Часть I. Эволюция зрительной системы
В оригинале: Part I: Evolution of the Visual System
Из книги «Зрительная трансдукция и незрительное восприятие света». Перевод главы на русский открыт всем без входа и подписки.
Содержание главы
1. Орган изысканного совершенства
Джордж Айюб
Содержание: оптический путь; фоторецепция в сетчатке; проводящие пути сетчатки; литература.
Оптический путь
Как видно на рис. 1, глаз — почти сферическая структура, ограниченная склерой и роговицей. Склера — плотная белая ткань, образующая наружную оболочку глазного яблока, а роговица — прозрачная передняя часть. Роговица — фокусирующий элемент зрительного пути: на неё приходится более половины преломляющей силы глаза, остальное обеспечивает хрусталик. Фокусировка света роговицей и хрусталиком необходима, чтобы создать изображение на сетчатке — светочувствительной части глаза. Это очень похоже на роль объектива фотоаппарата, создающего чёткое изображение на ПЗС-матрице (приборе с зарядовой связью) или в плоскости плёнки. Действительно, свет фокусируют именно два элемента — роговица и хрусталик, причём фокусное расстояние роговицы постоянно, а хрусталика — изменяемо. Для этого они образуют систему из двух положительных (то есть выпуклых) линз.
Свет фокусируется благодаря форме и показателю преломления роговицы. Роговица почти сферическая, слегка уплощённая, что уменьшает сферическую аберрацию. Показатель преломления (n) для света, проходящего через роговицу, равен 1,376. Поскольку показатель преломления воздуха равен 1,0, это изменение показателя преломления вместе с выпуклой формой роговицы заставляет лучи света при прохождении сходиться [1–3].
Форма хрусталика пластична, поэтому этот второй фокусирующий элемент зрительного пути позволяет смещать точку фокуса и формировать на сетчатке чёткое изображение предметов как вблизи, так и вдали. Форма хрусталика меняется под действием двух структур. Окружающая хрусталик соединительнотканная капсула придаёт ему сферичность, а охватывающие его поддерживающие связки растягивают его, делая более плоским. Цилиарные мышцы противодействуют натяжению этих связок и позволяют хрусталику становиться более округлым. Таким образом, сокращая цилиарные мышцы, мы фокусируемся на близких предметах за счёт увеличения кривизны хрусталика и, следовательно, его преломляющей силы. Расслабление этой мышцы позволяет фокусироваться на удалённых предметах.