Sig is een van die mees waardevolle menslike sintuie. Terwyl die visuele sisteem 'n relatief komplekse deel van die brein is, word die proses gedryf deur 'n nederige optiese element: die oog. Dit vorm beelde op die retina, waar lig deur fotoreseptore geabsorbeer word. Met hul hulp word elektriese seine na die visuele korteks oorgedra vir verdere verwerking.
Die hoofelemente van die optiese stelsel van die oog: die kornea en die lens. Hulle neem lig waar en projekteer dit op die retina. Dit is opmerklik dat die oogtoestel baie eenvoudiger is as dié van kameras met veelvuldige lense wat in sy gelykenis geskep is. Ten spyte van die feit dat slegs twee elemente die rol van lense in die oog speel, benadeel dit nie die persepsie van inligting nie.
Lig
Die inherente aard van lig beïnvloed ook sekere kenmerke van die optiese sisteem van die oog. Die retina is byvoorbeeld die sensitiefste in die sentrale deel vir die persepsie van die sigbare spektrum, wat ooreenstem met die stralingspektrum van die Son. Lig kan as dwars gesien wordelektromagnetiese golf. Sigbare golflengtes van ongeveer blou (400 nm) tot rooi (700 nm) maak slegs 'n klein fraksie van die elektromagnetiese spektrum uit.
Dit is interessant om daarop te let dat die aard van die deeltjie lig (foton) ook visie onder sekere toestande kan beïnvloed. Die absorpsie van fotone vind in fotoreseptore plaas volgens die reëls van 'n ewekansige proses. Veral die intensiteit van lig wat elke fotoreseptor bereik, bepaal slegs die waarskynlikheid om 'n foton te absorbeer. Dit beperk die vermoë om teen lae helderheid te sien en die oog by donkerte aan te pas.
Deursigtigheid
In kunsmatige optiese stelsels word deursigtige materiale gebruik: glas of plastiek met 'n refraktiewe bindmiddel. Net so moet die menslike oog grootskaalse hoë-resolusie beelde vorm deur lewende weefsel te gebruik. As die beeld wat op die retina geprojekteer word te vaag, vaag is, sal die visuele stelsel nie behoorlik werk nie. Die rede hiervoor kan oog- en neuronale siektes wees.
Anatomie van die oog
Die menslike oog kan beskryf word as 'n vloeistofgevulde kwasi-sferiese struktuur. Die optiese sisteem van die oog bestaan uit drie lae weefsels:
- ekstern (sklera, kornea);
- intern (retina, siliêre liggaam, iris);
- intermediêr (choroid).
By volwasse mense is die oog ongeveer 'n sfeer van 24 mm in deursnee en bestaan uit baie sellulêre en nie-sellulêre komponente afkomstig van ektodermale en mesodermale kiemlynbronne.
Die buitekant van die oog word bedek deur 'n weerstandbiedende en buigsame weefsel wat die sklera genoem word, behalwe vir die voorkant waar die deursigtige kornea lig toelaat om die pupil binne te gaan. Twee ander lae onder die sklera: choroid om voedingstowwe te verskaf en retina waar lig deur fotoreseptore geabsorbeer word na beeldvorming.
Die oog is dinamies as gevolg van die werking van ses ekstrinsieke spiere om die visuele omgewing vas te vang en te skandeer. Lig wat die oog binnedring, word deur die kornea gebreek: 'n dun deursigtige laag vry van bloedvate, ongeveer 12 mm in deursnee en ongeveer 0,55 mm dik in die sentrale deel. Waterskeurfilm op die kornea waarborg die beste beeldkwaliteit.
Die voorste kamer van die oog is gevul met 'n vloeibare stof. Die iris, twee stelle spiere met 'n sentrale gat waarvan die grootte afhang van sametrekking, tree op soos 'n diafragma met 'n kenmerkende kleur na gelang van die hoeveelheid en verspreiding van pigmente.
Die pupil is die gat in die middel van die iris wat die hoeveelheid lig wat die oog binnedring reguleer. Sy grootte wissel van minder as 2 mm in helder lig tot meer as 8 mm in die donker. Nadat die pupil lig waargeneem het, kombineer die kristallyne lens met die kornea om beelde op die retina te vorm. 'n Kristallense kan sy vorm verander. Dit word omring deur 'n elastiese kapsule en geheg aan die siliêre liggaam deur sonules. Die werking van die spiere in die siliêre liggaam laat die lens toe om sy krag te verhoog of te verminder.
