§ 43. Особливості функціонування ока людини

Пригадайте, що таке оптична та світлосприймальна системи ока. Що таке жовта та сліпа плями?

Які особливості функціонування зорової сенсорної системи людини? Взаємодія різних складових зорової сенсорної системи (рецепторних клітин, зорового нерва, підкіркових і кіркових центрів зору тощо) дає змогу людині спостерігати цілісну й безперервну картину довколишнього світу. Ця картина виникає з окремих зображень, які послідовно змінюють одне одного на сітківці правого й лівого ока (при цьому зображення, які виникають на сітківці правого й лівого ока дещо розрізняються).

Рухи правого й лівого ока в той час, коли людина оглядає навколишнє середовище, відбуваються узгоджено. Вони контролюються з боку окору-хових центрів стовбура головного мозку, розташованих у ділянці моста й середнього мозку. Людині притаманний так званий бінокулярний зір, завдяки тому, що поля зору правого й лівого ока перекриваються. Завдяки цьому ми сприймаємо об’ємне зображення предметів, а також можемо точніше визначати відстань до них.

Сонячні промені - найголовніше джерело світла на нашій планеті - мають різну довжину хвиль. Людина може сприймати промені світла з довжиною

хвиль від 400 до 750 нм¹. Довгохвильові компоненти сонячного спектра ми сприймаємо як червоний колір, а короткохвильові - як синьо-фіолетовий. Між ними в певному порядку розташовані й інші кольори: блакитний, блакитно-зелений, зелений, жовтий, оранжевий. Таке розташування різних кольорів називають світловим спектром. Так, веселка, що утворюється на небі після дощу, - це розкладене на окремі компоненти сонячне світло.

Тіла, які нас оточують, здатні частину світлових променів поглинати, а частину - відбивати. Око людини сприймає лише ті кольори, які відбиваються від їхньої поверхні. Якщо тіло відбиває всі хвилі світлового спектра, то воно сприймається як білий, а якщо поглинає всі хвилі, то сприймається як чорне.

Перед тим як потрапити на світлочутливі рецептори сітківки, промені світла проходять через оптичну систему ока: рогівку, передню та задню камери ока, заповнені рідиною, кришталик, склисте тіло. При цьому вони заломлюються таким чином, що на сітківці утворюється зменшене та перевернуте зображення предмета, який ми спостерігаємо (мал. 163). Унаслідок аналізу в корі головного мозку інформації, що надходить не тільки від зорового органа, а й від інших органів чуття (слуху, нюху та ін.), людина сприймає предмети в їхньому природному положенні.

Оптична система ока людини не лише забезпечує заломлення променів світла, а й збирає їх в одну точку - фокусує. Властивість оптичної системи ока створювати чітке зображення предметів, розташованих на різній відстані, називають акомодацією (мал. 164). її забезпечує здатність кришталика змінювати свою кривизну.

Людина не здатна однаково чітко бачити предмети, розташовані на різній відстані. Для того щоб добре бачити певний предмет, промені, які від нього відбиваються, мають зібратися на сітківці. Кришталик розташований усередині особливої прозорої капсули. Війковий м’яз, який сполучається з капсулою, змінює ступінь її натягу. Коли капсула натягується, кришталик стає плоскішим. Коли капсула розслаблюється, кришталик унаслідок своєї еластичності набуває опуклої форми.

¹ Нанометр (скорочено — нм) дорівнює одній мільярдній частці метра. Промені, довжина хвилі яких коротша за 320 нм, називають ультрафіолетовими, а з довжиною хвилі понад 750 нм — інфрачервоними. Такі хвилі людина не сприймає.

Здоров’я людини. Найменша відстань від ока, з якої зображення ще сприймається чітко, дістала назву найближчої точки ясного бачення. Для дітей і підлітків у нормі вона становить 7-10 см, але з віком, коли кришталик втрачає еластичність і гнучкість, вона зменшується.

ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Визначення акомодації ока (роботу виконують парами)

Обладнання: аркуш паперу з отвором і літерами різних розмірів навколо нього.

1. Один учень (експериментатор) чітко пише на дошці текст

2. Потім він тримає на відстані 10-15 см від очей другого учня (піддослідного) аркуш білого паперу з отвором у ньому та літерами по його радіусу так, щоб їх було чітко видно, а через отвір у папері можна було читати написаний на дошці текст.

3. Піддослідний читає напис на дошці через отвір у папері одним оком, прикривши друге. Потім він переводить свій погляд на літери, написані навколо отвору на аркуші паперу.

4. Зробіть висновки, відповівши на запитання: Якими здаються літери навколо отвору на папері та на дошці?

