Глаз человека – это сложно устроенная система "линз", фокусирующих лучи на сетчатке.
История вопроса
С давних времен человека интересовал вопрос о природе зрения.В Древнем Египте существовала идея о «выходе» из глаз особых «лучей», которые как бы «ощупывают» окружающий мир.
В V веке до нашей эры уже появились первые теории цветового зрения Демокрита и Эмпедокла. Демокрит считал, что цвет зависит от формы и расположения атомов. А Эмпедокл полагал, что любой предмет излучает некую субстанцию, когда субстанция от окружающих нас предметов сталкивается с субстанцией, излучаемой нашими глазами, появляется ощущение цвета.
В 1672 году появилась первая научно-обоснованная теория восприятия цвета Ньютона, который пропустил белый свет через призму и получил семь цветов радуги. Вопросом цветного зрения занимались Ломоносов, Юнг, Геринг, Гельмгольц и многие другие. Многочисленные теории света и цвета в некоторых моментах были похожи, а в некоторых – абсолютно противоречивы.
Научно-технический прогресс позволил объяснить процесс зрительного восприятия у животных и человека, но вплоть до настоящего момента среди ученых нет единого мнения относительно цветного зрения.
Как и почему мы видим?
Глаз человека – это сложно устроенная система линз (роговица, хрусталик, стекловидное тело), в результате прохождения через которые лучи света, в норме, фокусируются на сетчатке. Источники света мы видим потому, что они создают излучение, попадающее к нам в глаза. Но мы видим также и тела, не являющиеся источниками света, - все окружающие нас предметы. Однако мы их видим только тогда, когда они освещены источниками света. Лучи, идущее от источников света, упав на поверхность предметов, меняют свое направление, проходят через прозрачные среды глаза и фокусируются на сетчатке.
В сетчатке человека содержатся два типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и колбочки, отвечающие за цветное зрение.
Палочки и колбочки распределены в сетчатке неравномерно. В центральной зоне сетчатки преобладают колбочки их 5-7 млн., по периферии - палочки - их до 140 млн. В фоторецепторных клетках сетчатки содержатся зрительные пигменты: в палочках – родопсин, йодопсин - в колбочках. Эти пигменты вырабатываются тут же – в сетчатке - клетками пигментного эпителия. Под влиянием света в фоторецепторах сетчатки происходит распад зрительных пигментов. Один из промежуточных продуктов его превращения непосредственно ответствен за возникновение зрительного возбуждения. Родопсин палочек состоит из прочно связанных между собой ретиналя (форма витамина А) и белка опсина.
Родопсин обладает очень высокой чувствительностью - его молекула разрушается при поглощении 1-2 квантов света. Действие света приводит к пространственному изменению 11-цис-ретиналя в тронс-ретиналь. При этом родопсин превращается в метародопсин II, который распадается на опсин и 11-тронс ретиналь. Именно метародопсин II включает систему передачи нервного импульса, необходимого для передачи изображения в головной мозг. Все эти превращения происходят за 1 мс. Регенерация пигмента после его распада происходит медленно, в течение нескольких минут; для этого необходимо транспорт ретиналя из фоторецепторов в пигментный эпителий. Именно поэтому сетчатка совершает микродвижения, чтобы фотон света не попадал на один и тот же участок. На ярком свету родопсин разрушается, и человек, входя в темное помещение, первое время ничего не видит, пока не восстановятся молекулы этого вещества.
Йодопсин – пигмент колбочек, также как родопсин имеет в своем составе 11-цис-ретиналь, его распад происходит аналогично родописну. Но молекулы йодопсина могут преобразовываться только при воздействии большого количества световой энергии, поэтому колбочки работают только на свету. Йодопсин восстанавливается быстрее родопсина в 530 раз, поэтому при недостатке витамина А, в первую очередь страдает зрение палочек, или сумеречное зрение.
Из сетчатки зрительная информация по волокнам зрительного нерва (II пара черепных нервов) устремляется в мозг. Зрительные нервы от каждого глаза у основания мозга частично перекрещиваются. В области перекреста (хиазма) часть волокон каждого зрительного нерва переходит на противоположную сторону. Такой частичный перекрест волокон обеспечивает каждое полушарие мозга информацией от обоих глаз. Правое полушарие получает информацию от правых половин сетчаток обоих глаз, а левое полушарие — от левых половин. После зрительного перекреста зрительные нервы называют зрительными трактами.
Конечная информация поступает затылочную долю коры головного мозга, в результате чего мы «получаем» изображение – т.е. видим окружающий нас мир.
