Jak działa wzrok


Ludzkie oko można z grubsza przyrównać do aparatu fotograficznego, którego obiektyw tworzą dwie soczewki plusowe – rogówka i soczewka. Jako system czuciowy, oko jest głównym narzędziem, dzięki któremu odnosimy się do otaczającego nas świata. To, co tak naprawdę widzimy to nie są obrazy odbite w siatkówce, lecz wynik ich kompleksowego przetwarzania przez ośrodkowy układ nerwowy. Poniżej znajduje się krótki opis przebiegu tych procesów. Na poniższym rysunku widzimy charakterystyczne parametry oka jako układu optycznego. Nad osią symetrii oka znajdują się parametry dotyczące oka nieakomodującego (oznaczone indeksem o), natomiast pod osią – akomodującego (oznaczenie indeksem a). Powierzchnie soczewki zaznaczone są liniami przerywanymi.

Światło stymulujące fotoreceptory siatkówki pobudza procesy fotochemiczne i bioelektryczne. Zadaniem barwników w fotoreceptorach jest absorpcja światła. Barwnik zwany rodopsyną, znajdujący się w pręcikach, uwrażliwia je na najmniejszą nawet ilość energii, sprawiając, że uaktywniają się nawet przy bardzo słabym świetle. Czopki siatkówki zawierają trzy różne barwniki, w tym jodopsynę, dzięki której stają się bardziej wrażliwe na jaśniejsze światło oraz kolory.

Impuls elektryczny wywołany przez fotoreceptory przesyłany jest z siatkówki przez jej komórki dwubiegunowe, drogą nerwów wzrokowych przez skrzyżowanie wzrokowe i pasma wzrokowe do ciał kolankowatych bocznych, których układ warstw jest podobny jak w siatkówce i które wstępnie przetwarzają informacje wzrokowe zarówno dla kolorów, jak i kształtów. Następnie poprzez promienistość wzrokową impulsy trafiają do kory wzrokowej w części potylicznej mózgu, gdzie uzyskują już ostateczny kształt ze wszystkimi postrzeganymi przez nas szczegółami (ruch, kształt i rozmiar).

Ludzkie oko można z grubsza przyrównać do aparatu fotograficznego, którego obiektyw tworzą dwie soczewki plusowe – rogówka i soczewka. Tęczówka służy za przesłonę, podczas gdy siatkówka jest doskonałym odpowiednikiem błony filmowej. Układ rogówka-soczewka odpowiada soczewce plusowej o bardzo dużej mocy (około 60 dioptrii), która jest niezbędna, żeby zogniskować na siatkówce promienie światła wpadające z zewnątrz.

Obraz, który powstaje na siatkówce jest obrazem rzeczywistym, odwróconym i pomniejszonym.

Budowa oka


Istotnym elementem decydującym o przetrwaniu gatunku była jego umiejętność oceny odległości do ofiary.

Wszystko zaczęło się od komórki, która była wrażliwa na światło i potrafiła rozróżnić jasność od ciemności. Przygoda wzroku w procesie ewolucji zaczęła się 800 milionów lat temu. Według szwedzkich biologów Dan Nilson i Susanne Pelger (Zoologiska Institutionen, Helgonavägen 3, S-223 62 Lund, Sweden) jeśli cofniemy się o jakieś 400,000 pokoleń do tyłu, to okaże się, że ta jedna wrażliwa na światło komórka jest źródłem wszystkich narządów wzroku, w jakie wyposażone są obecnie istoty żywe, w tym i człowiek.

Różne stworzenia według własnych potrzeb wypracowały różne metody widzenia. W przypadku np. roślinożernych osadzenie gałek ocznych po bokach głowy zwiększa szanse na przetrwanie i obronę, ponieważ daje to zwierzętom szerokie pole widzenia, umożliwiając im dostrzeżenie drapieżnika wystarczająco wcześnie na ucieczkę.

Z tych samych powodów u mięsożernych, w tym u człowieka, oczy osadzone są z przodu po to, by zapewnić widzenie przestrzenne (trójwymiarowe). Istotnym elementem decydującym o przetrwaniu gatunku była jego umiejętność oceny odległości do ofiary. W przypadku ludzi, ewolucja szła taką samą ścieżką, jak u innych ssaków lądowych, których anatomia i fizjologia są w efekcie całkiem podobne do naszych.

Rogówka – przezroczysta, nieunaczyniona struktura bogata w zakończenia nerwowe – stanowi, z czynnościowego punktu widzenia, pierwszy i najważniejszy element optyczny układu wzrokowego. Oglądana w bardzo dużym powiększeniu, rogówka składa się z pięciu warstw. A sama warstwa zewnętrzna, nabłonek, z kolei składa się z 5-6 warstw komórek o różnej grubości. Zewnętrzne komórki są stale zastępowane przez te leżące głębiej. Należy zauważyć, że zadrapanie powierzchni rogówki, chociaż zwykle dość bolesne, może się zagoić w ciągu kilku godzin.

Kiedy osoba patrzy na coś, co znajduje się blisko, soczewka musi zmienić swoją krzywiznę po to, aby dokładnie zogniskować obiekt.Jest to mała, włóknista, dwuwypukła soczewka, grubości w przybliżeniu 3.6 mm. Jej przednia powierzchnia znajduje się około 3 mm od tylnej powierzchni rogówki; promień krzywizny w centrum wynosi 10 mm i im bliżej brzegu tym krzywizna bardziej się spłaszcza. Promień krzywizny powierzchni tylnej wynosi tylko 6 mm, tak więc tylna powierzchnia jest dużo bardziej zaokrąglona niż przednia.

