Πώς λειτουργεί το ανθρώπινο μάτι – Βήμα προς βήμα

Τα μάτια των ανθρώπων λειτουργούν σαν κάμερες. Ακολουθεί μια απλή εξήγηση βήμα προς βήμα για το πώς λειτουργεί το ανθρώπινο μάτι και μια ματιά στη δομή και τη λειτουργία των τμημάτων του ματιού.

Μέρη του ματιού και οι λειτουργίες τους

Για να κατανοήσετε πώς λειτουργεί το ανθρώπινο μάτι, πρέπει να γνωρίζετε τα ονόματα και τις λειτουργίες των δομών του.

• Κερατοειδής :Ο κερατοειδής είναι η διαφανής εξωτερική επιφάνεια του ματιού. Επειδή ο βολβός του ματιού είναι στρογγυλός, ο κερατοειδής χιτώνας λειτουργεί ως φακός που λυγίζει ή διαθλά το φως. Τα κύτταρα του κερατοειδούς αναγεννώνται γρήγορα, επειδή ο κερατοειδής εκτίθεται στο περιβάλλον. Όμως, το στρώμα είναι αρκετά λεπτό ώστε να επιτρέπει το οξυγόνο στις βαθύτερες δομές.
• Υδατικό χιούμορ :Το υδατοειδές υγρό είναι το υγρό στρώμα κάτω από τον κερατοειδή. Έχει σύνθεση παρόμοια με το ανθρώπινο πλάσμα. Ο υδάτινος άνθρωπος διαμορφώνει τον κερατοειδή και θρέφει τα κύτταρα του ματιού.
• Ίρις και μαθητής :Το φως διέρχεται από τον κερατοειδή και το υδατοειδές υγρό από μια τρύπα που ονομάζεται κόρη. Η ίριδα είναι ένας συσταλτικός δακτύλιος που καθορίζει το χρώμα των ματιών και ελέγχει το μέγεθος της κόρης. Η ίριδα διαστέλλει (ανοίγει) την κόρη σε χαμηλό φωτισμό, ώστε περισσότερο φως να εισέρχεται στο μάτι και να συστέλλεται σε έντονο φως.
• Φακός :Ενώ ο κερατοειδής αρχικά εστιάζει το φως, ο φακός το κάνει έτσι ώστε να μπορείτε να αλλάζετε την εστίαση μεταξύ κοντινών και απομακρυσμένων αντικειμένων. Οι ακτινωτοί μύες γύρω από τον φακό συστέλλονται για να πυκνώσουν τον φακό για να εστιάσουν σε κοντινά αντικείμενα. Οι μύες χαλαρώνουν για να ισοπεδώσουν τον φακό για να εστιάσουν σε μακρινά αντικείμενα.
• Υαλοειδές χιούμορ :Το υαλοειδές υγρό είναι ένα διάφανο τζελ που γεμίζει το μάτι. Υποστηρίζει το σχήμα του ματιού και παρέχει αρκετή απόσταση ώστε ο φακός να μπορεί να εστιάσει.
• Retina :Ο αμφιβληστροειδής είναι η επικάλυψη στο εσωτερικό του πίσω μέρους του ματιού. Περιέχει δύο τύπους κυττάρων. Οι ράβδοι ανιχνεύουν το φως και βοηθούν στο σχηματισμό εικόνων σε αμυδρό φως. Οι κώνοι ανιχνεύουν τα χρώματα. Υπάρχουν τρεις τύποι κώνων. Ονομάζονται κόκκινοι, πράσινοι και μπλε κώνοι, αλλά στην πραγματικότητα ανιχνεύουν μια σειρά από μήκη κύματος φωτός και όχι μόνο τα χρώματα για τα οποία έχουν ονομαστεί.
• Fovea :Το βοθρίο είναι ο κύκλος των κυττάρων στον αμφιβληστροειδή που είναι υπεύθυνοι για την καθαρή εστίαση. Αυτή η περιοχή είναι πλούσια σε κώνους, έτσι επιτρέπει την έντονη χρωματική όραση. Οι ράβδοι έξω από το βοθρίο ευθύνονται σε μεγάλο βαθμό για την περιφερειακή όραση.
• Οπτικό νεύρο :Το φως που χτυπά μια ράβδο ή κώνο παράγει ένα ηλεκτροχημικό σήμα. Τα κύτταρα μεταδίδουν αυτό το σήμα μέσω του οπτικού νεύρου στον εγκέφαλο.
• Εγκέφαλος :Ο οπτικός φλοιός του εγκεφάλου δέχεται νευρικές ώσεις και από τα δύο μάτια και τις συγκρίνει για να κατασκευάσει μια τρισδιάστατη εικόνα. Επειδή το μάτι είναι σαν κάμερα, η αληθινή εικόνα που σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή είναι ανεστραμμένη (ανάποδα). Ο εγκέφαλος εκχωρεί αυτόματα την εικόνα.

