa na zielone światło jest około trzykrotnie większa niż na to samo pełny numer fotony „białe”, czyli fotony rozproszone w całym widmie widzialnym. Użycie światła zielonego (lub zielono-niebieskiego przy niskim poziomie oświetlenia) spowodowałoby trzykrotny wzrost wydajności kwantowej, jak pokazano na ryc. 14. W tym przypadku wydajność kwantowa przy niskim natężeniu oświetlenia wyniosłaby około 10% i musielibyśmy założyć, że siatkówka pochłania nie 10%, ale co najmniej 20% padającego światła.

Należy jeszcze raz podkreślić, że wydajności kwantowe pokazane na rys. 14, zależą od wyboru parametrów: czasu akumulacji (0,2 s) i progowego stosunku sygnału do szumu ( k= 5). Wartości tych parametrów nie są określone wystarczająco precyzyjnie, szczególnie w przypadku danych Blackwella.

Być może odpowiednie wyjaśnienia doprowadzą do czegoś więcej wysokie wartości wydajność kwantowa. Przykładowo, jeśli przyjmiemy, że czas akumulacji wynosi 0,1 s, to wydajności kwantowe będą dwukrotnie większe niż te pokazane na rys. 14. Jest jednak mało prawdopodobne, aby należało włożyć wysiłek w wyjaśnienie tych parametrów; Czy nie byłoby lepiej opracować ulepszoną technikę eksperymentalną pomiaru wydajności kwantowej niezależną od tych parametrów?

Preferowana metoda wyznaczania wydajności kwantowej

Aktualnie jest tylko prosta technika dość wiarygodne określenie wydajności kwantowej oka. Nowo opracowana kamera telewizyjna ze wzmacniaczem krzemowym może przesyłać obrazy przy słabym oświetleniu, gdzie obrazy te są wyraźnie ograniczone przez szum, a dokładniej szum powstający na skutek części padających fotonów, które wytwarzają fotoelektrony na fotokatodzie.

Ważne jest, aby takie obrazy, ograniczone jedynie szumem, umożliwiały wiarygodne określenie wydajności kwantowej fotokatody. Procedura polega na tym, że obserwator i kamera telewizyjna „patrzą” na ten sam słabo oświetlony obiekt z tej samej odległości. Przysłona w optyce aparatu jest ustawiana zgodnie z rozwarciem źrenicy oka obserwatora. Następnie obserwator porównuje słabo oświetlony bezpośrednio widoczny dla niego obiekt z obrazem na kineskopie systemu telewizyjnego. Jeśli informacje są takie same, wówczas wydajność kwantowa oka obserwatora jest równa zmierzonej wydajności fotokatody lampy nadawczej. Jeśli obserwator widzi więcej lub mniej niż kamera, przysłonę reguluje się aż do zaniku różnicy, po czym ze stosunku apertur obiektywu obliczana jest wydajność kwantowa oka obserwatora.

Główną zaletą metody porównań side-by-side jest to, że nie zależy ona od czasu ekspozycji wizualnej ani od wyboru odpowiedniego progu stosunku sygnału do szumu. Parametry te, niezależnie od ich dokładnych wartości, pozostają zasadniczo takie same, gdy obserwator przygląda się samemu obiektowi i jego obrazowi na ekranie telewizora, dlatego też nie są uwzględniane w porównaniu. Co więcej, wpływ pamięci na efektywny czas ekspozycji będzie prawdopodobnie taki sam w obu przypadkach.

Zdecydowaliśmy się na tę metodę, ponieważ jest ona obecnie łatwo dostępna dla eksperymentatorów doświadczonych w badaniu procesu wizualnego. Zarówno autor tej książki, jak i inni badacze wykorzystali różne urządzenia nadające się do porównań, aby dokonać wstępnych szacunków wydajności kwantowej przy słabym świetle. W jednym z eksperymentów wykorzystano urządzenie skanujące poruszającą się plamką świetlną (ryc. 15); J. E. Rudy zastosował wzmacniacz obrazu superortikonowy, a T. D. Reynolds zastosował wielostopniowy wzmacniacz obrazu. Wszystkie te urządzenia generowały obrazy ograniczone szumem fotonowym, a we wszystkich przypadkach wydajność kwantową oszacowano na około 10% przy słabym oświetleniu.


Seria obrazów pokazana na ryc. 15 pokazuje maksymalną ilość informacji, jaką może przekazać określona liczba fotonów. Każdy foton jest rejestrowany jako dyskretny widoczny punkt. Informacje, które otrzymujemy, ograniczone są jedynie wahaniami statystycznymi, które nieuchronnie pojawiają się podczas rejestracji strumienia fotonów. Tabela pokazuje całkowitą liczbę fotonów N, które zawierałyby się na obrazie, gdyby wszystkie były równomiernie oświetlone z intensywnością odpowiadającą jego najjaśniejszym obszarom.

Luminancje pokazane w tabeli obliczono przy założeniu, że oko wykorzystuje jeden na dziesięć padających fotonów. W obliczeniach uwzględniono także inne parametry: czas akumulacji – 0,2 s, średnicę źrenicy – ​​około 6 mm. Innymi słowy, jeśli zastąpimy obiekt białą kartką o określonej jasności, obliczymy liczbę fotonów wpadających do oka w ciągu 0,2 s i podzielimy tę liczbę przez 10, to w rezultacie otrzymamy liczbę fotonów N. odpowiadającej podanej wartości jasności. Zatem powyższa seria zdjęć pokazuje maksymalną ilość informacji, jaką obserwator może faktycznie dostrzec przy wskazanych jasnościach, jeśli wydajność kwantowa jego procesu wzrokowego wynosi 10%, a odległość obiektu od obserwatora wynosi 120 cm.

Porównanie różnych szacunków wydajności kwantowej

Ponad sto lat temu odkryto, że na absolutnym progu widzialności błysk z małego źródła jest ledwo widoczny, a w oko uderza około 100 fotonów. Ustaliło to dolną granicę wydajności kwantowej na poziomie około 1%. Następnie kilka grup badawczych przeprowadziło serię eksperymentów, aby dowiedzieć się, ile z tych 100 fotonów faktycznie wykorzystuje oko. Gdyby np. oko wykorzystało wszystkie 100 fotonów, to przejście od niewidzenia do widzenia byłoby dość ostre i nastąpiłoby, gdy strumień fotonów wzrósłby do 100. Gdyby oko wykorzystało tylko kilka fotonów, przejście byłoby rozmyte ze względu na chaotyczny charakter emisji fotonów. Zatem ostrość przejścia może służyć jako miara liczby wykorzystanych fotonów, a tym samym wydajności kwantowej oka

Pomysł takiego eksperymentu nie był pozbawiony pewnej prostoty i elegancji. Niestety w wyniku takich eksperymentów okazało się, że liczba fotonów wykorzystywanych przez oko podczas percepcji progowej waha się w szerokim zakresie od 2 do 50. Tym samym kwestia wydajności kwantowej pozostała otwarta. Rozproszenie uzyskanych wyników zapewne nie zdziwiłoby inżyniera specjalizującego się w elektronice czy fizyce. Pomiarów dokonano w pobliżu absolutnego progu widzialności, kiedy szum strumienia fotonów łatwo miesza się z szumem pochodzącym z zewnętrznych źródeł wewnątrz samego oka. Przykładowo, gdyby podobne pomiary wykonano fotopowielaczem, to rozproszenie takie wynikałoby z wpływu szumu związanego z emisją termionową z fotokatody lub z przypadkowym przebiciem elektrycznym zachodzącym pomiędzy elektrodami. Wszystko to dotyczy pomiarów w pobliżu progu bezwzględnego. Jeżeli stosunek sygnału do szumu mierzy się przy oświetleniu znacznie powyżej progu, gdy szum fotonowy przekracza szum związany ze źródłami obcymi, procedura ta daje wiarygodną wartość wydajności kwantowej. Dlatego też wyniki pomiarów wizualnej efektywności kwantowej wykonywane przy natężeniach oświetlenia znacznie przekraczających bezwzględny próg widzialności są bardziej wiarygodne.

R. Clark Jones przeanalizował te same dane, z których uzyskano krzywą wydajności kwantowej pokazaną na rys. 1. 14. Określone przez niego wydajności są na ogół około dziesięciokrotnie mniejsze niż pokazano na ryc. 14; w swoich obliczeniach wychodził z krótszego czasu akumulacji (0,1 s) i znacznie mniejszej wartości k (1,2) . Jones uważa, że ​​skoro obserwator musi wybrać tylko jedną z ośmiu możliwych pozycji badanego obiektu, to właśnie taką wartość k zapewnia 50% niezawodności. Pod względem ilościowym stwierdzenie to jest oczywiście prawidłowe.

Główne pytanie brzmi, czy obserwatorzy rzeczywiście wyciągają wnioski na temat tego, co widzą w ten sposób. Jeśli spojrzymy na rys. 4, a, to znajdujemy to k= 1,2 oznacza, że ​​obserwator może zauważyć, z którego z ośmiu możliwych miejsc operator usunął jeden, czy dwa fotony. Proste badanie rys. 4, ale pokazuje, że jest to niemożliwe. Kwestie takie jak te podkreślają potrzebę opracowania metody pomiaru, która pozwoli uniknąć niejasności związanych z wyborem prawidłowe wartości k lub czas akumulacji. Opisane powyżej bezpośrednie porównanie oka ludzkiego z urządzeniem elektronicznym ograniczonym szumem fotonowym jest właśnie taką procedurą i zasługuje na jak najszersze zastosowanie.

W swoich wczesnych szacunkach wizualnej wydajności kwantowej De Vries również opierał się na ilości k= 1, a jego wyniki były istotnie niższe od wartości pokazanych na ryc. 14. Jednakże De Vries jako jeden z pierwszych zauważył, że obserwowaną zdolność rozdzielczą oka i jego wrażliwość na kontrast można wyjaśnić szumem fotonowym. Ponadto on, podobnie jak autor tej książki, zwracał uwagę na fakt, że zmienny, ziarnisty charakter obrazów uzyskanych w słabym świetle świadczy o dyskretności światła.

Barlow w swoim wyborze w dużej mierze unikał dwuznaczności k, wykonując pomiary przy użyciu dwóch testowych punktów świetlnych umieszczonych obok siebie. JEGO celem było określenie, która plama jest jaśniejsza, przy różnej względnej intensywności plam. Jak wykazała analiza statystyczna wyników, przeprowadzona przy założeniu, że zdolność rozróżniania jasności jest ograniczona szumem fotonowym, wartości wydajności kwantowej oka mieszczą się w przedziale 5-10% przy zmianie jasności do wartości 100 razy większej niż bezwzględny próg widzenia. Barlow przytacza prace Baumgardta i Hechta, którzy z analizy krzywej prawdopodobieństwa detekcji w pobliżu progu absolutnego uzyskali wydajność kwantową bliską 7%.