Oprócz zakrzywienia powierzchni, soczewka zawdzięcza właściwości refrakcyjne swojej budowie, złożonej z koncentrycznych pierścieni, których powierzchnie mają stopniowo tym większy promień krzywizny i stopień refrakcji im bliżej znajdują się jądra.

Zadaniem soczewki jest zmiana mocy łamiącej podczas patrzenia na obiekty znajdujące się w różnej odległości od oka. Kiedy osoba patrzy na coś, co znajduje się blisko, soczewka musi zmienić swoją krzywiznę po to, aby dokładnie zogniskować obiekt, który jest odwzorowaniem na siatkówce. Kiedy mięśnie w ciele rzęskowym (część błony naczyniowej oka) kurczą się, napięcie obwódki rzęskowej soczewki zmniejsza się; soczewka dzięki temu, że jest elastyczna zmienia swoją krzywiznę a w rezultacie zdolność ogniskowania.

Nazwa „ciecz wodnista” oznacza płyn zawarty w przedniej komorze oka, między rogówką, tęczówką a soczewką. Płyn ten jest stale wytwarzany w procesie wydzielania przez ciało rzęskowe; jego głównym zadaniem jest utrzymanie wewnętrznego ciśnienia oka na odpowiednim poziomie oraz wspomaganie odżywiania rogówki i soczewki.

Tęczówka jest to zabarwiona błona umiejscowiona za rogówką i przed soczewką. Jest okrągłego kształtu z otworem w środku – źrenicą, – która działa jak przesłona.Głównym zadaniem tęczówki jest dozowanie ilości światła, które wpada do oka. Napięcie włókien mięśniowych sprawia, że źrenica zwęża się lub rozszerza.

Kolor tęczówki zależy od ilości pigmentu melaniny na jej przedniej i tylnej powierzchni. Zadaniem brązowego pigmentu jest absorpcja światła odbitego w oku; jeśli ilość tego pigmentu na tylnej powierzchni jest bardzo mała, tęczówka ma kolor niebieski, podczas gdy zwiększenie ilości pigmentu sprawia, że jest ona koloru piwnego lub brązowego. Jeśli pigment znajduje się na przedniej powierzchni, tęczówka przybiera kolor zielony.

Jagodówka jest błoną o unaczynionej strukturze, którą tworzą naczyniówka oka w tylnej części oraz ciało rzęskowe wraz z tęczówką w części przedniej. Zmniejszając średnicę źrenicy, zmniejsza się jednocześnie ilość światła wpadającego do oka. Kiedy źrenica zwęża się, widzenie jest wyraźniejsze a zniekształcenia na obrzeżach są zminimalizowane. Natomiast, gdy źrenica się rozszerza, ostrość wzroku zmniejsza się.
Ciało szkliste składa się z przejrzystej, galaretowatej substancji, która wypełnia całą, dość dużą jamę między tylną stroną soczewki a siatkówką. Spełnia głównie funkcję mechaniczną utrzymując przyleganie siatkówki do nabłonka barwnikowego; jego funkcja optyczna jest mało znacząca.

Siatkówka to wrażliwa błona, przypominająca błonę fotograficzną; składa się z trzech części:

  • warstwy barwnikowej,
  • warstwy naczyniowej
  • warstwy którą tworzą włókna nerwowe wraz z fotoreceptorami siatkówkowymi (czopki i pręciki).

Czopki siatkówki (6 milionów w ludzkim oku) znajdują się w większości w centralnej części siatkówki, nazywanej plamką, w środku której znajduje się małe wgłębienie, tzw. dołek środkowy siatkówki. Około 120 milionów pręcików mieści się głównie w siatkówce obwodowej.

Kiedy wyostrzony obraz pada na siatkówkę, ma miejsce szereg fizycznych, chemicznych i elektrycznych procesów, w wyniku których, poprzez nerw wzrokowy, dana informacja dociera do części wzrokowej kory mózgowej, gdzie jest korygowana i przetwarzana.

Wady wzroku

Biorąc pod uwagę fakt, że oko funkcjonuje podobnie jak aparat fotograficzny, to za najczęstszy problem dotyczący prawidłowego widzenia można uznać ogniskowe, Jeśli, na przykład będę miał problemy z łapaniem ostrości obiektów znajdujących się blisko lub daleko, a obraz będzie zamazany, to znaczy, że mój wzrok wymaga odpowiedniej korekcji tak jak obiektyw aparatu fotograficznego.

Wady refrakcji oka to wady wzroku, które uniemożliwiają prawidłowe, ostre widzenie wynikające z błędnego ogniskowania danego obrazu przez soczewkę oka (rogówka, soczewka) na siatkówce.

Teraz przedstawiamy najczęstsze z tych wad, starając się jednocześnie naszkicować krótko podstawowe informacje na ich temat i opisać objawy.

W celu wyjaśnienia, trzeba zauważyć, że stygmatyzm to stan wzroku całkowicie zdrowego i wolnego od wad, natomiast mianem ametropii określamy każdą wadę wzroku.

Krótkowzroczność Nadwzroczność Astygmatyzm Starczowzroczność