Μια εισαγωγή στα μάτια και πώς λειτουργούν
Η όραση είναι, αναμφισβήτητα, η πιο σημαντική μας αίσθηση. Περισσότερο από τον εγκέφαλο είναι αφιερωμένο στην όραση παρά στην ακοή, τη γεύση, την αφή και τη μυρωδιά. Σε αυτό το άρθρο, εξηγούμε την ανατομία των ματιών μας και πώς μας επιτρέπουν να δούμε.
Το όραμα είναι μια απίστευτα περίπλοκη διαδικασία που λειτουργεί τόσο καλά, δεν χρειάζεται ποτέ να το σκεφτούμε.
Το έργο του οπτικού συστήματος μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: το φως εισέρχεται στον μαθητή μας και εστιάζεται στον αμφιβληστροειδή στο πίσω μέρος του ματιού. Ο αμφιβληστροειδής μετατρέπει το σήμα φωτός σε ηλεκτρικούς παλμούς. Το οπτικό νεύρο μεταφέρει έπειτα τις παρορμήσεις στον εγκέφαλο όπου επεξεργάζονται τα σήματα.
Για να καταλάβουμε πώς συμβαίνει αυτό το καταπληκτικό κατόρθωμα, θα ξεκινήσουμε με μια ματιά στην ανατομία του ματιού.
Παρακάτω είναι ένα τρισδιάστατο μοντέλο του ματιού, το οποίο είναι πλήρως διαδραστικό.
Εξερευνήστε το μοντέλο 3D, χρησιμοποιώντας το ποντίκι ή την οθόνη αφής, για να κατανοήσετε περισσότερα για το μάτι.
Ανατομία του ματιού
Οι ιστοί του ματιού μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους:
- διάθλαση ιστών που εστιάζουν το φως
- ευαίσθητοι στο φως ιστοί
- υποστηρικτικοί ιστοί
Θα εξετάσουμε κάθε ένα από αυτά με τη σειρά.
Διαθλαστικοί ιστοί
Οι διαθλαστικοί ιστοί εστιάζουν το εισερχόμενο φως στους ευαίσθητους στο φως ιστούς, για να μας δώσει μια καθαρή, ευκρινή εικόνα. Εάν έχουν λάθος σχήμα, δεν ευθυγραμμίζονται ή έχουν υποστεί ζημιά, η όραση μπορεί να είναι θολή.
Οι διαθλαστικοί ιστοί περιλαμβάνουν:
Ο μαθητής: Αυτό είναι το σκοτεινό σημείο στο κέντρο του χρωματισμένου μέρους του ματιού σας, το οποίο, με τη σειρά του, ονομάζεται ίριδα. Ο μαθητής διαστέλλεται και συρρικνώνεται σε απόκριση στο φως, ενεργώντας όμοια με το διάφραγμα της κάμερας.
Σε πολύ φωτεινές συνθήκες, ο μαθητής συστέλλεται ή συρρικνώνεται σε διάμετρο περίπου 1 mm (mm) για την προστασία του ευαίσθητου αμφιβληστροειδούς από ζημιές. Όταν είναι σκοτεινό, ο μαθητής μπορεί να διαστέλλει ή να διευρύνει έως και 10 mm σε διάμετρο. Αυτή η διαστολή επιτρέπει στο μάτι να πάρει όσο το δυνατόν περισσότερο φως.
Ίρις: Αυτό είναι το χρωματιστό τμήμα του ματιού. Η ίριδα είναι ένας μυς που ελέγχει το μέγεθος του μαθητή και, συνεπώς, την ποσότητα φωτός που φτάνει στον αμφιβληστροειδή.
Φακός: Μόλις το φως διασχίσει τον μαθητή, φτάνει στο φακό, ο οποίος είναι μια διαφανής κυρτή δομή. Ο φακός μπορεί να αλλάξει σχήμα, βοηθώντας το μάτι να εστιάσει το φως με ακρίβεια στον αμφιβληστροειδή. Με την ηλικία, ο φακός γίνεται πιο άκαμπτος και λιγότερο ευέλικτος, καθιστώντας την εστίαση πιο δύσκολη.
Ακτινικός μυς: Αυτός ο μυϊκός δακτύλιος είναι προσαρτημένος στον φακό και, καθώς συστέλλεται ή χαλαρώνει, αλλάζει το σχήμα του φακού. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαμονή.
Κερατοειδής: Αυτό είναι ένα διαυγές, θολωτό στρώμα που καλύπτει τη κόρη, την ίριδα και τον πρόσθιο θάλαμο ή περιοχή γεμάτη με υγρά μεταξύ του κερατοειδούς και της ίριδας. Είναι υπεύθυνο για την πλειονότητα της δύναμης εστίασης του ματιού. Ωστόσο, έχει σταθερή εστίαση, οπότε δεν μπορεί να προσαρμοστεί σε διαφορετικές αποστάσεις.