Retina en kornea
Daar is 'n sentrale depressie in die retina waarbevat die grootste aantal reseptore. Sy perifere dele gee minder resolusie, maar is gespesialiseerd in oogbeweging en voorwerpopsporing. Die natuurlike gesigsveld is redelik groot in vergelyking met die kunsmatige een en is 160×130°. Die makula is naby geleë en funksioneer as 'n ligfilter, wat die retina kwansuis beskerm teen degeneratiewe siektes deur blou strale uit te sif.
Die kornea is 'n sferiese snit met 'n anterior krommingradius van 7,8 mm, 'n posterior krommingradius van 6,5 mm en 'n inhomogene brekingsindeks van 1,37 as gevolg van die gelaagde struktuur.
Ooggrootte en fokus
Die gemiddelde statiese oog het 'n totale aksiale lengte van 24,2 mm en verafgeleë voorwerpe is presies op die middel van die retina gefokus. Maar afwykings in die grootte van die oog kan die situasie verander:
- myopie, wanneer beelde voor die retina gefokus word,
- verssiendheid wanneer dit agter haar gebeur.
Die funksies van die optiese sisteem van die oog word ook geskend in geval van astigmatisme - 'n verkeerde kromming van die lens.
Beeldkwaliteit op die retina
Selfs wanneer die optiese stelsel van die oog perfek gefokus is, lewer dit nie 'n perfekte beeld nie. Verskeie faktore beïnvloed dit:
- diffraksie van lig in die pupil (vervaging);
- optiese aberrasies (hoe groter die pupil, hoe slegter die sigbaarheid);
- verstrooiing binne-in die oog.
Spesifieke ooglensvorms, brekingsindeksvariasies en meetkundige kenmerke is tekortkominge van die oog se optiese stelselin vergelyking met kunsmatige eweknieë. Die normale oog is ten minste ses keer laer kwaliteit en elkeen skep 'n oorspronklike bitmap afhangende van die afwykings wat teenwoordig is. So, byvoorbeeld, die waargenome vorm van sterre sal van persoon tot persoon verskil.
Perifere visie
Die sentrale veld van die retina gee die grootste ruimtelike resolusie, maar die minder waaksame perifere deel is ook belangrik. Danksy perifere visie kan 'n persoon in die donker navigeer, onderskei tussen die bewegingsfaktor, en nie die bewegende voorwerp self en sy vorm nie, en in die ruimte navigeer. Perifere visie is oorheersend by diere en voëls. Boonop het sommige van hulle 'n kykhoek van al 360 ° vir 'n groter kans op oorlewing. Visuele illusies word op die kenmerke van perifere visie bereken.
Resultaat
Die optiese stelsel van die menslike oog is eenvoudig en betroubaar en perfek aangepas by die persepsie van die omliggende wêreld. Alhoewel die kwaliteit van die sigbare laer is as in gevorderde tegniese stelsels, voldoen dit aan die vereistes van die organisme. Die oë het 'n aantal kompenserende meganismes wat sommige van die potensiële optiese beperkings weglaatbaar laat. Byvoorbeeld, die groot negatiewe effek van chromatiese defokusering word uitgeskakel deur toepaslike kleurfilters en banddeurlaatspektrale sensitiwiteit.
In die afgelope dekade, die moontlikheid om oogafwykings reg te stel met behulp van adaptiveoptika. Dit is tans tegnies moontlik in die laboratorium met korrektiewe toestelle soos intraokulêre lense. Korreksie kan die vermoë om te sien herstel, maar daar is 'n nuanse - die selektiwiteit van fotoreseptore. Selfs al word skerp beelde op die retina geprojekteer, sal die kleinste letter wat waargeneem word, veelvuldige fotoreseptore vereis om korrek te interpreteer. Prente van letters kleiner as die ooreenstemmende gesigskerpte sal nie onderskei word nie.
Die belangrikste visuele afwykings is egter swak afwykings: onscherp en astigmatisme. Hierdie gevalle is maklik reggestel deur verskeie tegnologiese ontwikkelings sedert die dertiende eeu, toe silindriese lense uitgevind is. Moderne metodes behels die gebruik van kontak- en intraokulêre lense of laser refraktiewe chirurgie prosedures om die struktuur van die pasiënt se optiese stelsel te wysig.
Die toekoms van oftalmologie lyk belowend. Fotonika en beligtingstegnologie sal 'n sleutelrol daarin speel. Die gebruik van gevorderde opto-elektronika sal nuwe prosteses toelaat om versiende oë te herstel sonder om lewende weefsel te verwyder, soos tans die geval is. Nuwe optiese koherensie-tomografie kan volskaalse intydse 3D-visualisering van die oog verskaf. Die wetenskap staan nie stil sodat die optiese sisteem van die oog elkeen van ons die wêreld in al sy glorie laat sien nie.
