Как видят глаза: механизмы и нюансы зрения 🔵

Практически все, что происходит в окружающем мире воспринимается человеком через зрение. Как известно, наряду с мозгом, парным органом зрения являются глаза. Однако, почти никто не задумывается каким образом исходное изображение генерируется в то, что человек видит перед собой. Как видят глаза, читайте далее в нашей статье.

Содержание

Получение изображения

Если взять старый фотоаппарат с ручным управлением, можно попробовать глядя прямо в объектив покрутить колесико диафрагмы. Получится увидеть, как внутри то сужается, то расширяется пропускающее свет отверстие — диафрагма.

А если в полумраке подойти к зеркалу и, глядя на свои зрачки резко осветить глаза, то можно увидеть, что отверстие зрачка сузится, точно так же, как диафрагма в фотоаппарате.

Что произойдет, если покрутить колесико резкости? Объектив то удаляется от пленки, то приближается, настраивая фокус, то на близкие предметы, то на далекие. Точно такую же функцию выполняет в человеческом глазу хрусталик, а роль пленки играет сетчатка.

Как все работает

Чтобы сделать хороший снимок, необходимо вначале настроить фокус объектива. Современные фотоаппараты с автоматическим наведением на резкость работают точно так же, как и глаза человека.

В зависимости от яркости освещения, радужка (диафрагма) человека меняет диаметр зрачка, пропуская в глаз ровно столько света, сколько нужно;
Далее лучи света преломляются в хрусталике (линзе объектива), чтобы построить на сетчатке уменьшенное перевернутое изображение;
Резкость изображения (фокусировка) постоянно контролируется хрусталиком, меняющим свою кривизну в зависимости от удаленности объекта;
В конце процесса сетчатка (как фотопленка) преобразует это изображение в импульсы, отсылаемые в мозг для формирования зрительного образа.

Все это занимает какие-то доли секунд. Стоит согласиться, что человеческий глаз и фотоаппарат очень похожи. Зная, что и как в них работает, можно заметить, что радужка играет роль диафрагмы, хрусталик — объектив, а сетчатка — сверхчувствительная фотопленка.

Видеть и узнавать

Органы зрения человека, несомненно, сложнее любого, даже самого дорогого фотоаппарата. Ведь человек не только фиксирует увиденное, но и анализирует его. Каждый предмет вокруг имеет свои характеристики:

Движение;
Глубину;
Цвет;
Форму.

И каждый из этих элементов незаметно для смотрящего постоянно обрабатывается определенной частью мозга, чтобы в итоге получить цельное восприятие предмета. Это восприятие всегда субъективно. Поэтому, даже если два человека одинаково называют один и тот же цвет, нельзя быть уверенным, что видят они его одинаково.

Вся информация, поступающая в мозг, в том числе и зрительная, постоянно сравнивается с той, которая содержится в памяти. Человек без всякого напряжения сразу понимает, что видит дом, так как в памяти хранится уже множество домов — объектов со схожими характеристиками. Аналогичная по сложности мыслительная работа позволяет, едва взглянув на предметы или лица людей, понять их отличия.

Бинокулярность и стереоскопический эффект

Почему мы видим мир объемным, а не плоским, как на картинке? Все дело в бинокулярном зрении — способности мозга совмещать два изображения, полученных от правого и левого глаза под разными углами, в единый 3D-образ. Этот сложнейший процесс называется фузией, и именно он позволяет нам безошибочно определять дистанцию до предметов и чувствовать глубину пространства.

Если один глаз видит чуть хуже или оптические оси смещены, мозг может игнорировать «неправильный» сигнал. В медицине это часто приводит к развитию амблиопии, когда один из органов зрения практически выключается из процесса восприятия реальности.

Работа фоторецепторов в условиях дефицита света

На сетчатке глаза расположены миллионы светочувствительных клеток — палочек и колбочек. Палочки отвечают за периферийное и сумеречное зрение, позволяя нам ориентироваться в полумраке, тогда как колбочки активируются только при ярком освещении и отвечают за детализацию. Замечали, как долго глаза привыкают к темноте после выхода из освещенной комнаты?

Палочки: обеспечивают ночное видение, но совершенно не различают цвета;
Колбочки: концентрируются в центральной ямке (макуле) и реагируют на три части спектра;
Зрительный пурпур: пигмент родопсин, который распадается на свету и восстанавливается в темноте;
Макула: зона максимальной остроты зрения, где плотность рецепторов достигает пика.

Динамика аккомодации и мышечный тонус

За мгновенную фокусировку на разных расстояниях отвечает цилиарная мышца, которая меняет кривизну хрусталика. Когда мы смотрим на линию горизонта, мышца расслаблена, а хрусталик становится плоским. Но стоит перевести взгляд на экран смартфона, как мышечные волокна напрягаются, делая биологическую линзу более выпуклой.

Длительная работа на близком расстоянии без пауз приводит к спазму аккомодации. В таком состоянии глаз «забывает», как расслабляться, что становится первым шагом к развитию истинной близорукости.

Помните, что хрусталик — это не статичное стекло, а эластичный живой орган. С возрастом он теряет гибкость, что неизбежно ведет к пресбиопии, когда для чтения текста вблизи требуются плюсовые очки.