Глаз состоит из прозрачных частей, которые проводят и фокусируют свет, прочных оболочек, светочувствительной сетчатки и зрительного нерва. Спереди свет проходит через роговицу, зрачок и хрусталик, затем пересекает стекловидное тело и попадает на сетчатку. Фоторецепторы превращают свет в электрические сигналы, а мозг собирает из них изображение. Поэтому глаз можно сравнить с живой камерой, но окончательно «видит» не глазное яблоко, а совместно работающая зрительная система мозга.
Наружная оболочка
Большую часть глазного яблока покрывает склера – плотная белая оболочка. Она сохраняет форму и защищает внутренние ткани. Сзади к ней прикрепляются мышцы, поворачивающие глаз. Спереди склера переходит в прозрачную роговицу.
Роговица – выгнутое прозрачное окно. Именно на её границе свет сильно преломляется, поэтому она выполняет значительную часть фокусировки. В ней нет обычных кровеносных сосудов, которые мешали бы прозрачности, зато очень много нервных окончаний. Попавшая песчинка вызывает резкую боль и слёзы как защитную реакцию.
Поверхность покрывает тонкая слёзная плёнка. Она сглаживает микронеровности, снабжает роговицу кислородом, смывает частицы и содержит защитные вещества. Веки распределяют плёнку при каждом движении. Зачем это происходит так часто, объясняет статья о том, почему человек моргает.
Радужка и зрачок
За роговицей видна радужка – окрашенная часть глаза. В ней находятся мышцы, которые изменяют размер отверстия в центре. Это отверстие называется зрачком. Сам зрачок не является чёрной тканью: тёмным кажется вход во внутреннюю часть глаза, откуда наружу возвращается мало света.
При ярком освещении зрачок сужается, уменьшая поток света и улучшая глубину резкости. В темноте он расширяется. Реакция происходит автоматически, хотя на размер также влияют эмоции, лекарства и работа нервной системы. Цвет радужки зависит главным образом от количества и распределения меланина – подробнее об этом рассказывает материал о том, почему у людей разный цвет глаз.
Пространство между роговицей и хрусталиком заполнено прозрачной водянистой влагой. Она питает структуры без собственных сосудов и поддерживает внутриглазное давление. Жидкость постоянно образуется и оттекает. Нарушение оттока способно повредить зрительный нерв при глаукоме.
Хрусталик и фокусировка
Хрусталик – прозрачная эластичная линза за радужкой. Его удерживают тонкие волокна, связанные с ресничным телом. Когда человек переводит взгляд с далёкого предмета на близкий, ресничная мышца меняет натяжение, и хрусталик становится более выпуклым. Процесс называется аккомодацией.
С возрастом хрусталик постепенно теряет эластичность, поэтому близкий текст приходится отодвигать – возникает пресбиопия. Если белки хрусталика мутнеют, развивается катаракта. Очки не «лечат слабую мышцу», а меняют путь лучей, чтобы фокус снова приходился на сетчатку.
Стекловидное тело
За хрусталиком находится большая полость, заполненная прозрачным гелем – стекловидным телом. Оно помогает сохранять форму глаза и свободно пропускает свет к сетчатке. С возрастом структура геля меняется, в нём могут появляться плавающие помутнения, заметные как точки или ниточки на светлом фоне.
Небольшое число давно знакомых «мушек» часто неопасно. Но внезапная россыпь новых точек, вспышки света или тень, похожая на занавес, требуют срочного осмотра офтальмолога – так может проявляться разрыв или отслойка сетчатки.
Внутренние структуры получают питание разными путями. Сетчатку снабжают собственные сосуды и сосудистая оболочка, расположенная между ней и склерой. В ней много пигмента, поглощающего рассеянный свет. Если кровоток нарушается, чувствительные нервные клетки быстро страдают, поэтому внезапное выпадение части поля зрения нельзя откладывать до планового визита.
Сетчатка – светочувствительный слой
Сетчатка выстилает внутреннюю заднюю поверхность. В ней находятся палочки и колбочки. Палочки очень чувствительны и помогают видеть при слабом освещении, но плохо различают цвет и мелкие детали. Колбочки работают лучше при достаточном свете, обеспечивают цветовое зрение и высокую чёткость.
В центральной части сетчатки расположена макула, а в её центре – фовеа с особенно плотным расположением колбочек. Именно этой областью человек читает мелкий текст и рассматривает лицо. Периферическая сетчатка хуже различает детали, зато хорошо замечает движение и помогает ориентироваться.
Ночные животные приспособлены иначе. У кошек за сетчаткой есть отражающий слой, который даёт свету дополнительный шанс попасть на рецепторы – поэтому интересно разобраться, почему у кошек светятся глаза. Совы также сочетают крупные глаза и другие адаптации, описанные в статье о том, почему совы лучше видят ночью.
Зрительный нерв и мозг
Нервные клетки сетчатки обрабатывают сигнал ещё внутри глаза. Их длинные отростки собираются в зрительный нерв и выходят через заднюю стенку. В месте выхода нет фоторецепторов – это естественное слепое пятно. Обычно мозг незаметно заполняет пробел информацией второго глаза и окружающего изображения.
Сигналы частично перекрещиваются и поступают в зрительные области мозга. Там анализируются контуры, цвет, движение, глубина и узнаваемые предметы. Два глаза смотрят на сцену с немного разных точек, что помогает оценивать расстояние, но глубину мозг определяет и по перспективе, размеру и движению.
Как глаз защищён
Глазница из костей окружает яблоко, жировая ткань смягчает удары, веки и ресницы задерживают частицы, а слёзы очищают поверхность. Эти системы не защищают от всего. Ультрафиолет, химический раствор, осколок или очень яркая дуга способны повредить ткани. Особенно опасно наблюдать сварку без специального фильтра – причины разобраны в статье о том, почему нельзя смотреть на сварку.
Внезапная потеря зрения, сильная боль, травма, химический ожог, вспышки с «занавесом» или резкое двоение требуют срочной помощи. При химическом попадании глаз немедленно промывают чистой водой продолжительное время и обращаются за медицинской оценкой.
Итак, каждая часть выполняет отдельную задачу: роговица и хрусталик фокусируют, радужка дозирует свет, сетчатка преобразует его в сигнал, а нерв передаёт информацию мозгу. Зрение возникает только тогда, когда вся цепочка работает согласованно.