Budowa oka – co sprawia, że widzimy?

Wzrok to jeden z sześciu zmysłów człowieka. Śmiało można powiedzieć, że oczy to naturalne „kamery”, które pozwalają człowiekowi oglądać świat zewnętrzny. Komórki nerwowe, tkanka łączna, naczynia krwionośne i włókna mięśniowe tworzą skomplikowany układ, który jest w stanie załamać światło odbite od przedmiotów i zadziałać niczym soczewka skupiająca. Jak dokładnie wygląda budowa oka i co sprawia, że w ogóle widzimy obraz?

Z naszego artykułu dowiesz się:

• Jak zbudowane jest oko?

• Jakie funkcje pełni oko?

• Co sprawia, że widzimy?

 

Jak zbudowane jest oko?

Oko jest jednym z narządów człowieka. Jego budowa jest bardzo złożona – działa w nim ponad 2 000 000 części. Ludzkie oczy zostały umieszczone w oczodołach (z łac. orbita). Oczodół chroniony jest przez 7 kości, tworzących strukturę, która jest połączona kanałami i otworami z wewnętrzną częścią czaszki (kość czołowa, jarzmowa, szczęka górna, kość sitowa i klinowa, kość łzowa, wyrostek kości podniebiennej). Samą strukturę oka zasłaniają powieki, a rzęsy chronią oko przed kurzem.

W oczodole umieszczona jest gałka oczna, która ma kształt podobny do kuli. Przeciętnie waży ona około 7,5 grama i ma długość 24 mm. Wypełnia ją gęsta substancja (w jej składzie znalazło się 98% wody, dodatek kwasu hialuronowego i włókien kolagenowych), która określana jest jako ciało szkliste (z łac. corpus vitreum). Ciało szkliste nie tylko wypełnia oko, ale i pełni ważną funkcję w procesie widzenia – pozwala przedostawać się promieniom światła z soczewki ocznej do siatkówki.

Gałkę oczną otaczają warstwy kilku błon:

• twardówka,
• naczyniówka,
• siatkówka.

Twardówka (z gr. skleros – twardy) ma biały kolor, dlatego bywa określana jako „białko”. Biała otoczka chroni wnętrze oka. Twardówka otacza oko od nerwu wzrokowego po rogówkę, która przepuszcza światło. Twardówka jest stabilna, dzięki włóknistemu kolagenowi, który ma różną grubość (jest grubszy w tylnej części oka, a cieńszy w przedniej). Przez specjalne „otwory” nerw wzrokowy przenosi informacje z oka do mózgu. Na twardówce znajdują się mięśnie, które pozwalają kierować okiem w górę, dół i na boki. Dodatkowo, w oku ludzkim znalazły się mięśnie rzęskowe, które działają automatycznie.

Kolejnym zewnętrznym elementem struktury oka jest rogówka (z łac. cornea). Z przodu ma ona kształt wypukłej tarczy i jest przezroczysta, dlatego można ją określić terminem „okna oka” – przez rogówkę można patrzeć jak przez czystą szybę. Rogówka załamuje wpadające promienie światła do środka oka (jej siła skupienia ma moc +43 dioptrii). Rogówka nie jest unerwiona. Film łzowy odpowiada za jej nawilżenie i dostarczenie do niej tlenu.

Rogówkę tworzy 6 warstw:

• nabłonek,
• warstwa Bowmana,
• zręb,
• warstwa Dua,
• błona Descemeta,
• śródbłonek.

Tuż za rogówką znajduje się przednia komora oka, wypełniona bezbarwną cieczą wodnistą, produkowaną przez ciało rzęskowe (roztwór odżywczy dla oczu). Oko posiada również mniejszą komorę tylną, którą wypełnia ta sama ciecz.

Kolejnym elementem jest źrenica (z łac. pupilla), która wyraźnie wyróżnia się na tle białej gałki ocznej. Źrenicę otacza tęczówka, czyli kolorowy pierścień, który nadaje kolor naszym oczom (w źrenicy magazynowana jest melanina i inne barwniki). Tęczówkę tworzy luźna tkanka oczna, która posiada wiele naczynek krwionośnych odżywiających tkankę. Główną funkcją tęczówki jest blokowanie światła, które po bokach źrenicy mogłoby przedostać się do oczu. Źrenica to czarny otwór w tęczówce, który automatycznie zwęża się i rozszerza m.in. pod wpływem światła. To pozwala regulować ilość światła trafiającego do oka.

