Sissejuhatus silmadesse ja nende toimimisse
Nägemine on vaieldamatult meie kõige olulisem meel. Suurem osa ajust on pühendatud nägemisele kui kuulmisele, maitsmisele, puudutamisele ja haistmisele koos. Selles artiklis selgitame oma silmade anatoomiat ja seda, kuidas nad meid nägema lasevad.
Nägemine on uskumatult keeruline protsess, mis töötab nii hästi, me ei pea kunagi sellele palju mõtlema.
Visuaalse süsteemi töö võib kokku võtta järgmiselt: valgus siseneb meie õpilasesse ja keskendub silma tagaosas olevale võrkkestale. Võrkkest muundab valgussignaali elektrilisteks impulssideks. Seejärel kannab nägemisnärv impulsid ajju, kus signaale töödeldakse.
Et mõista, kuidas see hämmastav saavutus toimub, alustame pilguheit silma anatoomiasse.
Allpool on silma 3D-mudel, mis on täielikult interaktiivne.
Silma kohta lisateabe saamiseks uurige 3D-mudelit hiirepadja või puuteekraani abil.
Silma anatoomia
Silma kudesid saab jagada kolme tüüpi:
- murduvad koed, mis keskenduvad valgusele
- valgustundlikud koed
- tugikuded
Vaatame neid kõiki kordamööda.
Murduvad koed
Murduvad koed fokuseerivad sissetuleva valguse valgustundlikele kudedele, et saada meile selge ja terav pilt. Kui need on vale kujuga, valesti joondatud või kahjustatud, võib nägemine olla udune.
Murduvate kudede hulka kuuluvad:
Õpilane: see on teie silma värvilise osa keskosas olev tume laik, mida omakorda nimetatakse iiriseks. Õpilane paisub ja kahaneb vastuseks valgusele, toimides sarnaselt kaamera avaga.
Väga eredates oludes tõmbub õpilane kokku või kahaneb umbes 1 millimeetri (mm) läbimõõduni, et kaitsta tundlikku võrkkesta kahjustuste eest. Pimeduse korral võib õpilane laieneda või laieneda kuni 10 mm läbimõõduga. See laienemine võimaldab silmal võtta nii palju valgust kui võimalik.
Iiris: see on silma värviline osa. Iiris on lihas, mis kontrollib õpilase suurust ja seetõttu võrkkestani jõudva valguse hulka.
Lääts: kui valgus on läbi õpilase liikunud, jõuab see läätseni, mis on läbipaistev kumer struktuur. Lääts võib muuta kuju, aidates silmal valguse võrkkestale täpselt fokuseerida. Vanusega muutub objektiiv jäigemaks ja vähem painduvaks, muutes teravustamise raskemaks.
Silarlihas: see lihaserõngas on kinnitatud läätse külge ja kui see kokku tõmbub või lõdvestub, muudab see läätse kuju. Seda protsessi nimetatakse majutuseks.
Sarvkest: see on selge kuplitaoline kiht, mis katab sarvkesta ja iirise vahel pupilli, iirise ja eesmise kambri või vedelikuga täidetud ala. See vastutab suurema osa silma fookusjõu eest. Kuid sellel on fikseeritud fookus, nii et see ei saa erinevate kaugustega kohaneda.
Sarvkest on tihedalt asustatud närvilõpmetega ja uskumatult tundlik. See on silma esimene kaitse võõrkehade ja vigastuste eest. Kuna sarvkest peab valguse murdmiseks püsima selge, pole sellel veresooni.
Struktuuri ja toitainete saamiseks ringlevad silmades kaks vedelikku. Need vedelikud on:
Klaaskeha: leidub silma tagumises osas, klaaskeha on paks ja geeljas. See moodustab suurema osa silma massist.
Vesivedelik: see on vesisem kui klaaskeha ja ringleb silma esiosa kaudu.
Valgustundlikud koed: võrkkesta
Võrkkesta on silma sisemine kiht. Selles on üle 120 miljoni valgustundliku fotoretseptorelemendi, mis tuvastavad valguse ja muudavad selle elektrisignaalideks.
Need signaalid saadetakse töötlemiseks ajju.
Võrkkesta fotoretseptorirakud sisaldavad valgutundlikke valgumolekule, mida nimetatakse opsiinideks.
Kahte primaarset fotoretseptorrakku nimetatakse vardadeks ja koonusteks. Vastuseks valguse osakestele saadavad vardad ja koonused ajju elektrisignaale.
Käbid: neid leidub võrkkesta keskosas, mida nimetatakse makulaks, ja need on eriti tihedad väikeses süvendis makula keskel, mida tuntakse fovea nime all. Koonused on detailse värvinägemise jaoks hädavajalikud. Koonuseid on kolme tüüpi, mida tavaliselt nimetatakse:
• lühike või sinine
• keskmine või roheline
• pikk või punane
Koonuseid kasutatakse tavapärastes valgustingimustes nägemiseks ja need võimaldavad meil värve eristada.