Πώς λειτουργεί το ανθρώπινο μάτι

Τώρα που γνωρίζετε τα ονόματα των τμημάτων του ματιού, είναι εύκολο να ακολουθήσετε τα βήματα που οδηγούν στην όραση.

1. Κερατοειδής :Το φως εισέρχεται στο μάτι μέσω του κερατοειδούς. Λόγω του σχήματος του κερατοειδούς, εξέρχεται προ-εστιασμένος.
2. Υδατικό χιούμορ/Κόρη :Από τον κερατοειδή, το φως διέρχεται από το υδατοειδές υγρό και από την κόρη.
3. Φακός :Από εδώ, το φως χτυπά το φακό. Ο φακός εστιάζει περαιτέρω το φως, ανάλογα με το αν κοιτάτε ένα κοντινό ή μακρινό αντικείμενο. Το φως εξέρχεται από το φακό και περνά μέσα από το υαλοειδές υγρό.
4. Υαλοειδές χιούμορ :Στην ιδανική περίπτωση, το υαλοειδές υγρό είναι διαυγές και επιτρέπει στο φως να ταξιδεύει ανεμπόδιστα στον αμφιβληστροειδή.
5. Retina :Το φως φτάνει στον αμφιβληστροειδή, ενεργοποιώντας ράβδους και κώνους για τη δημιουργία ηλεκτρικών παλμών που κωδικοποιούν μια ανεστραμμένη εικόνα.
6. Οπτικό νεύρο :Τα σήματα από τις ράβδους και τους κώνους ταξιδεύουν μέσω του οπτικού νεύρου στον εγκέφαλο.
7. Εγκέφαλος :Ο εγκέφαλος συγκρίνει την αριστερή/δεξιά όραση για να προσθέσει βάθος και να κάνει την εικόνα τρισδιάστατη. Αναστρέφει επίσης την εικόνα ώστε να εμφανίζεται με τη δεξιά πλευρά προς τα επάνω.

Συνήθη προβλήματα με τα μάτια

Τα πιο κοινά προβλήματα στα μάτια είναι η μυωπία (μυωπία), η υπερμετρωπία (υπερμετρωπία) και ο αστιγματισμός. Αυτές οι καταστάσεις επηρεάζουν την όραση, αλλά τα μάτια μπορεί να είναι απολύτως υγιή.

• Μυωπία :Η μυωπία εμφανίζεται όταν το εστιακό σημείο του ματιού βρίσκεται μπροστά από τον αμφιβληστροειδή. Με άλλα λόγια, το μάτι είναι μάλλον στενό παρά σφαιρικό.
• Υπερμετρωπία :Η υπερμετρωπία εμφανίζεται όταν το εστιακό σημείο του ματιού είναι πέρα ​​από τον αμφιβληστροειδή. Με άλλα λόγια, το μάτι είναι ελαφρώς πεπλατυσμένο παρά σφαιρικό.
• Πρεσβυωπία :Η πρεσβυωπία είναι υπερμετρωπία που σχετίζεται με την ηλικία. Προκαλείται από τη σκλήρυνση του φακού του ματιού με την πάροδο του χρόνου. Η πρεσβυωπία συχνά βελτιώνει τη μυωπία.
• Αστιγματισμός :Ο αστιγματισμός εμφανίζεται όταν η καμπυλότητα των ματιών δεν είναι τέλεια σφαιρική. Αυτό κάνει το φως να εστιάζεται άνισα από το ένα μέρος του ματιού στο άλλο.

