Недоліки оптичної системи ока
Наші очі еволюціонували протягом 500 мільйонів років, починаючи з простої світлочутливої точки. Це дуже важливий еволюційний крок, тому що зрячі істоти мають явні переваги перед сліпими особинами. Дослідники ніяк не можуть дійти єдиної думки щодо того, чи утворилися очі істот від одного протоока або ж у кожному окремому випадку очі розвивалися незалежно одне від одного. Потреби різних організмів призвели до виникнення різних типів очей: від плоских, очей у вигляді ямочки чи у вигляді отвору, а також фасеткових чи складних до очей із кришталиком у хребетних, включаючи людей. Останній тип очей вважається одним із найбільш досконалих органів зору, створених природою. Розвиток очей з кришталиком дозволив чітко і ясно сприймати довкілля. Незважаючи на це, людське око має свої еволюційні слабкості.
Працюючи разом із очима, мозок грає значну роль у світі людського зору. Докладаючи непомітних мінімальних зусиль, він компенсує недоліки наших органів зору. Це найкращий приклад командної гри!
Коли око з кришталиком у хребетних (і, звичайно ж, у людини) еволюціонувало, сталося щось незвичне. Наприклад, на відміну від каракатиці, що має дуже складне міхуроподібне око з кришталиком, що з`явилося в результаті втиснення епідермісу, людське око (мабуть, випадково) формувалося зовсім по-іншому в міру розвитку мозку. На перший погляд, це може здатися незначною відмінністю, до того ж найчастіше кращою є наявність більшої кількості зорових рецепторів. Як це не дивно, наші зорові рецептори розташовані неправильно навколо сітківки і спрямовані всередину організму, а нервові клітини – до джерела світла. Це означає, що у нас «перевернуте око», через що мозку потрібно встановлювати предмети відповідно до правильної перспективи. Це також означає, що люди та інші хребетні мають так звану сліпу пляму.
Сліпа пляма (Fovea centralis)
Сліпа пляма (скотома) – місце в очах, в якому зоровий нерв проходить через сітківку в мозок. Мережа нервових клітин, що є частиною зорового нерва, створює таку собі подобу «отворів» в сітківці. Тобто, це частина поля зору, яка не сприймається через нестачу світлочутливих зорових фоторецепторів. Ця невдала конструкція сітківки, що призводить до виникнення сліпої плями в нашому полі зору, називається у фахівців «перевернутим оком». Сліпа пляма розташована на 15 градусах до носа щодо зорової лінії. Здорові люди не помічають недостатньої зорової інформації, оскільки наш мозок інтерполює сліпу пляму на підставі інформації про навколишнє середовище, інформації від іншого ока та обробки зображень, що отримуються в результаті рухів очей.
Сліпа пляма була вперше описана французьким фізиком Едмом Маріоттом в 1660 році.
Сліпа пляма (Fovea centralis)
1. Сліпа пляма. 2. Макула. 3. Зоровий нерв. 4. Кон’юнктива. 5. Роговиця. 6. Камера ока. 7. Зіниця. 8. Райдужка. 9. Кришталик. 10. М’яз повіки. 11. Скловидне тіло. 12. Склера. 13. Судинна оболонка. 14. Сітківка.
Демонстрація сліпої плями
Демонстрація сліпої плями
Ось як це робиться:
Закрийте ліве око та сфокусуйте праве око на точці ліворуч. Розташуйте лице таким чином, щоб ваше око знаходилося від екрана на відстані приблизно вдвічі більше відстані між точкою і центром сітки на екрані. Тепер повільно поверніть голову назад від екрана. У певній точці ви помітите, що порожній центр сітки заповнений. Це і є сліпа пляма – точка, в якій зорова інформація не передається мозку.
Найкращий друг сліпої плями – макула
Так само, як і сліпа пляма, кожне людське око має зону на сітківці, в якій забезпечується максимально сфокусований зір – так звана макула (macula lutea). Центр макули містить найбільшу концентрацію колб, одного з двох типів зорових фоторецепторів ока. Ця невелика центральна ямка (fovea centralis) розташовується точно в середині макули і відповідає за чіткий центральний зір.