Podsumowując, większość badaczy uważa, że ​​wydajność kwantowa ludzkiego oka mieści się w przedziale 5-10%, gdy natężenie światła zmienia się od bezwzględnego progu do wartości 100 razy większej od niego. Wydajność tę określa się dla długości fali w pobliżu maksimum krzywej czułości oka (obszar zielono-niebieski) i odnosi się do światła padającego na rogówkę oka. Jeśli założymy, że do siatkówki dociera tylko połowa tego światła, wówczas skuteczność na siatkówce wyniesie 10-20%. Ponieważ, według dostępnych szacunków, w tych granicach mieści się również udział światła pochłanianego przez siatkówkę, sprawność oka w odniesieniu do zaabsorbowanego światła jest bliska 100%. Innymi słowy, oko jest w stanie policzyć każdy zaabsorbowany foton.

Dane pokazane na ryc. 14 wskazują na inną bardzo istotną okoliczność: w obszarze od bezwzględnego progu czułości do 0,1 barana, to znaczy, gdy intensywność zmienia się 10-krotnie, wydajność kwantowa spada nie więcej niż 10 razy. W przyszłości może się okazać, że współczynnik ten nie przekracza 2-3. W ten sposób oko utrzymuje wysoki poziom wydajności kwantowej, gdy zmienia się natężenie światła 10 8 raz! Wykorzystujemy ten wniosek do interpretacji zjawiska adaptacji do ciemności i pojawienia się szumu wizualnego.

Ciemna adaptacja

Jednym z najbardziej znanych, a jednocześnie zaskakujących aspektów procesu wizualnego, jest adaptacja do ciemności. Osoba wchodząca do ciemnej sali z zalanej światłem ulicy miejskiej okazuje się dosłownie niewidoma w ciągu kilku sekund, a nawet minut. Potem stopniowo zaczyna widzieć coraz więcej i po pół godzinie całkowicie przyzwyczaja się do ciemności. Teraz widzi obiekty ponad tysiąc razy ciemniejsze niż te, które na początku ledwo widział.

Fakty te wskazują, że podczas procesu adaptacji do ciemności czułość oka wzrasta ponad tysiąckrotnie. Tego typu obserwacje skłoniły badaczy do poszukiwania mechanizmu lub modelu chemicznego, który wyjaśniałby tak dramatyczne zmiany we wrażliwości. Na przykład Hecht zwrócił szczególną uwagę na zjawisko odwracalnego blaknięcia wrażliwego materiału siatkówki, tzw. fioletu wzrokowego. Twierdził, że przy niskim poziomie oświetlenia wizualny fiolet pozostaje całkowicie niezmienny, a zatem charakteryzuje się maksymalną absorpcją. Wraz ze wzrostem oświetlenia staje się ono coraz bardziej odbarwione i w związku z tym pochłania coraz mniej padającego światła. Uważano, że długi czas adaptacji do ciemności wynika z długiego czasu trwania procesu zdrowienia duża gęstość wizualny fiolet. W ten sposób oko odzyskuje wrażliwość.

Jednak takie wnioski zaprzeczają wynikom analizy szumowej wrażliwości oka, która wykazała, że ​​wrażliwość oka nie może zmienić się więcej niż 10 razy przy przejściu z ciemności do jasnego światła. Zaletą metody analizy szumu było to, że jej wyniki nie są zależne od konkretnych modeli fizycznych czy chemicznych samego procesu wizualnego. Czułość mierzono w skali bezwzględnej, postulując jedynie kwantową naturę światła i chaotyczny charakter rozkładu fotonów.

Jak zatem wytłumaczyć tysiąckrotny lub nawet większy wzrost zdolności widzenia obserwowany w procesie adaptacji do ciemności? Nasunęła się pewna analogia pomiędzy tym procesem a działaniem urządzeń takich jak odbiorniki radiowe i telewizyjne. Jeżeli przy zmianie odbiornika z mocnej stacji na słabą dźwięk okaże się prawie niesłyszalny, słuchacz chwyci za pokrętło regulacji głośności i doprowadzi poziom dźwięku słabej stacji do komfortowego poziomu. Ważne jest, aby czułość odbiornika radiowego pozostawała stała zarówno podczas przechodzenia ze stacji mocnej na słabą, jak i podczas regulacji głośności. Decydują o tym jedynie właściwości anteny i pierwszej lampy wzmacniacza. Proces „kręcenia gałką siły głosu” nie zmienia czułości amplitunera, a jedynie „poziom prezentacji” dla słuchacza. Cała operacja zmiany stacji z mocnej na słabą, łącznie z czasem trwania procesu regulacji głośności, jest całkowicie podobna długi proces wizualna adaptacja do ciemności.

W czasie adaptacji do ciemności wzmocnienie „wzmacniacza” wzrasta w wyniku reakcji chemicznych do pożądanego „poziomu prezentacji”. W okresie adaptacji do ciemności wrażliwość własna oka pozostaje prawie stała. Nie pozostaje nam nic innego, jak założyć, że w procesie widzenia, między siatkówką a mózgiem, bierze udział pewien wzmacniacz, którego wzmocnienie zmienia się w zależności od oświetlenia: przy dużym oświetleniu jest ono małe, a przy słabym – duże. .

Automatyczna kontrola wzmocnienia

Wniosek, że proces wizualny koniecznie wiąże się z automatyczną kontrolą wzmocnienia, został wyciągnięty w poprzedniej sekcji na podstawie dużych zmian w pozornej czułości, których doświadczamy podczas adaptacji do ciemności, oraz względnej stałości wewnętrznej czułości, która wynika z analizy szumu procesu wizualnego .
Do podobnego wniosku dojdziemy, jeśli weźmiemy pod uwagę inne, bardziej bezpośrednie dane znalezione w literaturze. Wiadomo, że energia impulsu nerwowego jest o wiele rzędów wielkości większa od energii tych kilku fotonów, które są potrzebne do wyzwolenia impulsu nerwowego na absolutnym progu czułości. Dlatego do wygenerowania impulsów nerwowych potrzebny jest mechanizm o odpowiednio dużym wzmocnieniu bezpośrednio na siatkówce. Z wczesnych prac Hartline'a nad zapisami elektrycznymi impulsów nerwu wzrokowego kraba podkowiastego wiadomo było, że częstotliwość impulsów nerwowych wzrasta wraz ze wzrostem natężenia światła nie liniowo, ale jedynie logarytmicznie. Oznacza to, że przy wysokim poziomie oświetlenia wzmocnienie jest mniejsze niż przy niskim poziomie oświetlenia.

Chociaż energia impulsu nerwowego nie jest dokładnie znana, można ją w przybliżeniu oszacować zakładając, że zmagazynowana energia impulsu odpowiada napięciu 0,1 V na kondensatorze 10-9 F (jest to pojemność 1 cm zewnętrznej osłony włókna nerwowego). Wtedy jest energia elektryczna 10 -11 J., co jest w środku 10 8 razy energia fotonu światła widzialnego. Możemy się oczywiście mylić w ocenie energii impulsu nerwowego o kilka rzędów wielkości, ale nie podważa to naszego wniosku, że bezpośrednio na siatkówce i tylko dzięki niemu musi zachodzić niezwykle duży proces wzmocnienia. to energia kilku fotonów może wywołać impuls nerwowy.

Postępujący spadek wzmocnienia wraz ze wzrostem natężenia światła jest wyraźnie widoczny w danych Hartline'a, zgodnie z którymi częstotliwość impulsów nerwowych powoli wzrasta logarytmicznie wraz ze wzrostem natężenia światła. W szczególności wraz ze wzrostem natężenia światła w 10 4 razy częstotliwość wzrasta tylko 10 razy. Oznacza to, że zysk jest zmniejszony o 10 3 raz.

Chociaż specyficzne reakcje chemiczne leżące u podstaw procesu amplifikacji nie są znane, wydaje się mało prawdopodobne, aby można było założyć coś innego niż jakąś formę katalizy. Foton zaabsorbowany przez cząsteczkę wrażliwego materiału (rodopsynę) powoduje zmianę jej konfiguracji. Nie są jeszcze jasne dalsze etapy procesu, podczas którego wzbudzona rodopsyna oddziałuje katalitycznie na otaczający materiał biochemiczny. Jednakże rozsądne jest założenie, że wzmocnienie katalityczne będzie się zmniejszać wraz ze wzrostem natężenia światła lub liczby wzbudzonych cząsteczek, ponieważ powinno to zmniejszyć ilość katalizowanego materiału na wzbudzoną cząsteczkę. Można również założyć, że tempo wyczerpywania się katalizowanego materiału ( adaptacja światła) jest duży w porównaniu do tempa jego regeneracji (adaptacja do ciemności). Wiadomo, że adaptacja do światła następuje w ciągu ułamka sekundy, natomiast adaptacja do ciemności może trwać nawet do 30 minut.

Hałas wizualny

Jak wielokrotnie podkreślaliśmy, nasza informacja wizualna ogranicza się do przypadkowych wahań w rozkładzie padających fotonów. Dlatego te wahania powinny być widoczne. Jednak nie zawsze to zauważamy, przynajmniej w normalnych warunkach oświetleniowych. Wynika z tego, że na każdym poziomie oświetlenia wzmocnienie jest dokładnie takie, że szum fotonowy jest ledwo zauważalny lub jeszcze lepiej, prawie nie do odróżnienia. Gdyby zysk był większy, to by nie dało Dodatkowe informacje, ale przyczyniłoby się jedynie do wzrostu hałasu. Gdyby zysk był mniejszy, prowadziłoby to do utraty informacji. Podobnie wzmocnienie odbiornika telewizyjnego należy dobrać tak, aby szum znajdował się na granicy widoczności.

Chociaż szum fotonowy nie jest łatwo zauważalny przy normalnym oświetleniu, autor zweryfikował na podstawie własnych obserwacji, że przy luminancji ok. 10 -8 -10 -7 Równomiernie oświetlona ściana przybiera taki sam zmienny, ziarnisty wygląd jak obraz na ekranie telewizora w obecności silnego szumu. Co więcej, stopień widoczności tego hałasu w dużej mierze zależy od stopnia pobudzenia samego obserwatora. Wygodnie jest dokonywać takich obserwacji bezpośrednio przed snem. Jeśli podczas obserwacji w domu słychać jakiś dźwięk, zapowiadający pojawienie się niespodziewanego lub niechcianego gościa, wówczas przypływ adrenaliny natychmiast wzrasta, a jednocześnie zauważalnie wzrasta „widoczność” dźwięków. W tych warunkach mechanizmy samozachowawcze powodują wzrost wzmocnienia procesu wzrokowego (a dokładniej amplitudy sygnałów pochodzących ze wszystkich zmysłów) do poziomu gwarantującego pełne postrzeganie informacji, czyli do poziomu, przy którym szum jest łatwo obserwowalne.

Oczywiście takie obserwacje są subiektywne. De Vries jest jednym z nielicznych, którzy oprócz autora tej książki odważyli się opublikować swoje obserwacje porównawcze. Jednak wielu badaczy w prywatnych rozmowach opowiadało autorowi o podobnych wynikach.

Oczywiście opisane powyżej wzorce szumów wynikają z padającego strumienia fotonów, ponieważ nie ma ich w „całkowicie czarnych” obszarach obrazu. Obecność tylko kilku oświetlonych obszarów wystarczy, aby ustawić wzmocnienie na poziomie, przy którym inne, znacznie ciemniejsze obszary wydają się całkowicie czarne.