Промені, які пройшли крізь оптичну систему ока, потрапляють на сітківку, до складу якої входять фоторецептори. Ми вже згадували, що колбочки забезпечують денний і колірний зір, а палички - сутінковий та нічний.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Здатність ока бачити предмети за освітлення різної інтенсивності, називають світловою акомодацією. Наприклад, коли ви з яскраво освітленого приміщення потрапляєте в темне, то спершу майже нічого не бачите. Але згодом око поступово починає звикати і вже може сприймати спочатку контури предметів, а потім - їхні деталі. Аналогічні процеси спостерігають і тоді, коли людина з темряви потрапляє в яскраво освітлене приміщення. Спочатку вона нічого не бачить, засліплена й вимушена закривати очі. Але поступово нормальний зір відновлюється.

Зорова інформація від рецепторних клітин сітківки зоровими нервами через середній і проміжний мозок передається до зорових зон - потиличних ділянок кори великих півкуль (мал. 165). Там формується остаточне відчуття форми, розмірів, забарвлення предметів, які спостерігає людина. Тому, якщо ці ділянки головного мозку ушкоджені, спостерігаються певні вади зору, або ж зір взагалі втрачається.

Які трапляються порушення зору? Яка їх профілактика? Важлива властивість зору - це його гострота. Гострота зору - здатність розрізняти дрібні деталі предмета, який роздивляється людина.

Найбільшу гостроту зору забезпечує жовта пляма. Що далі розташовані рецептори від жовтої плями, то меншу гостроту зору вони здатні забезпечувати.

Здоров’я людини. Гостроту зору людини перевіряють лікарі-окулісти за допомогою спеціальних таблиць, на яких зображено літери чи інші позначення різного розміру. Нормальна гострота зору позначається 1.0.

Ще одна важлива особливість зору людини - визначення відстані до об’єкта, на який спрямовано зір - окомір.

Здоров’я людини. Правильний окомір не є вродженою властивістю людини, а виробляється протягом усього життя в результаті постійних тренувань. Він відіграє особливо важливу роль у житті людей певних професій: військових, снайперів, мисливців, пілотів, моряків, художників тощо.

Порушення нормального нічного зору спричиняє захворювання куряча сліпота. Воно полягає в тому, що людина нормально бачить вдень, а з настанням сутінок майже перестає бачити навколишні предмети.

Дальтонізм - вроджена вада, пов’язана з порушенням функцій колбочок, унаслідок чого людина не розрізняє певні кольори (хворі на дальтонізм не сприймають червоний, зелений або синій кольори). Люди, які страждають на дальтонізм, не можуть працювати водіями, пілотами тощо.

Порушення акомодаційної здатності кришталика призводить до виникнення короткозорості або далекозорості. Якщо світлові промені, які пройшли через оптичну систему ока, фокусуються перед сітківкою, людина чітко бачить тільки предмети, розташовані неподалік від неї. Таким людям притаманна короткозорість (мал. 166). Вроджена короткозорість зумовлена збільшеними розмірами очного яблука чи кривизни кришталика. Набута короткозорість може бути зумовлена ослабленням війкового м’яза. Це спричиняється перенапруженням очей (тривала робота за

комп’ютером, безперервне сидіння перед увімкнутим телевізором), читанням лежачи або в транспорті, недостатньою освітленістю робочого місця, нестачею в їжі вітаміну А тощо.

Коли промені фокусуються позаду сітківки, чітке зображення виникає тільки від предметів, розташованих далеко від людини (мал. 166). Так виникає далекозорість. Як і короткозорість, далекозорість може бути вродженою або набутою. Вроджена далекозорість виникає внаслідок недостатньої здатності рогівки чи кришталика заломлювати світло, невеликими розмірами очного яблука. Набута далекозорість може бути зумовлена втратою еластичності кришталика, порушеннями функцій війкового м’яза та ін.

Здоров’я людини. Для виправлення короткозорості використовують окуляри з двоввігнутими лінзами, а далекозорості - з двоопуклими.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Оптична система ока характеризується оптичною силою, яку визначають у діоптріях. Одна діоптрія - це одиниця вимірювання заломлювальної сили лінз із фокусною відстанню 1 м. Фокусною відстанню ока називають відстань від центра кришталика до сітківки. У більшості людей вона становить 17 мм (0,17 м). За нормою заломлювальна сила (Л) дорівнює: Р = 1 м / 0,17 м = 59 діоптріям. Лінзи для далекозорих - з позитивними (+), а для короткозорих - з від'ємними діоптріями (-). Скло окулярів окуліст підбирає для кожного ока окремо.

У певних випадках у людини може спостерігатись косоокість, за якої порушуються одночасні й співдружні рухи очних яблук. Тоді на сітківці виникає різке зображення від одного ока і розпливчасте від іншого. Косоокість здебільшого вроджена, але може виникати як наслідок очних захворювань, зокрема короткозорості, далекозорості, за порушення функції очних нервів.

У певних випадках людина може повністю або частково втрачати зір, тобто настає повна або часткова сліпота. Вона може виникнути, коли яскраве світло, потрапивши на сітківку, руйнує світлочутливі рецептори. Сліпоту можуть спричинити травми очей або голови, деякі захворювання (наприклад, діабет).

