Изображение. Курс лекций

Человеческое зрение устроено более сложно, чем зрение животных. Одна из удивительных вещей — световой спектр, который мы воспринимаем. Световые лучи — часть электромагнитного спектра. Этот спектр включает радиоволны, микроволновые, инфракрасные, ультрафиолетовые, гамма-излучения, рентгеновские лучи, и только крошечную часть этого спектра занимает видимый свет. Крохотная часть — это все, что мы видим. Мы в состоянии видеть только диапазон примерно в 400 нанометров, от 370 до 730 нанометров. Все остальное для нас невидимо. Каждый цвет соответствует определенной волне: 540 нанометров — зеленый, 640 — красный. Цветовое зрение связано с тем, что разные молекулы по-разному абсорбируют цвет, реагируют на разную длину волны. Мы видим отраженный свет, который до нас доходит. Свет, который поступает к нам в глаз, попадает на сетчатку, где расположены светочувствительные клетки. Чтобы их достигнуть, свет должен пройти сквозь странные образования, которые называются «ганглиозные клетки», дальше идут «биполярные клетки», потом «горизонтальные» — и все они нечувствительны к свету. После большого слоя этих клеток, мешающих свету достигнуть светочувствительных рецепторов, луч наконец достигает этого слоя. Светочувствительные клетки состоят из двух типов — палочки и колбочки.

Схема структуры сетчатки человеческого глаза

В глазу доминируют палочки, которые не воспринимают цвет, но зато реагируют на освещенность, контраст света и тьмы. Эти «древние» клетки преобладают также у животных. Они хорошо реагируют на движение. А колбочки движения почти не видят, но видят цвет и детали. В отличие от большого количества животных, мы дневные существа. Многие животные существуют в основном ночью, для них восприятие контраста света и тени принципиально важно, а мы ночью, когда задействованы палочки, практически слепы. Цвет, как я уже говорил, — функция колбочек, поэтому ночью мы не видим цвета.

Кроме того, к сетчатке подходит зрительный нерв, по которому сигналы из глаза идут в мозг. К нему тянутся от клеток нервные волокна. В том месте, где зрительный нерв подсоединяется к сетчатке, — это место называется зрительным диском — вообще нет светочувствительных клеток, это слепое место. Здесь мы ничего не видим. А немного в стороне от него расположена так называемая макула, пятнышко диаметром примерно 5 мм. Внутри нее есть ямка, она называется центральная ямка. В этой крохотной центральной ямке сосредоточено наше дневное зрение, колбочки, способность различать детали, видеть цвет.

Поэтому мы должны все время сканировать мир. Глаз все время движется, чтобы в поле зрения макулы попало как можно большее пространство. Устойчивость картинки мира обеспечивается специальными «стабилизаторами зрения», позволяющими нам не замечать эти движения глаза. Когда мы двигаем головой, благодаря этой системе стабилизации мы не имеем скачка изображения. Давайте посмотрим, что происходит в этой ямке. В ней нет этих горизонтальных или ганглиозных клеток, все расчищено, свет подходит непосредственно к светочувствительным клеткам, туда, где находятся сплошные колбочки.

На сетчатке колбочки доминируют на узком пространстве этой ямки. В самой сетчатке очень много сосудов, через которые должен проходить свет и которые мешают видеть. В центре же ямочки сосудов нет, тут все вычищено, чтобы в нее свет мог проникнуть без помех.

Макула, окружающая ямку, — это небольшое пятно желтого цвета, оно является фильтром и поглощает избыток синего и ультрафиолета, тем самым защищая неприкрытые колбочки в ямке. Этот фильтр защищает глаз от солнечного излучения. Фоторецепторы содержат пигмент, обычно темный, и он поглощает свет. А основная масса ночных животных: кошачьи, еноты — не имеют такого пигмента. Зато у них в глазах есть тапетум, зеркальный выстилающий слой. Свет у них работает иначе, чем у человека. Он доходит до этого отражающего слоя и как от зеркала отражается обратно, подобно тому как это происходит в глазу морского гребешка. Таким образом, свет проходит сквозь сетчатку один раз, а потом сзади снова поступает на сетчатку. На этом основано такое всем известное явление, как яркое свечение глаз некоторых животных в темноте. Мы и наши коты видим мир совершенно по-разному.

Макула и центральная ямка в глазу человека

Структура центральной ямки глаза