Z drugiej strony, jeśli obserwator jest całkowicie ciemny pokój lub jego oczy są zamknięte, nie stwarza wizualnego wrażenia jednolitego czarnego pola. Widzi raczej serię słabych, ruchomych, szarych obrazów, o których we wcześniejszej literaturze często mówiono pod nazwą „e15epHns”; , to znaczy jako coś powstającego w samym systemie wizualnym. Ponownie kusząca jest racjonalna interpretacja tych obserwacji sugerująca, że ​​w przypadku braku obrazu w świetle rzeczywistym, który prowadziłby do ustalenia określonej wartości wzmocnienia, wzmocnienie osiąga swoją maksymalną wartość w poszukiwaniu obiektywnej informacji wizualnej. Przy takim wzmocnieniu wykrywane są dźwięki samego układu, które najwyraźniej są związane z procesami wzbudzenia termicznego w siatkówce lub powstają w odległej od niej części układu nerwowego.

Ta ostatnia kwestia dotyczy w szczególności procesu nasilenia wrażeń wzrokowych, który rzekomo zachodzi na skutek zażycia różnych substancji halucynacyjnych. Wydaje się bardzo prawdopodobne, że efekty wywoływane przez te substancje wynikają ze wzrostu wzmocnienia potężnego wzmacniacza zlokalizowanego w samej siatkówce.

Jak już zauważyliśmy, stan emocjonalny związany z pewnego rodzaju napięciem lub zwiększona uwaga obserwatora, prowadzi do znacznego wzrostu zysku.

Powidoki

Istnienie mechanizmu kontroli wzmocnienia w siatkówce w oczywisty sposób wyjaśnia różne obserwacje, podczas których osoba patrzy na jasny obiekt, a następnie patrzy na neutralną szarą ścianę. Jednocześnie w pierwszej chwili osoba nadal widzi pewien obraz przejściowy, który następnie stopniowo zanika. Na przykład jasny czarny i biały obiekt wytwarza przejściowy obraz dodatkowy (powidok) w postaci negatywu fotograficznego oryginału. Jasnoczerwony obiekt wytwarza dodatkowy kolor - zielony. W każdym przypadku w części siatkówki, w której opada obraz jasnego obiektu, wzmocnienie jest zmniejszone, tak że gdy na siatkówce zostanie wyświetlona jednolita powierzchnia, wcześniej jasne obszary siatkówki wysyłają mniejszy sygnał do mózgu a pojawiające się na nich obrazy wydają się ciemniejsze niż otaczające je tło. Zielony kolor powidoku jasny czerwony Badany pokazuje, że mechanizm wzmocnienia nie tylko zmienia się lokalnie w różnych częściach siatkówki, ale także działa niezależnie dla trzech kanałów barwnych w tym samym obszarze. W naszym przypadku wzmocnienie kanału czerwonego zostało natychmiast zmniejszone, co doprowadziło do pojawienia się obrazu w kolorze dopełniającym na neutralnej szarej ścianie.

Warto zauważyć, że powidoki nie zawsze są negatywne. Jeśli patrząc na jasno oświetlone okno zamkniesz oczy, to natychmiast je otworzysz na chwilę, jak przy użyciu migawki fotograficznej, a potem ponownie mocno zamkniesz, to w ciągu kilku sekund, a nawet minut powidoku będzie pozytywny (przynajmniej na początku). Jest to całkiem naturalne, ponieważ czas zaniku dowolnego procesu fotowzbudzenia w ciele stałym jest skończony. Wiadomo, że oko gromadzi światło w ciągu 0,1-0,2 s, zatem średni czas jego fotowzbudzenia również powinien wynosić 0,1-0,2 s, a w ciągu około sekund fotowzbudzenie maleje do coraz niższego poziomu; powidok pozostaje widoczny w miarę zwiększania się wzmocnienia po zamknięciu oczu. Jeśli podczas obserwacji pozytywny wizerunek Jeśli do oka dostanie się niewielka ilość obcego światła, obraz ten natychmiast zamienia się w negatyw z powodów podanych w poprzedniej sekcji. Gdy zewnętrzne światło pojawia się lub znika, możemy przejść od pozytywnego powidoku do negatywnego i z powrotem. Jeśli w ciemnym pomieszczeniu spojrzysz na poruszający się po okręgu koniec zapalonego papierosa, wówczas zapalony koniec będzie postrzegany jako pasek światła o skończonej długości ze względu na bezwładność percepcji wzrokowej (powidok pozytywny). W tym przypadku obserwowany obraz, podobnie jak kometa, ma jasnoczerwoną głowę i niebieskawy ogon. Oczywiście niebieskie składniki światła papierosa mają większą bezwładność niż czerwone. Podobny efekt możemy zaobserwować patrząc na czerwonawą ścianę: gdy jasność spada do poziomu poniżej w przybliżeniu 10 -6 Jagnięcina nabiera niebieskiego odcienia. Obie serie obserwacji można wyjaśnić zakładając, że zysk dla niebieski kolor osiąga większe wartości niż dla czerwieni; w rezultacie percepcja koloru niebieskiego utrzymuje się na niższym poziomie pobudzenia siatkówki niż kolor czerwony.

Widoczność promieniowania wysokoenergetycznego

Percepcja wzrokowa jest inicjowana przez elektroniczne wzbudzenie cząsteczek. Można zatem założyć istnienie pewnego progu energetycznego, ale ogólnie rzecz biorąc jest możliwe, że promieniowanie wysokoenergetyczne również spowoduje przejścia elektronowe i okaże się widzialne. Jeśli przejście powodujące wzbudzenie wizualne jest ostrym rezonansem między dwoma poziomami energii elektronicznej, wówczas fotony o wyższej energii nie będą skutecznie wzbudzać przejścia. Z drugiej strony elektrony lub jony o wysokiej energii mogą wzbudzać przejścia w szerokim zakresie energii i wtedy powinny być widoczne, ponieważ pozostawiają na swojej drodze gęste obszary wzbudzenia i jonizacji. We wcześniej opublikowanym artykule omawiającym problemy z widocznością promieniowania wysokoenergetycznego autor wyraził pewne zdziwienie, że nikt dotychczas nie zgłosił bezpośrednich obserwacji wizualnych promieni kosmicznych.

Obecnie istnieją pewne dane dotyczące problemu widzialności promieniowania w szerokim zakresie wysokich energii. Przede wszystkim wiadomo już, że odcięcie ultrafioletu spowodowane jest absorpcją w rogówce. Osoby, którym z tego czy innego powodu usunięto rogówkę lub zastąpiono ją bardziej przezroczystą substancją, w rzeczywistości widzą promieniowanie ultrafioletowe.

Możliwość zobaczenia promieni rentgenowskich była szeroko dyskutowana na wczesnych etapach badań rentgenowskich. Publikacje w tej dziedzinie zaprzestano, gdy odkryto szkodliwe działanie promieni rentgenowskich. Te wczesne obserwacje były kontrowersyjne, ponieważ nie było jasne, czy promienie rentgenowskie wzbudzają siatkówkę bezpośrednio, czy poprzez wzbudzenie fluorescencji w ciele szklistym. Niektóre nowsze i precyzyjne eksperymenty sugerują, że następuje bezpośrednia stymulacja siatkówki; Świadczy o tym w szczególności postrzeganie ostrych cieni z nieprzezroczystych obiektów.

Możliwość wizualnej obserwacji promieni kosmicznych została obecnie potwierdzona w raportach astronautów o widzeniu smug i błysków światła, gdy kabina statku kosmicznego była pogrążona w ciemności. Jednak nadal nie jest jasne, czy jest to bezpośrednio związane z pobudzeniem siatkówki, czy z generowaniem promieni rentgenowskich w ciele szklistym. Promienie kosmiczne tworzą gęsty ślad wzbudzenia w dowolnym ciele stałym, więc byłoby dziwne, gdyby nie mogły powodować bezpośredniego wzbudzenia siatkówki.

Wizja i ewolucja

Zdolność żywych komórek do liczenia fotonów lub przynajmniej reagowania na każdy foton pojawiła się na wczesnym etapie rozwoju życia roślinnego. Szacuje się, że kwantowa wydajność fotosyntezy dla światła czerwonego wynosi około 30%. Podczas procesu fotosyntezy energia fotonów jest wykorzystywana bezpośrednio w określonych reakcjach chemicznych. Nie staje się silniejszy. Roślina wykorzystuje światło do odżywiania, ale nie do pozyskiwania informacji, jeśli wykluczymy działanie heliotropowe i synchronizację zegara biologicznego.

Wykorzystanie światła do uzyskania informacji wiąże się z koniecznością wytworzenia bezpośrednio przy receptorze bardzo złożonego wzmacniacza, dzięki któremu znikoma energia fotonów zostaje zamieniona na znacznie większą energię impulsów nerwowych. TYLKO w ten sposób oko jest w stanie przekazywać informacje do mięśni lub mózgu. Taki wzmacniacz najwyraźniej pojawił się na wczesnym etapie rozwoju życia zwierzęcego, ponieważ wiele prostych zwierząt żyje w ciemności. W rezultacie sztuka liczenia fotonów została opanowana na długo przed pojawieniem się człowieka.

Zliczanie fotonów było z pewnością znaczącym postępem w procesie ewolucyjnym. Okazało się to także najtrudniejszym krokiem w rozwoju układu wzrokowego. Aby przetrwać, potrzebna była gwarancja, że ​​wszystko dostępne informacje może być zarejestrowany. Przy takiej gwarancji dostosowanie układu wzrokowego w zależności od specyficznych potrzeb konkretnego zwierzęcia wydaje się sukcesem łatwiejszym i wtórnym.

Ta adaptacja przybierała różne formy. Większość z nich wydaje się być spowodowana oczywiste powody. Podamy tutaj tylko kilka przykładów, aby potwierdzić ścisły związek parametrów optycznych z warunkami życia zwierzęcia.

Struktura siatkówki ptaków dziennych, takich jak jastrząb, jest kilkakrotnie cieńsza niż u zwierząt nocnych, takich jak lemur. Oczywiście u wysoko latającego jastrzębia wyższa rozdzielczość układu wzrokowego i odpowiednio cieńsza struktura siatkówki jest uzasadniona dużą jasnością oświetlenia w środku dnia. Co więcej, w poszukiwaniu myszy polnej jastrząb z pewnością potrzebuje większej szczegółowości obrazu wizualnego. Z kolei lemur nocny radzi sobie przy tak słabym oświetleniu, że jego obrazy wizualne, których jakość ogranicza szum fotonowy, są gruboziarniste i wymagają jedynie gruboziarnistej struktury siatkówki. Rzeczywiście, przy tak niskim natężeniu światła korzystne jest posiadanie obiektywów o dużej aperturze (f/D) = 1,0), chociaż soczewki te nieuchronnie muszą dawać słabą jakość obrazu optycznego (ryc. 16).

