Wzrok jest, zapewne, naszym najważniejszym zmysłem. Więcej mózgu jest poświęcone widzeniu niż połączeniu słuchu, smaku, dotyku i zapachu. W tym artykule wyjaśniamy anatomię naszych oczu i to, jak pozwalają nam widzieć.
Wizja jest niesamowicie złożonym procesem, który działa tak dobrze, że nigdy nie musimy się nad tym zastanawiać.
Pracę systemu wizualnego można podsumować w następujący sposób: światło dostaje się do naszego źrenicy i skupia się na siatkówce w tylnej części oka. Siatkówka przekształca sygnał świetlny w impulsy elektryczne. Następnie nerw wzrokowy przenosi impulsy do mózgu, w którym przetwarzane są sygnały.
Aby zrozumieć, jak dokonuje się ten niesamowity wyczyn, zaczniemy od spojrzenia na anatomię oka.
Anatomia oka
Tkanki oka można podzielić na trzy rodzaje:
- załamujące tkanki, które skupiają światło
- światłoczułe tkanki
- wspierać tkanki
Przyjrzymy się każdemu z nich po kolei.
Refracting tkanki
Refrakturowane tkanki skupiają docierające światło na światłoczułych tkankach, dając nam wyraźny, ostry obraz. Jeśli mają niewłaściwy kształt, są źle wyrównane lub uszkodzone, widzenie może być rozmyte.
Tkanki załamujące obejmują:
Źrenica: To jest ciemna plama pośrodku kolorowej części oka, która z kolei nazywa się tęczówką. Źrenica rozszerza się i kurczy w odpowiedzi na światło, działając podobnie do przysłony w aparacie.
W bardzo jasnych warunkach źrenica zwęża się lub kurczy do średnicy około 1 milimetra (mm), aby chronić wrażliwą siatkówkę przed uszkodzeniem. Gdy jest ciemno, źrenica może rozszerzać się lub poszerzać do średnicy 10 mm. To rozszerzenie pozwala oczom wziąć tyle światła, ile to możliwe.
Iris: To jest kolorowa część oka. Tęczówka to mięsień, który kontroluje wielkość źrenicy, a zatem ilość światła docierającego do siatkówki.
Soczewka: Gdy światło przechodzi przez źrenicę, dociera do soczewki, która jest przezroczystą strukturą wypukłą. Soczewka może zmieniać kształt, pomagając oku skupić światło dokładnie na siatkówce. Wraz z wiekiem soczewka staje się sztywniejsza i mniej elastyczna, co utrudnia ustawienie ostrości.
Mięsień rzęskowy: Ten muskularny pierścień jest przymocowany do soczewki i, gdy się kurczy lub rozluźnia, zmienia kształt soczewki. Ten proces nazywa się zakwaterowaniem.
Rogówka: Jest to przezroczysta, przypominająca kopułę warstwa, która pokrywa źrenicę, tęczówkę i przednią komorę lub wypełniony płynem obszar między rogówką a tęczówką. Odpowiada za większość siły skupienia oczu. Jednak ma stały fokus, więc nie może dostosować się do różnych odległości.
Rogówka jest gęsto zaludniona zakończeniami nerwowymi i niezwykle wrażliwa. Jest to pierwsza ochrona oczu przed ciałami obcymi i obrażeniami. Ponieważ rogówka musi pozostać czysta, aby załamać światło, nie ma naczyń krwionośnych.
Dwie ciecze krążą po oczach, aby zapewnić strukturę i składniki odżywcze. Te płyny są:
Płyn szklisty: Znaleziono w tylnej części oka, płyn szklisty jest gęsty i przypomina żel. Stanowi większość masy oka.
Płyn wodny: jest bardziej wodnisty niż płyn szklisty i krąży w przedniej części oka.
Światłoczułe tkanki: siatkówka
Siatkówka jest najbardziej wewnętrzną warstwą oka. Mieści ponad 120 milionów światłoczułych komórek fotoreceptorów, które wykrywają światło i przetwarzają je na sygnały elektryczne.
Sygnały te są przesyłane do mózgu w celu przetworzenia.
Komórki fotoreceptorów w siatkówce zawierają cząsteczki białka zwane opsynami, które są wrażliwe na światło.
Dwie główne komórki fotoreceptorów nazywane są prętami i stożkami. W odpowiedzi na cząsteczki światła pręty i stożki wysyłają sygnały elektryczne do mózgu.
Szyszki: Znajdują się one w centralnej części siatkówki zwanej plamką, i są szczególnie gęste w małym otworze w centrum plamki znanej jako dołka. Szyszki są niezbędne do uzyskania szczegółowej, barwnej wizji. Istnieją trzy rodzaje szyszek, zwykle zwane:
• krótki lub niebieski
• środkowy lub zielony
• długi lub czerwony
Szyszki są używane do widzenia w normalnych warunkach oświetleniowych i pozwalają nam rozróżniać kolory.
Pręty: najczęściej znajdują się na krawędziach siatkówki i służą do widzenia w słabym świetle. Chociaż nie potrafią rozróżnić kolorów, są bardzo wrażliwe i potrafią wykryć najmniejsze ilości światła.
Nerw wzrokowy: ta gruba wiązka włókien nerwowych przenosi sygnały z siatkówki do mózgu. W sumie istnieje około 1 miliona cienkich włókien siatkówki zwanych komórkami zwojowymi, które przenoszą lekkie informacje z siatkówki do mózgu.
Komórki zwojowe opuszczają oko w punkcie zwanym dyskiem optycznym. Ponieważ nie ma prętów i stożków, jest to również określane jako martwe pole.