Ο κερατοειδής πληθυσμός είναι πυκνοκατοικημένος με νευρικά άκρα και εξαιρετικά ευαίσθητο. Είναι η πρώτη άμυνα του ματιού ενάντια σε ξένα αντικείμενα και τραυματισμούς. Επειδή ο κερατοειδής πρέπει να παραμένει διαυγής για να διαθλάσει το φως, δεν έχει αιμοφόρα αγγεία.
Δύο υγρά κυκλοφορούν σε όλα τα μάτια για να παρέχουν δομή και θρεπτικά συστατικά. Αυτά τα υγρά είναι:
Υαλώδες υγρό: Βρίσκεται στο πίσω μέρος του ματιού, το υαλώδες υγρό είναι παχύ και μοιάζει με γέλη. Αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του ματιού.
Υδατικό υγρό: Αυτό είναι πιο υδατώδες από το υαλώδες υγρό και κυκλοφορεί στο μπροστινό μέρος του ματιού.
Ιστός ευαίσθητος στο φως: αμφιβληστροειδής
Ο αμφιβληστροειδής είναι το εσωτερικό στρώμα του ματιού. Στεγάζει περισσότερα από 120 εκατομμύρια φωτοευαίσθητα κύτταρα που ανιχνεύουν το φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρικά σήματα.
Αυτά τα σήματα αποστέλλονται στον εγκέφαλο για επεξεργασία.
Τα κύτταρα φωτοϋποδοχέων στον αμφιβληστροειδή περιέχουν μόρια πρωτεΐνης που ονομάζονται οψίνες που είναι ευαίσθητα στο φως.
Τα δύο κύρια κύτταρα φωτοϋποδοχέα ονομάζονται ράβδοι και κώνοι. Σε απόκριση σε σωματίδια φωτός, οι ράβδοι και οι κώνοι στέλνουν ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο.
Κώνοι: Βρίσκονται στην κεντρική περιοχή του αμφιβληστροειδούς που ονομάζεται ωχρή κηλίδα και είναι ιδιαίτερα πυκνές σε ένα μικρό λάκκο στο κέντρο της ωχράς κηλίδας, γνωστή ως φούβα. Οι κώνοι είναι απαραίτητοι για λεπτομερή, έγχρωμη όραση. Υπάρχουν τρεις τύποι κώνων, που συνήθως ονομάζονται:
• κοντό ή μπλε
• μεσαίο ή πράσινο
• μακρύ ή κόκκινο
Οι κώνοι χρησιμοποιούνται για να δουν σε κανονικές συνθήκες φωτισμού και μας επιτρέπουν να διακρίνουμε τα χρώματα.
Ράβδοι: Βρίσκονται κυρίως γύρω από τις άκρες του αμφιβληστροειδούς και χρησιμοποιούνται για να δουν σε χαμηλά επίπεδα φωτός. Αν και δεν μπορούν να διακρίνουν τα χρώματα, είναι εξαιρετικά ευαίσθητα και μπορούν να ανιχνεύσουν τις χαμηλότερες ποσότητες φωτός.
Οπτικό νεύρο: Αυτή η παχιά δέσμη νευρικών ινών μεταδίδει σήματα από τον αμφιβληστροειδή στον εγκέφαλο. Συνολικά, υπάρχουν περίπου 1 εκατομμύριο λεπτές, αμφιβληστροειδείς ίνες που ονομάζονται γαγγλιοκύτταρα που μεταφέρουν ελαφρές πληροφορίες από τον αμφιβληστροειδή στον εγκέφαλο.
Τα γαγγλιακά κύτταρα αφήνουν το μάτι σε ένα σημείο που ονομάζεται οπτικός δίσκος. Επειδή δεν υπάρχουν ράβδοι και κώνοι, αναφέρεται επίσης ως τυφλό σημείο.
Διαφορετικά υποσύνολα κυττάρων γαγγλίου καταγράφουν διαφορετικούς τύπους οπτικών πληροφοριών. Για παράδειγμα, ορισμένα γαγγλιακά κύτταρα είναι ευαίσθητα στην αντίθεση και την κίνηση, άλλα στο σχήμα και τις λεπτομέρειες. Μαζί, μεταφέρουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες από το οπτικό μας πεδίο.
Ο εγκέφαλος μας επιτρέπει να δούμε σε 3-D, δίνοντάς μας αντίληψη βάθους, συγκρίνοντας τα σήματα και από τα δύο μάτια.
Τα σήματα που παράγονται στον αμφιβληστροειδή καταλήγουν στον οπτικό φλοιό, ένα μέρος του εγκεφάλου που είναι εξειδικευμένο για την επεξεργασία οπτικών πληροφοριών. Εδώ, οι παλμοί είναι ραμμένες μαζί για να δημιουργήσουν εικόνες.