Krzywa czułości widmowej ludzkiego oka dobrze odpowiada maksymalnemu rozkładowi światła słonecznego w ciągu dnia (5500A). O zmierzchu maksymalna czułość oka przesuwa się do 5100 A, co odpowiada niebieskawemu zabarwieniu światła rozproszonego przez niebo po zachodzie słońca. Można by się spodziewać, że czułość oka rozszerzy się na obszar czerwony przynajmniej do długości fali, przy której wzbudzenie termiczne siatkówki zaczyna konkurować z fotonami docierającymi z zewnątrz. Na przykład przy bezwzględnym progu widzenia wynoszącym 10–9 jagniąt czułość widmowa oka może sięgać w przybliżeniu 1,4 μm, gdzie taka konkurencja staje się znacząca. Nie jest jasne, dlaczego faktyczna granica czułości oka wynosi 0,7 µm, chyba że ograniczenie to wynika z braku odpowiedniego materiału biologicznego.

Czas gromadzenia informacji przez oko (0,2 s) jest zgodny z czasem reakcji nerwowo-mięśniowej całego układu człowieka. Istnienie takiej spójności potwierdza fakt, że specjalnie zaprojektowane kamery telewizyjne o czasie relaksacji 0,5 s i większym są wyraźnie niewygodne i uciążliwe w obsłudze. Możliwe, że u ptaków czas gromadzenia informacji wzrokowej jest krótszy ze względu na ich większą mobilność. Pośrednim potwierdzeniem tego może być fakt, że niektóre tryle czy serie nut są przez ptaki „śpiewane” tak szybko, że ludzkie ucho odbiera je jako chór.

Istnieje ścisła zgodność między średnicą pręcików i czopków ludzkiego oka a średnicą dysku dyfrakcyjnego w momencie, gdy otwór źrenicy zbliża się do minimalnej wartości (około 2 mm), która jest ustalana przy dużych natężeniach światła . U wielu zwierząt źrenice nie są okrągłe, ale mają kształt szczeliny i są zorientowane w kierunku pionowym (na przykład węże, aligatory) lub poziomym (na przykład kozy, konie). Pionowa szczelina zapewnia wysoką ostrość obrazu, ograniczoną dla linii pionowych przez aberracje obiektywu, a dla linii poziomych przez efekty dyfrakcyjne.

Próby przekonującego wyjaśnienia możliwości adaptacji tych parametrów optycznych do trybu życia niektórych zwierząt są w pełni uzasadnione. .
Układ wzrokowy żaby jest uderzającym przykładem przystosowania się do jej stylu życia. Jego połączenia neuronowe mają za zadanie podkreślać ruchy much atrakcyjne dla żab i ignorować zewnętrzne informacje wizualne. Nawet w ludzkim układzie wzrokowym zauważamy nieco zwiększoną czułość widzenie peryferyjne do migoczącego światła, co oczywiście można zinterpretować jako system bezpieczeństwa ostrzegający o zbliżającym się niebezpieczeństwie.

Zakończymy nasze dyskusje nieco „swoistą” uwagą. Z jednej strony podkreślaliśmy, że ludzkie oko zbliżyło się do granicy ze względu na kwantową naturę światła. Z drugiej strony istnieje na przykład wyrażenie „widzi jak kot”, które oznacza tę wrażliwość wzrokową Kot domowy w jej nocnych przygodach znacznie przewyższa nasze. Wydaje się, że powinniśmy pogodzić te dwa stwierdzenia zauważając, że gdybyśmy zdecydowali się chodzić nocą na czworakach, nabylibyśmy tę samą umiejętność poruszania się w ciemności, jaką posiada kot.

Zatem wydajność kwantowa ludzkiego oka waha się od około 10% przy słabym oświetleniu do kilku procent przy wysokim oświetleniu. Pełny zakres oświetlenia, w jakim funkcjonuje nasz układ wzrokowy, rozciąga się od 10 -10 jagnięcina przy absolutnym progu do 10 jagniąt w jasnym świetle słonecznym.

Bezpośrednio na siatkówce znajduje się wzmacniacz biochemiczny o wzmocnieniu prawdopodobnie większym niż 10 6 , który przekształca niską energię padających fotonów na znacznie wyższą energię impulsów nerwu wzrokowego. Wzmocnienie tego wzmacniacza zmienia się w zależności od warunków oświetleniowych i maleje przy wysokim poziomie oświetlenia. Zmiany te wyjaśniają zjawisko adaptacji do ciemności i szereg efektów związanych z pojawieniem się powidoków. System wzrokowy ludzi i zwierząt służy jako dowód ich ewolucji i adaptacji do warunków zewnętrznych.

Artykuł z książki: .

) osoba posiadająca zdolność postrzegania promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal światła i zapewniająca funkcję wzroku. Oczy znajdują się z przodu głowy i wraz z powiekami, rzęsami i brwiami stanowią ważną część twarzy. Obszar twarzy wokół oczu aktywnie uczestniczy w wyrazie twarzy.

Maksymalna optymalna czułość ludzkiego oka w ciągu dnia występuje przy maksimum ciągłego widma promieniowania słonecznego, zlokalizowanego w „zielonym” obszarze 550 (556) nm. Podczas przechodzenia ze światła dziennego do zmierzchu maksymalna czułość na światło przesuwa się w stronę krótkofalowej części widma, a obiekty czerwone (na przykład mak) wydają się czarne, a obiekty niebieskie (chaber) wydają się bardzo jasne (zjawisko Purkinjego).

Budowa oka ludzkiego

Oko, czyli narząd wzroku, składa się z gałki ocznej i nerwu wzrokowego (patrz Układ wzrokowy). Istnieją osobno narządy pomocnicze(powieki, aparat łzowy, mięśnie gałki ocznej).

Z łatwością obraca się wokół różnych osi: pionowej (góra-dół), poziomej (lewo-prawo) oraz tzw. osi optycznej. Wokół oka znajdują się trzy pary mięśni odpowiedzialnych za poruszanie gałką oczną [i posiadanie czynnej ruchomości]: 4 mięśnie proste (górny, dolny, wewnętrzny i zewnętrzny) oraz 2 skośne (górny i dolny). Mięśnie te są kontrolowane przez sygnały, które nerwy wzrokowe otrzymują z mózgu. Oko zawiera, być może, najszybciej działające mięśnie motoryczne w ludzkim ciele. Zatem podczas patrzenia (skoncentrowane skupienie) oko kończy ilustrację w ciągu setnych części sekundy wielka ilość mikroruchy]. Jeśli wzrok jest utrzymywany (skoncentrowany) na jednym punkcie, oko w sposób ciągły wykonuje małe, ale bardzo szybkie ruchy-oscylacje. Ich liczba sięga 123 na sekundę.

Gałka oczna jest oddzielona od reszty oczodołu gęstą torebką włóknistą-Tenona (powięzią), za którą znajduje się tkanka tłuszczowa. Pod tkanką tłuszczową ukryta jest warstwa naczyń włosowatych.

Samo oko lub gałka oczna(łac. Bulbus oculi), - sparowana formacja o nieregularnym kulistym kształcie, zlokalizowana w każdym z oczodołów (orbit) czaszki ludzi i innych zwierząt.

Struktura zewnętrzna oka ludzkiego

Do kontroli dostępna jest tylko przednia, mniejsza i najbardziej wypukła część gałki ocznej - rogówka i otaczająca część (twardówka); reszta, większa część, leży głęboko na orbicie.

Oko ma nieregularny, kulisty (prawie kulisty) kształt, o średnicy około 24 mm. Długość jego osi strzałkowej wynosi średnio 24 mm, poziomej - 23,6 mm, pionowej - 23,3 mm. Średnia objętość osoby dorosłej wynosi 7,448 cm3. Masa gałki ocznej wynosi 7-8 g.

Rozmiar gałki ocznej jest średnio taki sam u wszystkich ludzi, różniąc się jedynie ułamkami milimetrów.

W gałce ocznej znajdują się dwa bieguny: przedni i tylny. Biegun przedni odpowiada najbardziej wypukłej środkowej części przedniej powierzchni rogówki i tylny biegun znajduje się w centrum tylnego odcinka gałki ocznej, nieco poza miejscem wyjścia nerwu wzrokowego.

Nazywa się linię łączącą oba bieguny gałki ocznej zewnętrzna oś gałki ocznej. Odległość między przednim i tylnym biegunem gałki ocznej jest jej największym rozmiarem i wynosi około 24 mm.

Kolejną osią gałki ocznej jest oś wewnętrzna – łączy ona punkt na wewnętrznej powierzchni rogówki, odpowiadający jej biegunowi przedniemu, z punktem na siatkówce, odpowiadającym tylnemu biegunowi gałki ocznej; jej średnia wielkość wynosi 21,5 mm .

Przy dłuższej osi wewnętrznej promienie świetlne po załamaniu w gałce ocznej zbiegają się w ognisku znajdującym się przed siatkówką. W której dobry wzrok obiektów jest możliwe tylko z bliskiej odległości - krótkowzroczność, krótkowzroczność.

Jeśli wewnętrzna oś gałki ocznej jest stosunkowo krótka, wówczas promienie świetlne po załamaniu skupiają się w ognisku za siatkówką. W tym przypadku widzenie na odległość jest lepsze niż widzenie z bliży - dalekowzroczność, hipermetropia.

Największa wymiar krzyżowyŚrednia średnica gałki ocznej u człowieka wynosi 23,6 mm, a średnica pionowa 23,3 mm. Moc refrakcyjna układu optycznego oka (w spoczynku akomodacji ( zależy od promienia krzywizny powierzchni refrakcyjnych (rogówka, soczewka – powierzchnia przednia i tylna obu – łącznie 4) oraz od ich odległości od siebie) średnio 59,92. Dla załamania oka ważna jest długość osi oka, to znaczy odległość od rogówki do plamki żółtej; średnio 25,3 mm (B.V. Petrovsky). Zatem załamanie oka zależy od zależności mocy refrakcyjnej od długości osi, która określa położenie ogniska głównego względem siatkówki i charakteryzuje instalację optyczną oka. Istnieją trzy główne załamania oka: „normalne” załamanie (ogniskowanie na siatkówce), dalekowzroczność (za siatkówką) i krótkowzroczność (ostrość od przodu na zewnątrz).

Wyróżnia się także oś wzrokową gałki ocznej, która rozciąga się od jej przedniego bieguna do środkowego dołka siatkówki.

Nazywa się linię łączącą punkty największego obwodu gałki ocznej w płaszczyźnie czołowej równik. Znajduje się 10-12 mm za krawędzią rogówki. Linie poprowadzone prostopadle do równika i łączące oba jego bieguny na powierzchni jabłka nazywają się meridiany. Pionowe i poziome meridiany dzielą gałkę oczną na oddzielne ćwiartki.

Wewnętrzna struktura gałki ocznej

Gałka oczna składa się z błon otaczających wewnętrzny rdzeń oka, reprezentujących jego przezroczystą zawartość - ciało szkliste, soczewkę, ciecz wodnistą w komorze przedniej i tylnej.

Jądro gałki ocznej otoczone jest trzema błonami: zewnętrzną, środkową i wewnętrzną.