Wewnątrz oka znajduje się soczewka (z łac. lens crystallina). Soczewka jest przezroczysta, a jej elastyczność pozwala na zmianę kształtu. Soczewka oczna zaopatrywana jest w składniki odżywcze przez ciecz wodnistą.

Tylna część oka jest wyścielana przez naczyniówkę – sieć naczynek krwionośnych. Posiada żyły i tętnice, co pozwala jej zaopatrywać siatkówkę w tlen oraz składniki odżywcze. Dodatkowo, odprowadzona ona ciepło z oczu (jest naturalnym „systemem wentylacyjnym” oka).

Jednym z ważniejszych elementów oka jest siatkówka, która odpowiada za odbieranie bodźców świetlnych (fal świetlnych) i przetwarzanie ich w bodźce nerwowe. Nerw wzrokowy dostarcza je do mózgu. Siatkówkę tworzy aż 10 warstw. W jednej z nich znalazły się światłoczułe komórki (fotoreceptory) – pręciki (ponad 120 mln, dają obraz czarno-biały) i czopki (około 600 mln, są wrażliwe na kolory). Ciekawostką jest, że poszczególne czopki wyspecjalizowały się w odbiorze różnych kolorów (czerwieni, zieleni, niebieskiego) i uszkodzenie jednej z tych grup może spowodować tzw. ślepotę barw. Największe skupienie czopków znajduje się w dołku środkowym (ze względu na charakterystyczny kolor, obszar ten nazwano plamką żółtą).

Jakie funkcje pełni oko?

Ludzkie oczy przekształcają impulsy świetlne na impulsy elektryczne, które trafiają do mózgu. Mózg składa je w obrazy. Czynności te odpowiadają za widzenie, które jest najważniejszą funkcją oka. Podobny mechanizm wykorzystano podczas projektowania przesłony w aparacie fotograficznym.

Oczy umieszczone są w oddaleniu od siebie, dlatego obraz odbierany przez prawe i lewo oko nieco się różni. To pozwala tworzyć w mózgu przestronny model przedmiotów i oceniać odległości. Proces ten ma ogromny wpływ na:

• utrzymywanie równowagi,
• orientację przestrzenną,
• jazdę samochodem,
• precyzyjne manipulowania rękami,
• pracę na wysokości,
• ogólną koordynację ruchów.

Co sprawia, że widzimy?

Gdy do oczu dociera fala światła, przechodzi przez rogówkę, przednią komorę, źrenicę, soczewkę i ciało szkliste. Przechodząc przez wszystkie struktury oka, biorące udział w procesie widzenia, ulega załamaniu i jest skupiana w promień świetlny. Promień ten pada na siatkówkę, gdzie zaczyna się „cud widzenia”. Na siatkówce powstaje ognisko. Fotoreceptory (pręciki i czopki) przekształcają bodźce świetlne w impulsy elektryczne. Warto jednak wiedzieć, że w tym miejscu obraz jest odwrócony i zmniejszony. Pręciki odbierają obraz czarno-biały i odpowiadają za widzenie w ciemności, za to czopki odczytują kolory. Impulsy elektryczne wędrują wzdłuż nerwów i trafiają do mózgu (za pośrednictwem nerwu wzrokowego). W mózgu powstaje obraz, który widzimy (jest on ponownie odwracany). Zaburzenie jednego z kroków tego procesu prowadzi do zaburzeń widzenia.

Soczewka oczna zmienia swój kształt, w zależności od odległości obserwowanych przedmiotów. Mięśnie rzęskowe napinają się, co pozwala uwypuklić soczewkę i wyostrzyć obraz z bliży (np. litery w czytanej książce). Gdy mięśnie się rozluźnią, soczewka ulega spłaszczeniu i dobrze widoczne są obiekty widziane z daleka. Zjawisko to określono terminem akomodacji. Przypomina ono proces regulowania ostrości w aparacie fotograficznym.

Warto wiedzieć, że z wiekiem soczewka ludzkiego oka powoli traci swoją elastyczność – efektem jest pojawienie się tzw. starczowzroczności (prezbiopii). Prezbiopię pozwalają skorygować okulary lub soczewki progresywne.