Różne podzbiory komórek zwojowych rejestrują różne typy informacji wizualnych. Na przykład niektóre komórki zwojowe są wrażliwe na kontrast i ruch, inne na kształt i szczegóły. Razem niosą wszystkie niezbędne informacje z naszego pola widzenia.
Mózg pozwala nam widzieć w 3D, dając nam głębszą percepcję, porównując sygnały z obu oczu.
Sygnały generowane w siatkówce kończą się w kory wzrokowej, części mózgu, która specjalizuje się w przetwarzaniu informacji wizualnych. Tutaj impulsy są zszywane w celu utworzenia obrazów.
Podtrzymujące tkanki
Cera twarda: Powszechnie nazywa się to bielą oka. Jest włóknisty i zapewnia wsparcie gałki ocznej, pomagając zachować jej kształt.
Conjunctiva: Cienka, przezroczysta membrana, która pokrywa większość białego oka i wnętrze powiek. Pomaga smarować oko i chronić je przed drobnoustrojami.
Choroid: Warstwa tkanki łącznej między siatkówką a twardówką. Zawiera wysokie stężenie naczyń krwionośnych. Ma zaledwie 0,5 mm grubości i zawiera absorbujące światło komórki pigmentowe, które pomagają zmniejszyć odbicia w siatkówce.
Warunki oczu
Podobnie jak w przypadku każdej części ciała, problemy z naszym wzrokiem mogą wynikać z choroby, urazu lub wieku. Poniżej znajdują się tylko niektóre z warunków, które mogą wpływać na oczy:
Związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej: Plamka powoli rozpada się, powodując niewyraźne widzenie, a czasem utratę wzroku w centrum pola widzenia.
Amblyopia: To zaczyna się w dzieciństwie i często nazywa się leniwe oko. Jedno oko nie rozwija się prawidłowo, ponieważ dominuje drugie, mocniejsze oko.
Anisocoria: Dzieje się tak, gdy źrenice mają nierówny rozmiar. Może to być nieszkodliwy stan lub objaw poważniejszego problemu medycznego.
Astygmatyzm: rogówka lub soczewka są nieprawidłowo zakrzywione, więc światło nie jest prawidłowo skupione na siatkówce.
Zaćma: Zmarszczenie soczewki powoduje zaćmę. Prowadzi do niewyraźnego widzenia i, jeśli nie są leczone, ślepoty.
Ślepota kolorów: Dzieje się tak, gdy komórki stożka są nieobecne lub nie działają poprawnie. Ktoś, kto jest w kolorze, ma trudności z rozróżnieniem pewnych kolorów.
Zapalenie spojówek lub oko różowe: Jest to powszechna infekcja spojówki, która pokrywa przód gałki ocznej.
Oddzielna siatkówka: stan, w którym siatkówka obluzowuje się. Wymaga pilnego leczenia.
Podwójne widzenie: Może to być spowodowane kilkoma poważnymi chorobami, które powinny zostać jak najszybciej sprawdzone przez lekarza.
Floaters: Są to drobiny, które dryfują po polu widzenia danej osoby. Są normalne, ale mogą także być oznaką czegoś poważniejszego, na przykład odłączenia siatkówki.
Jaskra: ciśnienie wzrasta wewnątrz oka i może ostatecznie uszkodzić nerw wzrokowy. Może to ostatecznie doprowadzić do utraty wzroku.
Krótkowzroczność: jest to inaczej krótkowzroczność. Przy krótkowzroczności trudno jest dostrzec rzeczy odległe.
Zapalenie nerwu wzrokowego: nerw wzrokowy ulega zapaleniu, często z powodu nadczynności układu odpornościowego.
Strabismus: oczy wskazują w różnych kierunkach; jest szczególnie powszechny wśród dzieci.
W skrócie
Oczy i nasz system wizualny pracują ciężko w każdej sekundzie, kiedy jesteśmy na jawie, tworząc płynną wizualną rzeczywistość z oszałamiającego szeregu impulsów świetlnych.
Traktujemy wizję za pewnik, ale nasze oczy są jednym z najbardziej niesamowitych osiągnięć inżynierii ewolucyjnej.
Najświeższe badania i odkrycia dotyczące wzroku w 2024 roku
W 2024 roku badania nad zdrowiem oczu i ich funkcjonowaniem wciąż dostarczają fascynujących odkryć. Ostatnie prace badawcze zwracają uwagę na związek między zdrowiem oczu a ogólnym stanem zdrowia. Okazało się, że choroby oczu, takie jak jaskra czy zwyrodnienie plamki żółtej, mogą być wskaźnikami innych schorzeń, takich jak choroby serca czy cukrzyca.
Najnowsze technologie, takie jak sztuczna inteligencja, zaczynają być wykorzystywane w diagnostyce chorób oczu, co może znacznie poprawić dokładność diagnozowania i monitorowania stanu pacjentów. Badania wykazały, że wykorzystanie algorytmów AI w analizie obrazów siatkówki może wykrywać wczesne oznaki zwyrodnienia plamki żółtej i innych schorzeń, co pozwala na szybszą interwencję i lepsze rokowania dla pacjentów.
Dodatkowo, nowe terapie genowe są w fazie badań klinicznych, które mogą przynieść nadzieję osobom cierpiącym na rzadkie choroby oczu. Te innowacje w medycynie mogą zrewolucjonizować sposób, w jaki podchodzimy do leczenia i zarządzania zdrowiem oczu w nadchodzących latach.