Άλλα κοινά προβλήματα στα μάτια περιλαμβάνουν το γλαύκωμα, τον καταρράκτη και την εκφύλιση της ωχράς κηλίδας. Αυτές οι καταστάσεις μπορεί να οδηγήσουν σε τύφλωση.

• Καταρράκτης :Ο καταρράκτης είναι θόλωση και σκλήρυνση του φακού.
• Εκφύλιση της ωχράς κηλίδας :Η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας είναι προοδευτική εκφύλιση του αμφιβληστροειδούς.
• Γλαύκωμα :Το γλαύκωμα είναι η αυξημένη πίεση υγρού μέσα στο μάτι. Αυτό μπορεί να βλάψει το οπτικό νεύρο.

Ενδιαφέροντα στοιχεία για τα μάτια

Ακολουθούν μερικά διασκεδαστικά και ενδιαφέροντα στοιχεία για τα μάτια που ίσως δεν γνωρίζετε:

• Τα μωρά γεννιούνται με μάτια πλήρους μεγέθους. Το μέγεθος των ματιών παραμένει το ίδιο από τη γέννηση μέχρι το θάνατο.
• Τα τυφλά άτομα με μάτια μπορεί ακόμα να αισθάνονται το φως και το σκοτάδι. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν κύτταρα στα μάτια που ανιχνεύουν το φως, αλλά δεν εμπλέκονται στο σχηματισμό εικόνας.
• Κάθε μάτι έχει ένα τυφλό σημείο όπου το μάτι συνδέεται με το οπτικό νεύρο. Εάν κλείσετε το ένα μάτι, μπορείτε να βρείτε το τυφλό σημείο. Κανονικά, το δεύτερο μάτι αντισταθμίζει και γεμίζει την τρύπα στην όρασή σας.
• Ο λόγος για τον οποίο οι ολικές μεταμοσχεύσεις ματιών δεν είναι δυνατές είναι επειδή είναι επί του παρόντος πολύ δύσκολο να γίνουν οι περισσότερες από εκατομμύρια συνδέσεις στο οπτικό νεύρο.
• Οι άνθρωποι συνήθως δεν βλέπουν υπεριώδες φως, αλλά ο αμφιβληστροειδής μπορεί να το ανιχνεύσει. Ο φακός απορροφά το υπεριώδες φως πριν φτάσει στον αμφιβληστροειδή, πιθανώς για να τον προστατεύσει από το φως υψηλής ενέργειας που μπορεί να καταστρέψει ράβδους και κώνους. Ωστόσο, άτομα με τεχνητούς φακούς αναφέρουν ότι βλέπουν υπεριώδη ακτινοβολία.
• Τα μπλε μάτια δεν περιέχουν μπλε χρωστική ουσία. Αντίθετα, δεν έχουν χρωστική ουσία που βρίσκεται σε άλλα χρώματα ματιών. Η σκέδαση του φωτός Rayleigh προκαλεί το μπλε χρώμα με τον ίδιο τρόπο που κάνει τον ουρανό να φαίνεται μπλε.
• Το χρώμα των ματιών μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου. Συνήθως, η αλλαγή χρώματος προκύπτει από ορμονικές αλλαγές ή χημικές αντιδράσεις από φάρμακα.

Αναφορές

• Bito, L. Z.; Matheny, Α.; Cruickshanks, K. J.; Nondahl, D. M.; Carino, Ο. Β. (1997). «Το χρώμα των ματιών αλλάζει κατά την πρώιμη παιδική ηλικία». Αρχεία Οφθαλμολογίας . 115 (5):659–63.
• Goldsmith, Τ. Η. (1990). «Βελτιστοποίηση, περιορισμός και ιστορία στην εξέλιξη των ματιών». Η Τριμηνιαία Επιθεώρηση της Βιολογίας . 65 (3):281–322.