Υποστήριξη ιστών
Sclera: Αυτό συνήθως αναφέρεται ως το λευκό του ματιού. Είναι ινώδες και παρέχει υποστήριξη για τον βολβό του ματιού, βοηθώντας το να διατηρήσει το σχήμα του.
Conjunctiva: Μια λεπτή, διαφανής μεμβράνη που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του λευκού του ματιού και το εσωτερικό των βλεφάρων. Βοηθά στη λίπανση των ματιών και την προστασία του από τα μικρόβια.
Χοροειδές: Ένα στρώμα συνδετικού ιστού μεταξύ αμφιβληστροειδούς και σκληρού χιτώνα. Περιέχει υψηλή συγκέντρωση αιμοφόρων αγγείων. Έχει πάχος μόλις 0,5 mm και περιέχει απορροφητικά κύτταρα χρωστικής που βοηθούν στη μείωση των αντανακλάσεων στον αμφιβληστροειδή.
Καταστάσεις των ματιών
Όπως με οποιοδήποτε μέρος του σώματος, προβλήματα με την όρασή μας μπορεί να προκύψουν από ασθένεια, τραυματισμό ή ηλικία. Παρακάτω είναι μερικές μόνο από τις καταστάσεις που μπορούν να επηρεάσουν τα μάτια:
Εκφυλισμός της ωχράς κηλίδας που σχετίζεται με την ηλικία: Η ωχρά κηλίδα αργά διαλύεται, προκαλώντας θολή όραση και, μερικές φορές, απώλεια όρασης στο κέντρο του οπτικού πεδίου.
Αμβλυωπία: Αυτό ξεκινά στην παιδική ηλικία και συχνά ονομάζεται τεμπέλης. Το ένα μάτι δεν αναπτύσσεται σωστά επειδή κυριαρχεί το άλλο, ισχυρότερο μάτι.
Anisocoria: Αυτό συμβαίνει όταν οι μαθητές είναι άνισου μεγέθους. Μπορεί να είναι μια ακίνδυνη κατάσταση ή ένα σύμπτωμα ενός πιο σοβαρού ιατρικού προβλήματος.
Αστιγματισμός: Ο κερατοειδής ή ο φακός δεν είναι σωστά καμπυλωμένοι, έτσι ώστε το φως να μην εστιάζεται σωστά στον αμφιβληστροειδή.
Καταρράκτης: Η θόλωση του φακού προκαλεί καταρράκτη. Οδηγούν σε θολή όραση και, εάν δεν αντιμετωπιστεί, τύφλωση.
Colorblindness: Αυτό συμβαίνει όταν τα κωνικά κελιά απουσιάζουν ή δεν λειτουργούν σωστά. Κάποιος που είναι τυφλός δυσκολεύεται να διακρίνει μεταξύ συγκεκριμένων χρωμάτων.
Επιπεφυκίτιδα ή ροζ μάτι: Πρόκειται για μια κοινή λοίμωξη του επιπεφυκότα, η οποία καλύπτει το μπροστινό μέρος του βολβού του ματιού.
Αποσυνδεμένος αμφιβληστροειδής: Μια κατάσταση όταν ο αμφιβληστροειδής χαλαρώνει Απαιτείται επείγουσα θεραπεία.
Διπλωπία ή διπλή όραση: Αυτό μπορεί να προκληθεί από διάφορες καταστάσεις που συχνά είναι σοβαρές και πρέπει να ελεγχθούν από γιατρό το συντομότερο δυνατό.
Floaters: Πρόκειται για κηλίδες που παρασύρονται στο οπτικό πεδίο ενός ατόμου. Είναι φυσιολογικά, αλλά μπορεί επίσης να είναι το σημάδι κάτι πιο σοβαρού, όπως η αποκόλληση του αμφιβληστροειδούς.
Γλαύκωμα: Η πίεση συσσωρεύεται μέσα στο μάτι και μπορεί τελικά να βλάψει το οπτικό νεύρο. Μπορεί τελικά να οδηγήσει σε απώλεια όρασης.
Μυωπία: Αυτό είναι αλλιώς γνωστό ως μυωπία. Με τη μυωπία, είναι δύσκολο να δούμε πράγματα που είναι πολύ μακριά.
Οπτική νευρίτιδα: Το οπτικό νεύρο γίνεται φλεγμονή, συχνά λόγω υπερδραστηρίου ανοσοποιητικού συστήματος.
Στραβισμός: Τα μάτια δείχνουν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. είναι ιδιαίτερα κοινό στα παιδιά.
Με λίγα λόγια
Τα μάτια και το οπτικό μας σύστημα δουλεύουν σκληρά κάθε δευτερόλεπτο, είμαστε ξύπνιοι, υφαίνοντας μια απρόσκοπτη οπτική πραγματικότητα από μια ζαλιστική σειρά παλμών με βάση το φως.
Θεωρούμε δεδομένο το όραμα, αλλά τα μάτια μας είναι ένα από τα πιο εκπληκτικά κατορθώματα της εξελικτικής μηχανικής.