У темряві всі кішки сірки
Тварини, які потребують гарного нічного зору, зазвичай мають великі очі, наприклад, сови, екзотичні тварини (довгоп`яті) і навіть кішки. Фактично у кішок теж є спеціальна сітківка, що містить відбиваючий шар, який пропускає більше світла до сітківки. Очі нічних мисливців улаштовані не так, як у людей. Порівняно з людьми, що ведуть денний спосіб життя, нічні тварини мають набагато більше паличок (що відповідають за сприйняття яскравості), ніж колбочок (що відповідають за сприйняття кольору).
Наші колби грають ключову роль у кольоровому зорові. У нас всього три типи колб, які мають максимальну чутливість до червоного, синього або зеленого світла, що відповідають певним довжинам хвиль денного світла. Вночі немає світла з даними довжинами хвиль. В результаті ми втрачаємо доступ до інформації про кольори, активними залишаються лише палички, через що все здається сірим.
Чому ми не можемо пильно дивитися на предмети
Ми можете зробити висновки, що всі істоти мають очі, які вони заслуговують. Потенційним жертвам хижаків важливо мати чудове кругове поле зору. Саме тому очі у зайців, оленів та інших травоїдних тварин очі розташовані на боках голови. Однак це ускладнює сприйняття глибини та відстані.
Завдяки очам, спрямованим уперед, люди можуть дуже точно оцінювати глибину та відстань, хоча в нас і немає кругового поля зору, можливо через те, що він нам не потрібний.
Строго кажучи, ми не можемо пильно дивитися на предмет, коли фокусуємося на ньому. Зорові фоторецептори на нашій сітківці реагують лише на зміни умов освітлення. Таким чином, якщо ми почнемо уважно дивитися на предмет, нерухоме зображення почне розпливатися. Природа, як завжди, має рішення: наші очі безперервно роблять невеликі рухи, чого ми навіть не помічаємо, щоб предмет перебував у фокусі і ми могли сприймати предмети навколо себе. Навіть коли ми фокусуємо погляд в одній точці, наші очі роблять невеликі та швидкі переміщення, відомі як саккада.
Порівняння сфокусованого зору та периферійного зору
Периферійний зір є частиною нашого зору, який знаходиться поза центральним сфокусованим полем зору. Метою периферійного зору є формування первісного уявлення чи контексту перед тим, як ми зможемо сфокусуватися на чомусь, тому він працює не так, як сфокусований зір. Периферійний зір займає понад 90% поля зору, використовуючи близько 50% зорових фоторецепторів. Це означає, що в нашому периферійному зорі здатність розрізняти дрібні деталі відходить на другий план із-за значно меншої гостроти зору чи дозволу. Однак наш периферійний зір набагато краще дозволяє сприймати рух, тому що нам потрібно швидко розпізнавати потенційні ризики.
Периферійний зір та очкові лінзи
Коли зір стає нечітким, слід надіти окуляри, щоб скоригувати відповідні дефекти. Однак найскладнішим у виготовленні лінз є конструкція лінзи, яка не тільки відновлює чіткий центральний зір, але й забезпечує комфортний ненапружений периферійний зір. Саме тому розрахунки, виконані під час виробництва лінз, вимагають математичних та науково-технічних знань у галузі оптики. Через війну периферійний зір власника окулярів при їх носінні має відрізнятися від периферійного зору за відсутності корекції зору. Це завдання ускладнюється, коли йдеться про виробництві прогресивних лінз або окулярів для занять спортом із вигнутими лінзами.
Чи знаєте ви, що для визначення того, скільки потрібно часу для звикання до прогресивних лінз у зонах близької, дальньої та проміжної зон, використовується не наш центральний, сфокусований зір, а зміни периферійного зору? Ці зміни можуть призводити до спотворень, які можуть бути непомітними на початку. Але турбуватися нема про що: наш мозок швидко адаптується до цих змін. Ми швидко звикаємо до нового зору та сприймаємо зображення периферії як нормальне.
Однак існує два важливі моменти:
Зверніться за професійною порадою до фахівця, щоб він допоміг підібрати прогресивні лінзи, які підходять саме вам.
Носіть нові прогресивні лінзи практично безперервно з самого початку, особливо коли ви багато рухаєтеся. Це допоможе вашому мозку набагато швидше звикнути до нового покращеного зору.
