Ochiul omenesc: aparat optic

Ochiul omenesc: aparat optic

Din punct de vedere anatomic, ochiul este, dupa cum se stie, un organ deosebit de complex, servind la transformarea imaginilor geometrice ale corpurilor in senzatii vizuale. El informeaza sistemul nervos central asupra tuturor modificarilor care au loc in mediul inconjurator

Privind insa numai din punctul de vedere al opticii geometrice, el constituie un sistem optic care functioneaza pe principiul sistemului cibernetic, adica are in exterior globul ocular numit si 'aparat de luat vederi', apoi cai de transmisie a mesajului si centri corticali de interpretare a imaginii.

Globul ocular este in general de forma sferica si are o structura formata din trei membrane:

1. Membrana externa, numita sclerotica, are culoare alba sidefie, este fibroasa si rezistenta. Rolul fiziologic al scleroticei este de a proteja celelalte componente oculare.

In 1/6 anterioara, la polul anterior isi modifica structura prin plasarea fibrelor in sistem paralel, ceea ce face ca aceasta portiune sa devina transparenta. Aceasta zona este numita corneea transparenta. Prin ea patrunde lumina, excitantul specific al ochiului. Corneea are principalul rol optic de a permite patrunderea radiatiilor luminoase si, prin puterea ei de refractie de 40 de dioptrii, de a devia traiectoria luminii, pentru a ajunge la retina. Acolo se formeaza o imagine reala si rasturnata a obiectelor privite.

Membrana mijlocie este numita uveea si se imparte in: uveea anterioara si uveea posterioara.

Uveea anterioara cuprinde la randul ei doua elemente: corpul ciliar si irisul.

Corpul ciliar este format de muschii ciliari si procesele ciliare. Muschii ciliari sunt netezi, nesupusi vointei si functioneaza reflex, avand legaturi foarte fine cu lentila cristaliniana transparenta. Indeplinesc cea mai importanta functie optica oculara si anume punerea la punct a imaginii pe care o fixam de la orice distanta. Aceasta este functia de acomodare vizuala, necesara unei vederi clare in privirea de la orice distanta dorim. Muschii actioneaza prin contractie sau relaxare asupra cristalinului.

Irisul, membrana diafragmatica situata vertical in fata cristalinului este colorata diferit de la subiect la subiect, de la rasa la rasa. Fluxul luminos este reglat automat prin actiunea sa involuntara (reflexa) Central, irisul are un orificiu numit pupila. La lumina prea intensa, irisul isi mareste pupila, penru a proteja retina, iar la lumina prea slaba, irisul isi mareste pupila pentru a mari iluminarea imaginilor de pe retina.

Uveea posterioara este cunoscuta si sub numele de coroida. Ea contine un pigment care realizeaza asa numita camera obscura a ochiului.

3. Retina este o membrana subtire, alcatuita din prelungirile nervului optic si continand un numar mare de celule senzoriale, care percep lumina, numite conuri si bastonase

La acest nivel se face transformarea radiatiei luminoase in energie electrica, care transmite mesajul vizual la scoarta cerebrala. Conurile si bastonasele sunt neuronii cei mai importanti, care contin substantele fotosensibile si anume iodopsina si rodopsina, substante care au in compozitia lor ca element esential vitamina A. Conurile sunt asezate in centrul fundului de ochi in zona numita macula optica (pata optica

Exista in general pana la aproximativ 8 milioane de celule, care se ocupa cu perceperea formei elementelor fixate (simtul formelor) si cu distingerea luminii monocromatice, deci a culorilor (simtul cromatic). Bastonasele sunt cu aproximatie in numar de peste 60 milioane elemente si au proprietatea de a sesiza intensitati de lumina din ce in ce mai reduse, adica permit orientarea in lumina redusa, in intuneric (simtul luminos).

Excitantul specific al acestor celule neuroni este radiatia electromagnetica, adica lumina compusa alba, formata din particule foarte fine numite fotoni sau cuante de lumina

In partea centrala, putin mai sus de axa optica, exista o regiune numita pata galbena (macula lutea) in mijlocul careia se afla o mica adancitura - foveea centralis - populata exclusiv de conuri, in numar de 13000 - 15000. Sub actiunea involuntara a unor muschi speciali ai ochilului, globul ocular sufera miscari de rotatie in orbita sa, astfel incat imaginea sa se formeze totdeauna in regiunea petei galbene, cea mai importanta regiune fotosensibila a ochiului.