1. Zewnętrzna - bardzo gęsta włóknisty błona gałki ocznej ( osłonka włóknista bulwiasta), do którego przyczepione są mięśnie zewnętrzne gałki ocznej, pełni funkcję ochronną, a dzięki turgorowi określa kształt oka. Składa się z przedniej przezroczystej części - rogówki i tylnej nieprzezroczystej białawej części - twardówki.
2. Średnia lub naczyniowy, skorupa gałki ocznej ( tunica vasculosa bulwiasta), odgrywa ważną rolę procesy metaboliczne, zapewniając odżywianie oka i usuwanie produktów przemiany materii. Jest bogata w naczynia krwionośne i barwnik (bogate w pigment komórki naczyniówki zapobiegają przenikaniu światła przez twardówkę, eliminując jego rozpraszanie). Tworzą go tęczówka, ciało rzęskowe i sama naczyniówka. W środku tęczówki znajduje się okrągły otwór - źrenica, przez którą promienie świetlne wnikają do gałki ocznej i docierają do siatkówki (wielkość źrenicy zmienia się (w zależności od intensywności strumienia świetlnego: w jasnym świetle jest węższa , w słabym świetle iw ciemności jest szerszy) w wyniku interakcji włókien mięśni gładkich - zwieracza i rozszerzacza, zamkniętych w tęczówce i unerwionych przez nerwy przywspółczulne i współczulne; w wielu chorobach dochodzi do rozszerzenia źrenic - rozszerzenie źrenic lub zwężenie - zwężenie źrenic). Tęczówka zawiera inna ilość pigment, od którego zależy jego kolor - „kolor oczu”.
3. Wewnętrzny lub siatka, skorupa gałki ocznej ( tunica wewnętrzna bulwiasta), - siatkówka jest częścią receptorową analizatora wzrokowego, zachodzą tu bezpośrednie postrzeganie światła, przemiany biochemiczne pigmentów wzrokowych, zmiany właściwości elektrycznych neuronów i przekazywanie informacji do ośrodkowego układu nerwowego.

Aparatura noclegowa

Siatkówka ma również strukturę warstwową. Urządzenie Siatkówka oka ekstremalnie trudne. Mikroskopowo wyróżnia się w nim 10 warstw. Najbardziej zewnętrzna warstwa odbiera światło (kolor), jest zwrócona w stronę naczyniówki (do wewnątrz) i składa się z komórek neuroepitelialnych - pręcików i czopków, które odbierają światło i kolory (u ludzi powierzchnia siatkówki odbierająca światło jest bardzo mała - 0,4-0,05 mm², kolejne warstwy tworzą komórki i włókna nerwowe przewodzące podrażnienia nerwów).

Światło wpada do oka przez rogówkę, przechodzi kolejno przez płyn komory przedniej i tylnej, soczewkę i ciało szkliste, przechodząc przez całą grubość siatkówki i uderza w wyrostki światłoczułych komórek – pręcików i czopków. Zachodzą w nich procesy fotochemiczne, zapewniające widzenie barw (więcej szczegółów w artykule Kolor i odczuwanie koloru). Siatkówka kręgowców jest anatomicznie „odwrócona na lewą stronę”, zatem fotoreceptory znajdują się w tylnej części gałki ocznej (w konfiguracji „tyłem do przodu”). Aby do nich dotrzeć, światło musi przejść przez kilka warstw komórek.

Oko składa się z gałka oczna o średnicy 22-24 mm, pokryty nieprzezroczystą skorupą, twardówka, a przód jest przezroczysty rogówka(Lub rogówka). Twardówka i rogówka chronią oko i służą jako zakotwiczenie dla mięśni okoruchowych.

Irys- cienka płytka naczyniowa ograniczająca przechodzącą wiązkę promieni. Światło wpada do oka przez uczeń. W zależności od oświetlenia średnica źrenicy może wynosić od 1 do 8 mm.

Obiektyw to elastyczna soczewka przyczepiona do mięśni rzęskowe ciało. Ciało rzęskowe zmienia kształt soczewki. Obiektyw się dzieli powierzchnia wewnętrzna oczy w komorze przedniej wypełnione cieczą wodnistą, a komora tylna wypełniona ciało szkliste.

Wewnętrzna powierzchnia tylnego aparatu pokryta jest warstwą światłoczułą - Siatkówka oka. Z siatkówki sygnał świetlny przekazywany jest do mózgu nerw wzrokowy. Znajduje się pomiędzy siatkówką a twardówką naczyniówka, składający się z sieci naczynia krwionośne, odżywiając oko.

Siatkówka ma żółta plama- obszar najjaśniejszego widzenia. Nazywa się linię przechodzącą przez środek plamki żółtej i środek soczewki oś wizualna. Jest odchylony w górę od osi optycznej oka o kąt około 5 stopni. Średnica plamki żółtej wynosi około 1 mm, a odpowiadające jej pole widzenia oka wynosi 6-8 stopni.

Siatkówka pokryta jest elementami światłoczułymi: pałeczkami I szyszki. Pręciki są bardziej wrażliwe na światło, ale nie rozróżniają kolorów i służą do widzenia o zmierzchu. Czopki są wrażliwe na kolory, ale mniej wrażliwe na światło, dlatego służą do widzenia w dzień. W obszarze plamki dominują czopki, a pręcików jest niewiele; Przeciwnie, na obwodzie siatkówki liczba czopków szybko maleje i pozostają tylko pręciki.

W środku plamki żółtej dół centralny. Dno wykopu jest wyłożone tylko szyszkami. Średnica dołka wynosi 0,4 mm, pole widzenia 1 stopień.

W plamce pojedyncze włókna nerwu wzrokowego zbliżają się do większości czopków. Poza plamką jedno włókno nerwu wzrokowego obsługuje grupę czopków lub pręcików. Dlatego w obszarze dołka i plamki żółtej oko potrafi rozróżnić drobne szczegóły, a obraz padający na pozostałą część siatkówki staje się mniej wyraźny. Obwodowa część siatkówki służy głównie do orientacji w przestrzeni.

Sztyfty zawierają pigment rodopsyna, gromadząc się w nich w ciemności i blaknąc w świetle. Postrzeganie światła przez pręciki wynika z reakcji chemicznych pod wpływem światła na rodopsynę. Czopki reagują na światło poprzez reakcję jodopsyna.

Oprócz rodopsyny i jodopsyny na tylnej powierzchni siatkówki znajduje się czarny pigment. Pod wpływem światła pigment ten wnika w warstwy siatkówki i pochłaniając znaczną część energii świetlnej, chroni pręciki i czopki przed silnym działaniem światła.

W miejscu, w którym znajduje się pień nerwu wzrokowego ślepy punkt. Ta część siatkówki nie jest wrażliwa na światło. Średnica martwego pola wynosi 1,88 mm, co odpowiada polu widzenia 6 stopni. Oznacza to, że osoba z odległości 1 m może nie widzieć obiektu o średnicy 10 cm, jeśli jego obraz zostanie rzucony w martwe pole.

Układ optyczny oka składa się z rogówki, cieczy wodnistej, soczewki i ciała szklistego. Załamanie światła w oku zachodzi głównie na powierzchni rogówki i soczewki.

Światło z obserwowanego obiektu przechodzi system optyczny oczy i skupia się na siatkówce, tworząc na niej odwrócony i zmniejszony obraz (mózg „odwraca” odwrócony obraz i jest on postrzegany jako bezpośredni).

Współczynnik załamania ciała szklistego jest większy od jedności, więc ogniskowe oka wynoszą przestrzeń zewnętrzna(ogniskowa przednia) i wewnątrz oka (ogniskowa tylna) nie są takie same.

Moc optyczną oka (w dioptriach) oblicza się jako odwrotność tylnej ogniskowej oka wyrażoną w metrach. Moc optyczna oka zależy od tego, czy znajduje się ono w spoczynku (58 dioptrii dla oka normalnego), czy w stanie największej akomodacji (70 dioptrii).

Zakwaterowanie to zdolność oka do wyraźnego rozróżniania obiektów znajdujących się w różnych odległościach. Akomodacja następuje na skutek zmian krzywizny soczewki, gdy mięśnie ciała rzęskowego są napięte lub rozluźnione. Kiedy ciało rzęskowe jest napięte, soczewka rozciąga się, a promień jej krzywizny zwiększa się. Gdy napięcie mięśni maleje, krzywizna soczewki zwiększa się pod wpływem sił sprężystych.

W swobodnym, zrelaksowanym stanie normalnego oka na siatkówce uzyskuje się wyraźne obrazy nieskończenie odległych obiektów, a przy największej akomodacji widoczne są najbliższe obiekty.

Nazywa się położenie przedmiotu, w którym na siatkówce powstaje ostry obraz dla nienapiętego oka najdalszy punkt oka.

Nazywa się położeniem przedmiotu, w którym na siatkówce powstaje ostry obraz, przy największym możliwym obciążeniu oka najbliższy punkt oka.

Kiedy oko dostosowuje się do nieskończoności, tylne ogniskowanie pokrywa się z siatkówką. Przy najwyższym napięciu na siatkówce uzyskuje się obraz obiektu znajdującego się w odległości około 9 cm.

Różnica między odwrotnością odległości między punktami bliskimi i dalekimi nazywa się zakres akomodacji oka(mierzona w dioptriach).

Z wiekiem zdolność oka do akomodacji maleje. W wieku 20 lat dla przeciętnego oka najbliższy punkt znajduje się w odległości około 10 cm (zakres akomodacji 10 dioptrii), w wieku 50 lat najbliższy punkt znajduje się już w odległości około 40 cm (zakres akomodacji zakres 2,5 dioptrii), a w wieku 60 lat zmierza do nieskończoności, czyli zatrzymuje się akomodacja. Zjawisko to nazywa się dalekowzroczność związana z wiekiem Lub dalekowzroczność starcza.

Najlepsza odległość widzenia- jest to odległość, przy której normalne oko doświadcza najmniejszego wysiłku podczas badania szczegółów obiektu. Przy normalnym widzeniu wynosi średnio 25-30 cm.

Adaptacja oka do zmieniających się warunków oświetleniowych nazywa się dostosowanie. Adaptacja następuje na skutek zmiany średnicy otworu źrenicy, ruchu czarnego pigmentu w warstwach siatkówki oraz różnych reakcji pręcików i czopków na światło. Źrenica kurczy się w ciągu 5 sekund, a pełne rozszerzenie następuje w ciągu 5 minut.

Ciemna adaptacja występuje podczas przejścia od wysokiej do niskiej jasności. W jasnym świetle czopki działają, ale pręciki są „oślepione”, rodopsyna wyblakła, czarny pigment przedostał się do siatkówki, osłaniając czopki przed światłem. Przy gwałtownym spadku jasności otwór źrenicy otwiera się, przepuszczając więcej światła. Następnie czarny pigment opuszcza siatkówkę, przywraca się rodopsyna, a gdy jest go wystarczająco dużo, pręciki zaczynają funkcjonować. Ponieważ czopki nie są wrażliwe na niską jasność, początkowo oko niczego nie rozróżnia. Wrażliwość oka osiąga maksymalną wartość po 50-60 minutach przebywania w ciemności.

