Получать информацию об окружающем мире, происходящих в организме процессах человеку и животному дают возможность органы чувств. Бóльшая часть сведений поступает благодаря зрению, осуществляемому удивительно устроенной зрительной системой. Глаза воспринимают свет, окраску, форму, размер, удаленность объектов, позволяют ориентироваться. Научные факты и интересные подробности о строении глаза, зрительной системы заинтересуют и взрослую, и детскую аудиторию.
Как устроен человеческий глаз
К зрительному органу относятся глаза, зрительные пути и два центра зрения, расположенные в затылочных долях головного мозга. Глаз воспринимает световую информацию, преобразовывает ее в электрические импульсы, далее с помощью зрительных путей и зрительных нервов направляет ее в мозг. Но сначала информация, попав на сетчатку, преломляется, фокусируется, чтобы достигнуть четкости образа.
Глаз человека (глазное яблоко) состоит из стекловидного тела, хрусталика, водянистой влаги. Под стекловидным телом понимают гелеподобное прозрачное вещество, которым заполнено пространство между сетчаткой и хрусталиком, а хрусталик (своего рода биологическая линза) представляет собой прозрачное тело между радужкой и стекловидным телом. Пространство перед и позади радужки (передняя и задняя камера) заполнено водянистой влагой – прозрачной желеобразной жидкостью.
Если зрение нормальное или наблюдается дальнозоркость, то глазное яблоко шаровидное, при близорукости становится овально-вытянутым. Расположено оно в глазнице и от повреждений защищено костями черепа. Передняя поверхность защищена веком.
Оболочки глаза:
- Фиброзная (наружная). По структуре плотная, к ней крепятся наружные глазные мышцы, обусловливает шаровидную форму, защищает глаз. Прозрачная передняя часть называется роговицей, белесоватая задняя – склерой.
- Сосудистая (средняя). Участвует в процессах обмена, питании глаза. Образована радужкой, ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой. Во внутреннюю часть глазного яблока и далее на сетчатку свет попадает через отверстие по центру радужки, которое называется зрачком. На цвет радужки влияет количество пигмента меланина.
- Сетчатая (внутренняя) или сетчатка. Именно здесь воспринимается свет, осуществляются биохимические превращения зрительных пигментов, информация передается в ЦНС (центральная нервная система).
Движения глазного яблока обеспечивают шесть наружных мышц. Благодаря их слаженной работе осуществляется бинокулярное, т. е. двумя глазами, зрение. В итоге получается трехмерное изображение. Для увлажнения наружной оболочки глаза слезные железы продуцируют слезную жидкость (слезу), отток которой происходит через слезоотводящие пути.
Интересные факты о глазах и зрении человека:
- глазное яблоко при рождении имеет диаметр примерно 16 мм, к 12 месяцам он будет уже 19 мм, а в 1,5 года достигнет 25 мм, масса при рождении – 3 г, в один год – 4,5 г, в 11 лет – 11 г, после 20 лет рост глаз, в отличие от ушей и носа, прекращается;
- видимое нам глазное яблоко – это всего лишь 1/6 его часть;
- в глазу около 125 млн светочувствительных клеток;
- за секунду глаза фокусируются на полусотне объектов (фотоаппарату для этого потребуется 50-100 секунд), за час обрабатывают 36 000 частиц информации, в течение жизни видят более 24 млн разных изображений;
- продолжительность одного моргания составляет 100-150 миллисекунд, за секунду происходит пять морганий, за минуту – ≈17 морганий, за сутки – 14 280, за год – 5,2 млн;
- все новорожденные сначала дальтоники, глаза у них серо-голубые, свой настоящий цвет приобретают через два года;
- слеза у младенца начинает вырабатываться в возрасте 6-8 недель;
- в глубокой древности, примерно 10 000 лет назад, все земляне были кареглазыми, затем из-за генетической мутации у одного из жителей побережья Черного моря появились голубые глаза;
- большинство жителей планеты кареглазые, второе и третье место занимают голубоглазые и сероглазые, реже всего встречаются зеленые глаза (5% от всего населения планеты);
- при отсутствии красящего пигмента глаз красный – через радужку просвечивают красные кровеносные сосуды;
- на функционирование глаз задействовано 65% ресурсов головного мозга;
- глаза видят изображение перевернутым, в нормальный вид оно преобразуется мозгом;
- рисунок радужки, как и отпечатки пальцев, индивидуален, поэтому с ее помощью вполне можно идентифицировать личность (уникальных характеристик 256 и 40 соответственно);
- человеческий глаз различает около 500 оттенков серого;
- каждый двенадцатый мужчина страдает дальтонизмом;
- голубоглазые в темноте видят лучше, чем кареглазые;
- при разговоре моргание происходит чаще;
- текст на бумаге читается на 25% быстрее, чем с экрана;
- при взгляде на объект любви зрачки расширяются на 50%;
- при отличном зрении огонь свечи можно увидеть на расстоянии 23 км;
- слепой от рождения не видит снов, поскольку в его памяти нет визуальных образов.