Здоров’я людини. Слід уникати механічних уражень очей або травм черепа, струсів головного мозку чи потрапляння до ока сторонніх об’єктів. На гостроту зору шкідливо впливають вживання алкоголю, тютюнокуріння, наркоманія та ін. Ці шкідливі звички можуть спричинити відмирання зорового нерва, рецепторних клітин сітківки, помутніння рогівки чи кришталика.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Щоб якнайдовше зберегти гостроту зору, дотримуйтеся таких правил:

• робоче місце має бути добре і рівномірно освітлене; джерело світла на робочому столі (наприклад, настільну лампу) розташовуйте ліворуч, на відстані 50-60 см від робочої поверхні;

• не слід читати в транспорті, який рухається, тому що відстань від книжки до очей постійно змінюється; це призводить до зменшення еластичності кришталика; до таких самих наслідків може призводити й читання в ліжку;

• не варто дивитися телевізор або працювати з комп’ютером більше ніж 2 години на добу;

• під час роботи з комп’ютером слід користуватись особливими окулярами, які зменшують шкідливий вплив електромагнітного випромінювання на очі; кожні ЗО хв слід робити перерви;

• до складу харчового раціону має обов’язково входити їжа з достатнім вмістом вітаміну А.

Важливо запобігати травмуванню очей. Травми очей бувають побутові й виробничі. Побутові травми очей часто пов’язані з необережним користуванням приладами домашнього вжитку, невмілим забиванням цвяхів, рубанням дров тощо. Виробничі травми найчастіше пов’язані з нехтуванням правил техніки безпеки. Це стосується й практичних занять з хімії, фізики та інших навчальних предметів.

Здоров’я людини. Якщо трапиться пошкодження очей, треба вміти вчасно і кваліфіковано надати першу допомогу. Наприклад, коли в око потраплять луг, кислота або отруйна речовина, відразу промийте його чистою проточною водою протягом 15-20 хв, потім негайно зверніться до лікаря. У разі удару прикладіть до ока вату або хустинку, змочену холодною водою. Коли в око потрапить порошинка, промийте його за допомогою чистої ватки або носовичка, зніміть порошину з повіки. Перед тим добре вимийте руки, щоб не занести інфекції.

У разі тяжкого поранення ока (наприклад, розриву склери), не можна його промивати і намагатися дістати сторонній предмет. На око слід накласти чисту пов’язку і відправити потерпілого до лікарні. Правильно надана допомога відверне тяжкі наслідки травми і допоможе зберегти зір.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Нормальний зір робить життя повноцінним, яскравим, дає змогу опанувати будь-які професії, насолоджуватися барвами природи, мистецтвом. Порушення зору обмежує можливості людини.

‘Ключові терміни і поняття: акомодація ока, гострота зору, бінокулярний зір, короткозорість і далекозорість, косоокість, куряча сліпота, дальтонізм.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Сприймають світлові промені і перетворюють світлову енергію на нервовий імпульс фоторецептори: палички і колбочки. Завдяки колбочкам ми маємо змогу сприймати колір предметів, палички забезпечують сутінковий і нічний зір.

Оптична система ока заломлює світлові промені таким чином, що на сітківці утворюється дійсне, зменшене і перевернуте зображення предмета. Чітке сприйняття предметів залежить від акомодаційної здатності кришталика. Порушення акомодаційної здатності кришталика призводить до виникнення короткозорості або далекозорості. Корекцію зору здійснює лікар-окуліст, підібравши відповідні окуляри.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ Дайте відповідь на запитання

1. Яке значення має зір для людини? 2. Які функції виконують колбочки та палички? 3. Що таке акомодація? Як вона відбувається? 4. Які можливі порушення зору людини? Яка їх профілактика?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть, яким стає кришталик під час розглядання близько розташованих предметів: а) не міняється; б) опуклішим; в) сплощеним.

2. Укажіть, яким стає кришталик під час розглядання віддалених предметів: а) не міняється; б) опуклішим; в) сплощеним.

3. Виберіть окуляри, які призначає лікар-окуліст за набутої далекозорості: а) з двоввігнутими лінзами; б) двоопуклими лінзами.

4. Позначте захворювання, ознакою якого є виникнення зображення предметів позаду сітківки: а) катаракта; б) астигматизм; в) далекозорість; г) короткозорість.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Розгляньте малюнок, на якому зображено роботу учня за комп’ютером. Опишіть ключові позначки на ньому.

ПОМІРКУЙТЕ. 1. Завдяки чому змінюється фокусна відстань під час налагоджування світлового мікроскопа? 2. Як людині, що носить окуляри, користуватися біноклем - з окулярами чи без них?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. З'ясуйте такі питання: Чому саме червоний колір світлофора вибрали для застереження? Якою є дія жовтого і зеленого кольору на людину? Де ще застосовують кольори як сигнал?

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Матяш