Adaptacja światła- jest to proces adaptacji oka podczas przejścia od niskiej jasności do wysokiej. Początkowo pręciki są mocno podrażnione, „oślepione” z powodu szybkiego rozkładu rodopsyny. Szyszki, jeszcze nie zabezpieczone ziarnami czarnego pigmentu, również są zbyt podrażnione. Po 8-10 minutach uczucie ślepoty ustaje i oko znów widzi.

linia wzroku oczy są dość szerokie (125 stopni w pionie i 150 stopni w poziomie), ale tylko niewielka ich część służy do wyraźnego rozróżniania. Pole najdoskonalszego widzenia (odpowiadające dołkowi) wynosi około 1-1,5°, zadowalające (w obszarze całej plamki żółtej) to około 8° w poziomie i 6° w pionie. Pozostała część pola widzenia służy do przybliżonej orientacji w przestrzeni. Aby widzieć otaczającą przestrzeń, oko musi wykonywać ciągły ruch obrotowy po swojej orbicie w zakresie 45-50°. Rotacja ta wprowadza do dołka obrazy różnych obiektów i umożliwia ich szczegółowe zbadanie. Ruchy oczu zachodzą bez udziału świadomości i z reguły nie są zauważane przez osobę.

Kątowa granica rozdzielczości oka- jest to minimalny kąt, pod którym oko obserwuje oddzielnie dwa punkty świetlne. Granica rozdzielczości kątowej oka wynosi około 1 minuty i zależy od kontrastu obiektów, oświetlenia, średnicy źrenicy i długości fali światła. Ponadto granica rozdzielczości wzrasta w miarę oddalania się obrazu od dołka i w przypadku wystąpienia wad wzroku.

Wady wzroku i ich korekcja

Przy normalnym widzeniu daleki punkt oka jest nieskończenie odległy. Oznacza to, że ogniskowa rozluźnionego oka jest równa długości osi oka, a obraz pada dokładnie na siatkówkę w obszarze dołka.

Takie oko potrafi dobrze rozróżniać obiekty z daleka, a przy odpowiednim akomodacji także blisko obiektów.

Krótkowzroczność

W przypadku krótkowzroczności promienie z nieskończenie odległego obiektu skupiają się przed siatkówką, przez co na siatkówce powstaje rozmyty obraz.

Najczęściej dzieje się tak z powodu wydłużenia (deformacji) gałki ocznej. Rzadziej krótkowzroczność występuje przy normalnej długości oka (około 24 mm) z powodu zbyt dużej mocy optycznej układu optycznego oka (ponad 60 dioptrii).

W obu przypadkach obraz z odległych obiektów znajduje się wewnątrz oka, a nie na siatkówce. Siatkówka otrzymuje ostrość tylko od obiektów znajdujących się blisko oka, to znaczy dalszy punkt oka znajduje się przed nią w skończonej odległości.

Daleki punkt oka

Krótkowzroczność koryguje się za pomocą soczewek ujemnych, które tworzą obraz nieskończenie odległego punktu w najdalszym punkcie oka.

Daleki punkt oka

Krótkowzroczność pojawia się najczęściej w dzieciństwie i okresie dojrzewania, a wraz ze wzrostem długości gałki ocznej krótkowzroczność wzrasta. Prawdziwą krótkowzroczność zwykle poprzedza tzw fałszywa krótkowzroczność- konsekwencja spazmu akomodacji. W takim przypadku normalne widzenie można przywrócić za pomocą środków rozszerzających źrenicę i łagodzących napięcie mięśnia rzęskowego.

Dalekowzroczność

W przypadku dalekowzroczności promienie z nieskończenie odległego obiektu skupiają się za siatkówką.

Dalekowzroczność jest spowodowana słabą mocą optyczną oka dla danej długości gałki ocznej: albo krótkim okiem o normalnej mocy optycznej, albo małą mocą optyczną oka o normalnej długości.

Aby skupić obraz na siatkówce, należy stale napinać mięśnie ciała rzęskowego. Im bliżej oka znajdują się obiekty, tym dalej ich obraz wykracza poza siatkówkę i tym większego wysiłku wymagają mięśnie oka.

Daleki punkt oka dalekowzrocznego znajduje się za siatkówką, co oznacza, że ​​w stanie zrelaksowanym widzi wyraźnie tylko obiekt znajdujący się za nim.

Daleki punkt oka

Oczywiście nie można umieścić przedmiotu za okiem, ale można wyświetlić tam jego obraz za pomocą soczewek pozytywowych.

Daleki punkt oka

Przy lekkiej dalekowzroczności widzenie na odległość i do bliży jest dobre, ale podczas pracy mogą występować skargi na zmęczenie i bóle głowy. Przy umiarkowanej dalekowzroczności widzenie na odległość pozostaje dobre, ale widzenie z bliska jest trudne. W przypadku dużej dalekowzroczności zarówno widzenie na odległość, jak i na bliży staje się słabe, ponieważ cała zdolność oka do skupiania obrazów na siatkówce, nawet w przypadku odległych obiektów, została wyczerpana.

U noworodka oko jest lekko ściśnięte w kierunku poziomym, dlatego w oku występuje niewielka dalekowzroczność, która znika wraz ze wzrostem gałki ocznej.

Ametropia

Ametropię (krótkowzroczność lub dalekowzroczność) oka wyraża się w dioptriach jako odwrotność odległości od powierzchni oka do punktu dalekiego, wyrażoną w metrach.

Moc optyczna soczewki wymagana do korekcji krótkowzroczności lub nadwzroczności zależy od odległości okularów od oka. Soczewki kontaktowe umieszcza się blisko oka, dlatego ich moc optyczna jest równa ametropii.

Na przykład, jeśli w przypadku krótkowzroczności punkt daleki znajduje się przed okiem w odległości 50 cm, to do jego korekcji potrzebne są soczewki kontaktowe o mocy optycznej -2 dioptrii.

Za słaby stopień ametropii uważa się maksymalnie 3 dioptrie, średni stopień uważa się za od 3 do 6 dioptrii, a wysoki stopień uważa się za powyżej 6 dioptrii.

Astygmatyzm

W przypadku astygmatyzmu ogniskowe oka są różne w różnych przekrojach przechodzących przez jego oś optyczną. W przypadku astygmatyzmu w jednym oku łączą się skutki krótkowzroczności, dalekowzroczności i normalnego widzenia. Na przykład oko może być krótkowzroczne w przekroju poziomym i dalekowzroczne w przekroju pionowym. Wtedy w nieskończoności nie będzie w stanie wyraźnie zobaczyć linii poziomych, ale wyraźnie rozróżni linie pionowe. Przeciwnie, z bliskiej odległości takie oko widzi dobrze linie pionowe, natomiast poziome będą niewyraźne.

Przyczyną astygmatyzmu jest albo nieregularny kształt rogówki, albo odchylenie soczewki od osi optycznej oka. Astygmatyzm jest najczęściej wrodzony, ale może wynikać z operacji lub urazu oka. Oprócz wad percepcji wzrokowej, astygmatyzmowi towarzyszy zwykle szybkie zmęczenie oczu i bóle głowy. Astygmatyzm koryguje się za pomocą soczewek cylindrycznych (zbieżnych lub rozbieżnych) w połączeniu z soczewkami sferycznymi.

Budowa ludzkiego oka przypomina kamerę. Soczewka to rogówka, soczewka i źrenica, które załamują promienie świetlne i skupiają je na siatkówce. Obiektyw może zmieniać swoją krzywiznę i działa jak autofokus w aparacie - natychmiast dostosowuje dobre widzenie do bliży i dali. Siatkówka, podobnie jak klisza fotograficzna, wychwytuje obraz i wysyła go w postaci sygnałów do mózgu, gdzie jest analizowany.

uczeń

rogówka

irys

obiektyw

rzęskowe ciało

Siatkówka oka,

naczyniówka

nerw wzrokowy

naczynia krwionośne oka

mięśnie oczu

twardówka

szklisty

Złożona budowa gałki ocznej sprawia, że ​​jest ona bardzo wrażliwa na różnego rodzaju urazy, zaburzenia metaboliczne i choroby.

Okuliści portalu „Wszystko o wzroku” w prostym języku opisał budowę ludzkiego oka niepowtarzalna okazja wizualnie zapoznaj się z jego anatomią.

Ludzkie oko to wyjątkowy i złożony sparowany narząd zmysłów, dzięki któremu otrzymujemy aż 90% informacji o otaczającym nas świecie. Oko każdego człowieka ma indywidualne cechy, które są dla niego unikalne. Ale wspólne cechy Struktury są ważne dla zrozumienia, jak oko wygląda od środka i jak działa. W trakcie ewolucji oko osiągnęło złożoną strukturę, a struktury o różnym pochodzeniu tkankowym są w nim ściśle ze sobą powiązane. Naczynia krwionośne i nerwy, komórki i pierwiastki pigmentowe tkanka łączna– wszystkie pełnią główną funkcję oka – widzenie.

Struktura głównych struktur oka

Oko ma kształt kuli lub kuli, dlatego zaczęto do niego odnosić alegorię jabłka. Gałka oczna jest bardzo delikatną strukturą, dlatego znajduje się w jamie kostnej czaszki - oczodole, gdzie jest częściowo ukryta możliwe uszkodzenia. Z przodu gałka oczna jest chroniona przez górną i dolną powiekę. Swobodne ruchy gałki ocznej zapewniają zewnętrzne mięśnie okoruchowe, których precyzyjna i skoordynowana praca pozwala nam widzieć świat dwoje oczu, tj. obuocznie.

Stałe nawilżenie całej powierzchni gałki ocznej zapewniają gruczoły łzowe, które zapewniają odpowiednią produkcję łez, tworząc cienki ochronny film łzowy, a odpływ łez następuje poprzez specjalne kanaliki łzowe.

Najbardziej zewnętrzną warstwą oka jest spojówka. Jest cienki i przezroczysty, wyściela także wewnętrzną powierzchnię powiek, zapewniając łatwy poślizg podczas ruchu gałki ocznej i mrugania powiek.

Zewnętrzna „biała” warstwa oka, twardówka, jest najgrubszą z trzech błony oka, chroni struktury wewnętrzne i utrzymuje napięcie gałki ocznej.

Błona twardówkowa pośrodku przedniej powierzchni gałki ocznej staje się przezroczysta i ma wygląd wypukłego szkła zegarkowego. Ta przezroczysta część twardówki nazywana jest rogówką i jest bardzo wrażliwa ze względu na obecność w niej wielu zakończeń nerwowych. Przezroczystość rogówki pozwala światłu przedostać się do oka, a jej kulistość zapewnia załamanie promieni świetlnych. Strefa przejściowa między twardówką a rogówką nazywana jest rąbkiem. W tej strefie znajdują się komórki macierzyste, które zapewniają ciągłą regenerację komórek zewnętrznych warstw rogówki.

Następną warstwą jest naczyniówka. Wyściela twardówkę od wewnątrz. Z nazwy jasno wynika, że ​​zapewnia dopływ krwi i odżywianie struktur wewnątrzgałkowych, a także utrzymuje napięcie gałki ocznej. Naczyniówka składa się z samej naczyniówki, która ma ścisły kontakt z twardówką i siatkówką, oraz struktur takich jak ciało rzęskowe i tęczówka, które znajdują się w przedniej części gałki ocznej. Zawierają wiele naczyń krwionośnych i nerwów.