Cuantele de lumina patrund in ochi prin mediile transparente si refringente, cum sunt corneea, umoarea apoasa, cristalinul si corpul vitros. Ajunse la conuri si bastonase, determina un microbombardament, deoarece au masa si viteza, rupand molecula de substanta fotosensibila (iodopsina si rodopsina). Are loc o transformare fotofizicochimica, ce se face prin rezonanta paramagnetica si electronii sunt aruncati pe orbite externe, determinand o diferenta de potential. Aceasta diferenta de potential se transmite prin ceilalti neuroni (celule bipolare si ganglionare), prin nervii optici si caile optice pana la scoarta cerebrala, unde se formeaza imaginea prin mecanism psihic. Aceasta proprietate a neuronilor retinieni da posibilitatea transformarii luminii in energie electrica, care duce mesajul vizual la scoarta cerebrala.

Componenta optica oculara este formata din:

1. Corneea transparenta, situata in polul anterior al globului ocular, refringenta cu o putere de 40 de dioptrii, poate sa dirijeze razele luminoase sosite la ea.

2. Umoarea apoasa care este numai transparenta, se afla in spatele corneei, in asa numita camera anterioara a ochiului, care din punct de vedere optic nu face decat sa conduca razele luminoase.

3. Elementul foarte important este lentila cristaliana convexa, transparenta si refringenta de 20 de dioptrii. Cristalinul are forma unei lentile nesimetric biconvexe. Este situat in spatele irisului si are posibilitatea prin contractia reflexa a muschiului ciliar fie sa si creasca refrigenta (se bombeaza) permitand vederea de aproape, fie sa si scada refringenta (se turteste), permitand vederea la distanta. El are o structura stratificata, prezentand spre margine indicele de refractie de aproximativ 1,38 , iar in interior de aproximativ 1,41.

Acomodarea. Un ochi normal, aflat in stare de repaus, are focarul situat pe retina. Din aceasta cauza, pentru obiectele situate la infinit (practic, la distante mai mari de 15 m) ochiul formeaza imaginile pe retina fara nici un efort de modificare a cristalinului.

Apropiind obiectul, cristalinul se bombeaza sub actiunea muschilor ciliari, in asa fel incat imaginea sa ramana tot pe retina. Fenomenul se numeste acomodare. Cristalinul insa nu se poate bomba oricat si de aceea obiectul poate fi adus doar pana la o anumita distanta minima - distanta minima de vedere - sub care ochiul nu mai poate forma imaginea pe retina. Acomodarea ochiului este deci posibila intre un punct aflat la o distanta maxima (punctul remotum), care, pentru ochiul normal este la infinit (practic, peste 15 m) si un punct aflat la o distanta minima (punctul proximum), care pentru ochiul normal este de 10-15 cm la tineri si aproximativ 25 cm la adulti. In mod normal, ochiul vede cel mai bine, putand distinge cele mai multe detalii, la o distanta mai mare decat distanta minima de vedere si anume la aproximativ 25 cm, numita distanta vederii optime

4. In spatele cristalinului si deci in restul continutului ocular se afla corpul vitros (sau umoarea sticloasa) element transparent, gratie unui edificiu chimic colagenic cu o structura foarte fina, lipsita de orice alt element structural si mai ales de vase. Rolul corpului vitros este de a permite razelor sa ajunga la neuronii retinieni.

Defecte de convergenta ale ochiului

Viciile de refractie oculara. Ochiul are aceleasi insusiri ca un veritabil aparat optic, fiind astfel cel mai raspandit aparat optic. Retina este asemuita cu o placa fotografica sensibila, caci pe ea se formeaza imaginea ca intr-un aparat fotografic, datorita existentei unui sistem dioptric in ochi. Imaginea pe retina se formeaza inversata si micsorata, in comparatie cu obiectul pe care-l privim. Dioptrii oculari sunt formati din corneea transparenta, umoarea apoasa, cristalinul si corpul vitros. Acest ansamblu de dioptri are valoarea unei lentile convergente cu distanta focala de 23 mm, exact cat este lungimea axului antero-posterior al ochiului. Focarul posterior al acestei lentile la un ochi considerat normal (emetrop) in stare de repaus, se gaseste pe retina in regiunea maculara. Refractia oculara este in ansamblu data de devierile pe care le produc dioptrii oculari razelor luminoase, care le strabat si care vin de la obiectele fixate cu privirea. Starea normala a unui ochi numita emetropie, se realizeaza printr-o corelare armonioasa a acestor dioptri (cornee, umoare apoasa, cristalin si corp vitros), astfel ca raza ajunge in centrul retinei, pe macula si imaginea se formeaza normal. Ochii cu defecte optice denumiti ametropi, sunt cei in care razele paralele plecate de la o sursa luminoasa (obiect) situata la infinit, nu-si formeaza focarul principal pe retina, ci inaintea sau inapoia ei.