Vardad: neid leidub enamasti võrkkesta servade ümber ja neid kasutatakse nägemiseks vähese valguse korral. Kuigi nad ei suuda värve eristada, on nad äärmiselt tundlikud ja suudavad tuvastada kõige vähem valgust.
Nägemisnärv: see paks närvikiudude kimp edastab võrkkestast ajju signaale. Kokku on umbes miljon õhukest võrkkesta kiudu, mida nimetatakse ganglionrakkudeks ja mis kannavad valgusteavet võrkkestast ajju.
Ganglionirakud jätavad silma punktiks, mida nimetatakse optiliseks kettaks. Kuna vardasid ja koonuseid pole, nimetatakse seda ka pimeala.
Ganglionirakkude erinevad alamhulgad registreerivad erinevat tüüpi visuaalset teavet. Näiteks on mõned ganglionirakud tundlikud kontrasti ja liikumise suhtes, teised kuju ja detailide suhtes. Üheskoos kannavad nad kogu vajalikku teavet meie nägemisväljast.
Aju võimaldab meil näha 3D-d, andes meile sügavustaju, võrreldes mõlema silma signaale.
Võrkkestas genereeritud signaalid satuvad visuaalsesse ajukooresse - aju osasse, mis on spetsialiseerunud visuaalse teabe töötlemisele. Siin on impulsid piltide loomiseks kokku ühendatud.
Tugikoed
Sclera: seda nimetatakse tavaliselt silma valgeks. See on kiuline ja toetab silmamuna, aidates sellel oma kuju säilitada.
Konjunktiiv: õhuke, läbipaistev membraan, mis katab suurema osa silma valgest ja silmalaugude sisemusest. See aitab silma määrida ja mikroobide eest kaitsta.
Koroid: võrkkesta ja kõvakesta vaheline sidekoe kiht. See sisaldab suurt veresoonte kontsentratsiooni. Selle paksus on vaid 0,5 mm ja see sisaldab valgust neelavaid pigmentrakke, mis aitavad vähendada peegeldusi võrkkestas.
Silmahaigused
Nagu iga kehaosa puhul, võivad ka meie nägemisega seotud probleemid tekkida haigustest, vigastustest või vanusest. Allpool on vaid mõned tingimused, mis võivad silmi mõjutada:
Vanusega seotud kollatähni degeneratsioon: makula laguneb aeglaselt, tekitades häguse nägemise ja mõnikord nägemisvälja keskel nägemise kaotuse.
Amblüoopia: see algab lapsepõlvest ja seda nimetatakse sageli laisaks silmaks. Üks silm ei arene korralikult, kuna domineerib teine, tugevam silm.
Anisokoria: see juhtub siis, kui õpilased on ebavõrdsed. See võib olla kahjutu seisund või tõsisema meditsiinilise probleemi sümptom.
Astigmatism: sarvkest või lääts on valesti kaardus, nii et valgus ei ole võrkkestale õigesti suunatud.
Katarakt: läätse hägustumine põhjustab katarakti. Need toovad kaasa nägemise ähmastumise ja ravita pimeduse.
Värvipimedus: see juhtub siis, kui koonusrakud puuduvad või ei tööta korralikult. Kellelgi, kes on värvipime, on raske teatud värve eristada.
Konjunktiviit või roosa silm: see on konjunktiivi tavaline infektsioon, mis katab silmamuna esiosa.
Eraldatud võrkkesta: seisund, kui võrkkest vabaneb. See nõuab kiiret ravi.
Diploopia või topeltnägemine: selle võivad põhjustada mitmed sageli tõsised seisundid, mida arst peaks võimalikult kiiresti kontrollima.
Ujukid: need on täpid, mis triivivad üle inimese nägemisvälja.Need on normaalsed, kuid võivad olla ka märk millestki tõsisemast, näiteks võrkkesta irdumisest.
Glaukoom: silma sees tekib rõhk ja see võib lõpuks nägemisnärvi kahjustada. See võib lõpuks põhjustada nägemise kaotuse.
Lühinägelikkus: seda nimetatakse muidu lühinägelikkuseks. Lühinägelikkuse korral on raske näha asju, mis on kaugel.
Optiline neuriit: nägemisnärv muutub põletikuliseks, sageli immuunsüsteemi üliaktiivsuse tõttu.
Strabismus: silmad on suunatud erinevatesse suundadesse; see on eriti levinud laste seas.
Lühidalt
Silmad ja meie visuaalne süsteem töötavad iga ärkveloleku järel kõvasti, kududes peadpööritavast valguspõhiste impulsside hulgast sujuva visuaalse tegelikkuse.
Me võtame nägemust iseenesestmõistetavana, kuid meie silmad on evolutsioonilise inseneritöö üks hämmastavamaid värke.