Ciało rzęskowe jest częścią naczyniówki i złożonym narządem neuroendokrynno-mięśniowym, który odgrywa ważną rolę w wytwarzaniu płynu wewnątrzgałkowego i procesie akomodacji.

Kolor tęczówki określa kolor oka człowieka. W zależności od ilości pigmentu w warstwie zewnętrznej ma on barwę od jasnoniebieskiej lub zielonkawej do ciemnobrązowej. W środku tęczówki znajduje się otwór - źrenica, przez którą światło wpada do oka. Należy zauważyć, że ukrwienie i unerwienie naczyniówki i tęczówki za pomocą ciała rzęskowego są różne, co znajduje odzwierciedlenie w obrazie klinicznym chorób o tak ogólnie jednolitej strukturze, jak naczyniówka.

Przestrzeń pomiędzy rogówką a tęczówką to komora przednia oka, a kąt utworzony przez obwód rogówki i tęczówki nazywany jest kątem komory przedniej. Pod tym kątem wypływ płynu wewnątrzgałkowego następuje poprzez specjalny kompleks system drenażowy do żył ocznych. Za tęczówką znajduje się soczewka, która znajduje się przed ciałem szklistym. Ma kształt dwuwypukłej soczewki i jest dobrze przymocowana wieloma cienkimi więzadłami do wyrostków ciała rzęskowego.

Przestrzeń pomiędzy powierzchnia tylna Tęczówka, ciało rzęskowe oraz przednia powierzchnia soczewki i ciało szkliste nazywane są tylną komorą oka. Komorę przednią i tylną wypełnia bezbarwny płyn wewnątrzgałkowy lub ciecz wodnista, która stale krąży w oku i przemywa rogówkę i soczewkę, jednocześnie je odżywiając, ponieważ te struktury oka nie mają własnych naczyń.

Najbardziej wewnętrzną, najcieńszą i najważniejszą błoną służącą do widzenia jest siatkówka. Jest to wysoce zróżnicowana wielowarstwowa Tkanka nerwowa, który wyściela naczyniówkę w jej tylnej części. Włókna nerwu wzrokowego pochodzą z siatkówki. Przenosi całą informację otrzymaną przez oko w postaci impulsów nerwowych skomplikowaną drogą wzrokową do naszego mózgu, gdzie jest przetwarzana, analizowana i postrzegana jako obiektywna rzeczywistość. To siatkówka ostatecznie odbiera lub nie odbiera obrazu i w zależności od tego widzimy obiekty wyraźnie lub niezbyt wyraźnie. Najbardziej wrażliwa i najcieńsza część siatkówki to Region centralny– plamka. To plamka żółta zapewnia nasze centralne widzenie.

Jama gałki ocznej wypełniona jest przezroczystą, nieco galaretowatą substancją - ciałem szklistym. Utrzymuje gęstość gałki ocznej i pasuje do wewnętrznej powłoki - siatkówki, mocując ją.

Układ optyczny oka

Ze swej istoty i przeznaczenia oko ludzkie jest złożonym układem optycznym. W tym systemie można wyróżnić kilka najważniejszych struktur. Są to rogówka, soczewka i siatkówka. Zasadniczo jakość naszego widzenia zależy od stanu tych struktur, które przepuszczają, załamują i odbierają światło, oraz od stopnia ich przezroczystości.

Rogówka załamuje promienie świetlne bardziej niż jakakolwiek inna struktura, a następnie przechodzi przez źrenicę, która działa jak przepona. Mówiąc obrazowo, jak w dobry aparat Przysłona reguluje przepływ promieni świetlnych i w zależności od ogniskowej pozwala uzyskać wysokiej jakości obraz, a w naszym oku funkcjonuje źrenica. Soczewka załamuje również i przekazuje promienie świetlne dalej do struktury odbierającej światło - siatkówki, rodzaju kliszy fotograficznej. Płyn w komorach oka i ciało szkliste również mają właściwości załamujące światło, ale nie tak znaczące. Jednak stan ciała szklistego, stopień przezroczystości cieczy wodnistej jam oka, obecność w nich krwi czy innych pływających zmętnień również mogą mieć wpływ na jakość naszego widzenia. Zwykle promienie świetlne po przejściu przez wszystkie przezroczyste media optyczne ulegają załamaniu, tak że uderzając w siatkówkę, tworzą zmniejszony, odwrócony, ale prawdziwy obraz. Ostateczna analiza i percepcja informacji otrzymywanych przez oko zachodzi w naszym mózgu, w korze płatów potylicznych.

Zatem oko jest bardzo złożone i niesamowite. Upośledzenie stanu lub ukrwienie, dowolne element konstrukcyjny oczy mogą mieć negatywny wpływ na jakość widzenia.

Nasze oko to złożony układ optyczny, którego głównym zadaniem jest przekazywanie obrazów do nerwu wzrokowego.
Początkowo widoczny obraz przechodzi przez rogówkę. W tym miejscu następuje pierwotne załamanie światła. Stamtąd dociera do soczewki przez okrągły otwór w tęczówce zwany źrenicą. Ponieważ obiektyw jest soczewka dwuwypukła, następnie po przejściu przez ciało szkliste obraz widzialny po trafieniu w siatkówkę ulega odwróceniu. Jest to sygnał z odwróconego obrazu, który przemieszcza się z siatkówki wzdłuż nerwu wzrokowego do mózgu. I po to właśnie jest mózg, żeby odwrócić obraz.

Struktury ludzkiego oka nie można rozpatrywać oddzielnie bez dwóch innych części aparatu wzrokowego - ścieżek i obszaru mózgu (kory wzrokowej), które są odpowiedzialne za przewodzenie i analizę impulsów nerwowych pochodzących z oka: osoba patrzy oczami i widzi mózgiem. Ponadto, rozważając budowę ludzkiego oka, trzeba powiedzieć coś o jego aparacie wyrostka robaczkowego. Gałka oczna tworzy integralny układ ze strukturami pomocniczymi: mięśniami okoruchowymi, powiekami, błoną śluzową (spojówką) i aparatem łzowym.

Struktura zewnętrzna

Tutaj możesz podkreślić powieki (górne i dolne), rzęsy, wewnętrzny kącik oka z miąższem łzowym (fałd błony śluzowej), białą część gałki ocznej - twardówkę pokrytą przezroczystą błoną śluzową - spojówka (więcej informacji na temat tego powstawania oka znajdziesz w dziale Spojówka), część przezroczystą to rogówka, przez którą widoczna jest okrągła źrenica i tęczówka (indywidualnie zabarwiona, z unikalnym wzorem). Połączenie twardówki i rogówki nazywa się rąbkiem.

Gałka oczna ma nieregularny kulisty kształt, przednio-tylny rozmiar osoby dorosłej wynosi około 23-24 mm.

Oczy znajdują się w kostnym pojemniku zwanym orbitą. Z zewnątrz chronią je powieki, brzegi gałek ocznych otoczone są mięśniami zewnątrzgałkowymi i tkanką tłuszczową. Z wewnątrz Nerw wzrokowy opuszcza oko i przechodzi specjalnym kanałem do jamy czaszki, docierając do mózgu.

Powieki

Powieki (górna i dolna) pokryte są od zewnątrz skórą, od wewnątrz błoną śluzową (spojówką). W grubości powiek znajdują się chrząstki, mięśnie ( mięsień okrężny oczy i mięsień unoszący górną powiekę) i gruczoły. Gruczoły powiekowe wytwarzają składniki łez, które normalnie zwilżają powierzchnię oka. Na wolnym brzegu powiek wyrastają rzęsy, które pełnią funkcję ochronną, a kanały gruczołów otwierają się. Pomiędzy krawędziami powiek znajduje się szczelina powiekowa. W wewnętrzny kącik oczy, na powiekach górnych i dolnych znajdują się puncta łzowe - otwory, przez które łzy przepływają przez przewód nosowo-łzowy do jamy nosowej.

Mięśnie oka

Mięśnie oka, których jest sześć na każdej gałce ocznej: cztery mięśnie proste: wewnętrzne, zewnętrzne, górne i dolne oraz dwa skośne: górny i dolny. Aparat mięśniowy Oko zapewnia obrót gałki ocznej we wszystkich kierunkach, a także skoordynowane skupienie wzroku obu oczu w określonym punkcie.

Gruczoł łzowy znajduje się w górnej zewnętrznej części oczodołu. Wytwarza płyn łzowy w odpowiedzi na pobudzenie emocjonalne lub podrażnienie błony śluzowej oka, rogówki lub nosogardzieli. Budowę aparatu łzowego oka ludzkiego można zobaczyć bardziej szczegółowo w części dotyczącej aparatu łzowego.

Muszle do oczu

Ludzka gałka oczna ma 3 błony: zewnętrzną, środkową i wewnętrzną.

Twardówka

Twardówka zajmuje 4/5 błony włóknistej i składa się z tkanki łącznej, jest dość gęsta i przyczepiają się do niej mięśnie oka. Główną funkcją jest ochrona, zapewnia określony kształt i ton gałki ocznej. Z tylnego bieguna oka w twardówce znajduje się punkt wyjścia nerwu wzrokowego - płytka sitowa.

Rogówka

Rogówka stanowi 1/5 zewnętrznej powłoki, ma szereg cech: przezroczystość (brak naczyń krwionośnych), połysk, kulistość i wrażliwość. Wszystkie te objawy są charakterystyczne dla zdrowej rogówki. W przypadku chorób rogówki objawy te zmieniają się (zmętnienie, utrata wrażliwości itp.). Rogówka należy do układu optycznego oka, przewodzi i załamuje światło (jej grubość w różnych odcinkach wynosi od 0,2 do 0,4 mm, a siła załamania rogówki wynosi około 40 dioptrii). Pełniejszy opis budowy rogówki można znaleźć w odpowiednim dziale: Rogówka.

Środek (naczyniówka) oka składa się z tęczówki, ciała rzęskowego i samej naczyniówki (naczyniówki), które znajdują się bezpośrednio pod twardówką. Środkowa błona oka odżywia gałkę oczną, bierze udział w procesach metabolicznych i usuwaniu produktów przemiany materii z tkanki oka.

Irys

Tęczówka jest przednią częścią układu naczyniowego oka, znajduje się za przezroczystą rogówką, pośrodku znajduje się regulowany okrągły otwór - źrenica. Zatem w strukturze ludzkiego oka tęczówka pełni rolę przepony pomalowanej na określony kolor. Kolor oczu danej osoby zależy od ilości pigmentu melaniny w tęczówce (od jasnoniebieskiego do brązowego). Pigment ten chroni oczy przed nadmiernym nasłonecznieniem. Średnica źrenicy waha się od 2 do 8 mm, w zależności od oświetlenia, regulacji nerwowej lub działania leków. Zwykle źrenica kurczy się w jasnym świetle i rozszerza w słabym świetle.

Rzęskowe ciało

Ciało rzęskowe to część naczyniówki zlokalizowana u podstawy tęczówki. W grubości ciała rzęskowego znajduje się mięsień rzęskowy, który zmienia krzywiznę biologicznej soczewki oka – soczewki krystalicznej, kierując w ten sposób ostrość na pożądaną odległość (następuje akomodacja oka).