Об особенностях зрения у человека
Механизм зрения или зрительного восприятия – это сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Сначала оптическое изображение проецируется на сетчатку, где световой сигнал преобразуется в нервные импульсы, затем через зрительные пути следует в мозг. Он сортирует, обрабатывает поступившие сигналы и формирует цельное изображение.
5 интересных фактов:
- Доминирующий глаз. Доминирующим считается тот, у которого область обзора шире. Чтобы определить его, нужно соединить ладони в форме треугольника и посмотреть на какой-нибудь предмет через него (расстояние до предмета около 1 м). Далее закрыть сначала правый, затем левый глаз. Если предмет виден полностью и нет смещения, значит, этот глаз доминирующий, если предмет виден частично, то глаз не является доминирующим. Примерно у 80% населения планеты доминирует правый.
- Остаточное изображение. При долгом рассматривании цветного изображения рецепторы устают и при его замене черно-белым не могут быстро адаптироваться, поэтому сначала кажется, что объект цветной.
- Слепое пятно. У каждого человека и животного на сетчатке есть участок, который не чувствителен к свету из-за отсутствия светочувствительных рецепторов. Расположены они в разных местах, поэтому перекрывают «слепоту» друг друга. Наличие пятен незаметно, если оба глаза функционируют нормально.
- Глазные сосуды. Чтобы «увидеть» свои сосуды, можно провести простой эксперимент. На белом листе бумаги по центру прорезают небольшое отверстие и размещают лист перед ярко-белым монитором. Нужно смотреть на него в отверстие, чуть встряхивая бумагу. Через какое-то время появится темная сетка из линий, схожих с сеткой на листе дерева. Эти линии не что иное, как тень, отбрасываемая сосудами.
- Эффект Ганцфельда. Используют для проверки на экстрасенсорное восприятие. Радио настраивают на «белый шум» (когда частота не ловится), надевают наушники и принимают горизонтальное или полусидячее положение. На глаза кладут половинки мячика для пинг-понга и размещают перед ними источник красного света. В таком положении находятся полчаса. Мозг начнет создавать свой собственный мир – мир галлюцинаций.
Зрение человека и животного – есть ли разница
Зрение помогает животному ориентироваться, находить пищу. Кажется, если есть два глаза, то у животного и человека они функционируют одинаково, но в действительности между ними очень много различий. К тому же, у многих представителей животного мира глаз больше двух.
Необычные и интересные факты:
- зрачок у животных по форме бывает круглым (волк собака, лев, тигр, гепард, ягуар, птицы), щелевидным (кошка, крокодил, ящерица, геккон, змея, акула), прямоугольным (баран, коза, овца, мангуст), может располагаться вертикально, горизонтально;
- ученые обнаружили закономерность – у хищника зрачок сужается вертикально, у жертвы – горизонтально;
- поле зрения у собак и кошек шире, чем у человека – угол охвата 250° и 150° соответственно;
- угол обзора у голубей – 340°, они способны различать объект на расстоянии 3 км;
- у лошадей зрение периферийное, так как глаза расположены по бокам головы, угол обзора – 350°, если она поднимет голову вверх, то зрение будет почти сферическим;
- глаз человека способен улавливать колебания 55 герц, собаки – 75 герц, поэтому собаки на экране телевизора, вероятнее всего, могут видеть лишь мерцание;
- под сетчаткой у животных расположен отражающий и усиливающий световой поток слой, поэтому в темноте глаза их светятся;
- собаки хорошо различают красный и синий цвет, но зеленый порою путают с красным из-за того, что в сетчатке всего 1/5 часть от всех фоторецепторов (у человеческого глаза центральная часть сетчатки покрыта ими на 100%);
- острота зрения собаки составляет 20-40% от человеческой – она узнает объект с расстояния 6 м, человек – с 27 м;
- у гигантского кальмара глаза огромные (диаметр до 25 см) и содержат 1 млрд фоторецепторов, а у осьминога их 20 млрд, а глаз имеет форму квадрата;
- морской гребешок удивляет количеством глаз – их у него около сотни, а у некоторых скорпионов – 12, у пауков – 8, а четырехглазая рыбка анаблепс одновременно видит, что происходит под и над водой;
- пингвин объект в воде видит неискаженным, поскольку роговица у него плоская;
- верблюду соринки в глаз не попадают – ресницы автоматически сплетаются и защищают во время пустынных бурь;
- сокол-сапсан способен рассмотреть жертву размером в 10 см на расстоянии около 8 км;
- муха видит быстрее человека, потому что частота смены кадров у человека составляет 24 изображения в минуту, а нее – 300.
Такие особенности зрения у разных видов животного и человека обусловлены средой обитания. В процессе эволюции глаза приспособились к условиям и дают возможность тому или иному виду существовать.