Sama naczyniówka (naczyniówka) stanowi większość układu naczyniowego oka (2/3) i pełni funkcję odżywczą Powłoka wewnętrzna oczy - siatkówki.

Obiektyw

Soczewka znajduje się za źrenicą i jest soczewką biologiczną, która pod wpływem mięśnia rzęskowego zmienia krzywiznę i uczestniczy w akomodacji oka (skupianiu wzroku na obiektach znajdujących się w różnej odległości). Moc refrakcyjna tej soczewki waha się od 20 dioptrii w spoczynku do 30 dioptrii, gdy pracuje mięsień rzęskowy.

Ponadto w gałce ocznej można wyróżnić przednią i tylną komorę oka - przestrzenie wypełnione cieczą wodnistą - płynem krążącym wewnątrz oka i pełniącym funkcję odżywczą dla rogówki i soczewki (zwykle formacje te nie mają krwi statki). Komora przednia oka znajduje się pomiędzy rogówką a tęczówką, komora tylna znajduje się pomiędzy tęczówką a soczewką oka. Ciecz wodnista wytwarzana jest w procesach ciała rzęskowego, następnie przepływa przez źrenicę do komory przedniej, skąd przez specjalny system drenażowy (aparat beleczkowy) przepływa do sieci naczyniowej, jak pokazano na rysunku:

Za soczewką znajduje się formacja wolumetryczna wypełniająca oko, ciało szkliste, które ma galaretowatą konsystencję. Funkcje ciała szklistego to przepuszczanie światła i utrzymywanie kształtu gałki ocznej.

Siatkówka oka

Siatkówka (wewnętrzna, wrażliwa warstwa oka) wyściela jamę gałki ocznej z nutrii. Jest to najcieńsza z błon oka, jej grubość waha się od 0,07 do 0,5 mm. Siatkówka ma złożoną strukturę i składa się z 10 warstw komórek. Tę skorupę oka można porównać do kliszy aparatu, jej główną rolą jest tworzenie obrazu (percepcja światła i koloru) za pomocą specjalnych wrażliwych komórek - pręcików i czopków. Pręciki znajdują się głównie na obrzeżach siatkówki i odpowiadają za kolor czarny i biały, wizja zmierzchu. Szyszki są skoncentrowane wydziały centralne siatkówka - plamka i są za nią odpowiedzialne małe części przedmioty i kolory. Włókna nerwowe pochodzące z komórek czuciowych tworzą nerw wzrokowy, który opuszcza tylny biegun oka i penetruje jamę czaszki do mózgu.

Źródło proglaza ru

• Kategoria:

Jeśli zamkniesz oczy na minutę i spróbujesz żyć w całkowitej ciemności, zaczniesz rozumieć, jak ważny jest wzrok dla człowieka. Jak bezradni stają się ludzie, gdy tracą zdolność widzenia. A jeśli oczy są zwierciadłem duszy, to źrenica jest naszym oknem na świat.

Struktura oka

Ludzki narząd wzroku to złożony układ optyczny. Jego głównym celem jest przesyłanie obrazów przez nerw wzrokowy do mózgu.

Gałka oczna w kształcie kuli znajduje się na orbicie i ma trzy struktury naczyniowe i siatkówkowe. Wewnątrz są wodnisty humor, soczewka i ciało szkliste.

Biały segment gałki ocznej pokryty jest błoną śluzową (twardówką). Przednia przezroczysta część, zwana rogówką, to soczewka optyczna o dużej mocy refrakcyjnej. Poniżej znajduje się tęczówka, która działa jak przepona.

Strumień światła odbity od powierzchni przedmiotów najpierw trafia na rogówkę, a po załamaniu przechodzi przez źrenicę na soczewkę, która jest również soczewką dwuwypukłą i wchodzi do układu optycznego oka.

Następny punkt na trasie widoczne dla ludzi obrazy - siatkówka. Jest to otoczka światłoczułych komórek: czopków i pręcików. Siatkówka pokrywa wewnętrzną powierzchnię oka i przekazuje informacje do mózgu poprzez włókna nerwowe poprzez nerw wzrokowy. To w nim następuje ostateczna percepcja i świadomość tego, co widać.

Funkcja ucznia

Wśród ludzi panuje popularna frazeologia: „opiekować się nim jak o oczkiem oka”, ale obecnie niewiele osób wie, że w dawnych czasach to źrenica nazywała się jabłkiem. To określenie używane jest od dawna i doskonale pokazuje, jak powinniśmy traktować nasze oczy – jako te najcenniejsze i najdroższe.

Uczeń człowieka jest regulowany przez dwa mięśnie: zwieracz i rozszerzacz. Są one kontrolowane przez różne układy związane z układem współczulnym i przywspółczulnym.

Źrenica jest zasadniczo otworem, przez który wpada światło. Działa jak regulator, zwężając się w jasnym świetle i rozszerzając w słabym świetle. Dzięki temu chroni siatkówkę przed oparzeniami i zwiększa ostrość wzroku.

Midriaz

Czy to normalne, że dana osoba ma rozszerzone źrenice? Zależy to od wielu czynników. W środowisku medycznym zjawisko to nazywa się rozszerzeniem źrenic.

Okazuje się, że źrenice reagują nie tylko na światło. Ich ekspansję może wywołać podekscytowany stan emocjonalny: silne zainteresowanie (w tym natury seksualnej), intensywna radość, nieznośny ból lub strach.

Wymienione powyżej czynniki powodują naturalne rozszerzenie źrenic, które nie wpływa na ostrość wzroku i zdrowie oczu. Z reguły ten stan źrenicy szybko mija, jeśli tło emocjonalne wraca do normy.

Zjawisko rozszerzenia źrenic jest typowe dla osoby pod wpływem alkoholu lub narkotyków. Ponadto rozszerzone źrenice często wskazują na poważne zatrucie, takie jak zatrucie jadem kiełbasianym.

Patologiczne rozszerzenie źrenic często można zaobserwować u pacjentów z urazowym uszkodzeniem mózgu. Ciągle mówią o obecności wielu możliwych chorób u danej osoby:

• jaskra;
• migrena;
• paraliż;
• encefalopatia;
• dysfunkcja tarczycy;
• Zespół Eddiego.

Wiele osób wie z filmów, że gdy ktoś mdleje, pierwszą rzeczą, jaką robią lekarze pogotowia ratunkowego, jest zbadanie oczu. Reakcja źrenic na światło, a także ich wielkość mogą wiele powiedzieć lekarzom. Nieznaczny wzrost świadczy o płytkiej utracie przytomności, natomiast „szkliste”, prawie czarne oczy wskazują na bardzo poważny stan.

Mioza

Przeciwieństwem rozszerzenia źrenic jest nadmiernie zwężona źrenica. Okuliści nazywają to zwężeniem źrenic. To odchylenie ma również wiele przyczyn, może być niegroźną wadą wzroku, ale często jest to powód do natychmiastowej konsultacji z lekarzem.

Eksperci wyróżniają kilka rodzajów zwężenia źrenic:

1. Funkcjonalne, w których zwężenia powstają z przyczyn naturalnych, takich jak słabe oświetlenie, stan snu, niemowlęctwo lub starość, dalekowzroczność, przepracowanie.
2. Zwężenie źrenic polekowych powstaje w wyniku zażywania leków, które oprócz swojej głównej funkcji wpływają na pracę mięśni oka.
3. Paralityczny - charakteryzuje się całkowitym lub częściowym brakiem zdolności motorycznej rozszerzacza.
4. Zwężenie źrenic podrażnienia - obserwowane przy skurczu zwieracza. Często spotykany przy nowotworach mózgu, zapaleniu opon mózgowo-rdzeniowych, zapaleniu mózgu, a także u osób cierpiących na tę chorobę stwardnienie rozsiane i epilepsja.
5. Zwężenie źrenic syfilitycznych - może objawiać się na każdym etapie choroby, chociaż przy odpowiednim leczeniu rozwija się niezwykle rzadko.

Anisocoria

Według statystyk co piąta osoba na Ziemi ma źrenice różnej wielkości. Ta asymetria nazywa się anizokorią. W większości przypadków różnice są znikome i zauważalne tylko dla okulisty, jednak w niektórych przypadkach różnica ta jest widoczna gołym okiem. Regulacja średnicy źrenicy za pomocą tej funkcji następuje asynchronicznie i w niektórych przypadkach wielkość zmienia się tylko w jednym oku, podczas gdy drugie pozostaje nieruchome.

Anisocoria może być dziedziczna lub nabyta. W pierwszym przypadku o strukturze oka determinuje genetyka, w drugim - uraz lub jakaś choroba.

Źrenice o różnej średnicy występują u osób cierpiących na następujące dolegliwości:

• uszkodzenie nerwu wzrokowego;
• tętniak;
• urazy mózgu;
• nowotwory;
• choroby neurologiczne.

Polikoria

Podwójna źrenica to rzadki rodzaj nieprawidłowości oka. Ten wrodzony efekt, zwany polikorią, charakteryzuje się obecnością dwóch lub więcej źrenic w jednej tęczówce.

Istnieją dwa rodzaje tej patologii: fałszywa i prawdziwa. Fałszywa wersja sugeruje, że źrenica jest nierównomiernie pokryta membraną i wydaje się, że jest w niej kilka dziur. W tym przypadku reakcja na światło występuje tylko w jednym.

Prawdziwa polikoria wiąże się z patologią w rozwoju panewki wzrokowej. Kształt źrenic nie zawsze jest okrągły, są dziury w kształcie owalu, kropli, w każdej z nich występuje reakcja na światło, choć nie jest ona wyraźnie wyrażona.

Osoby z tą patologią odczuwają znaczny dyskomfort, wadliwe oko widzi znacznie gorzej niż normalnie. Jeśli liczba źrenic jest większa niż 3 i są one wystarczająco duże (2 mm lub więcej), najprawdopodobniej dziecko poniżej pierwszego roku życia zostanie poddane operacji. Dorosłym przepisuje się noszenie korekcyjnych soczewek kontaktowych.

Charakterystyka wieku

Wiele młodych mam często zauważa, że ​​źrenice ich dziecka są rozszerzone. Czy warto w związku z tym panikować? Pojedyncze przypadki nie są niebezpieczne, mogą być spowodowane złym oświetleniem pomieszczenia i cechami łatwo pobudliwego układu nerwowego. Widząc piękną zabawkę lub przestraszony strasznym Barmaleyem, dziecko odruchowo rozszerzy źrenice, które wkrótce powrócą do normy.

Jeśli ten stan utrzymuje się stale, jest to powód do wszczęcia alarmu i pilnego skonsultowania się z lekarzem. Może to świadczyć o chorobach neurologicznych, a dodatkowa konsultacja ze specjalistą na pewno nie zaszkodzi.

Reakcja źrenic na światło zmienia się wraz z wiekiem. Młodzież doświadcza maksymalnego możliwego rozszerzenia, w przeciwieństwie do osób starszych, u których stale zwężone źrenice są normą.