En introduktion till ögonen och hur de fungerar
Sikt är utan tvekan vår viktigaste känsla. Mer av hjärnan ägnar sig åt syn än att höra, smaka, beröra och lukta i kombination. I den här artikeln förklarar vi anatomi i våra ögon och hur de låter oss se.
Vision är en otroligt komplex process som fungerar så bra, vi behöver aldrig tänka mycket på den.
Det visuella systemets arbete kan sammanfattas enligt följande: ljus kommer in i vår pupill och fokuseras på näthinnan på baksidan av ögat. Näthinnan omvandlar ljussignalen till elektriska impulser. Synnerven bär sedan impulserna till hjärnan där signalerna behandlas.
För att förstå hur denna fantastiska prestation inträffar börjar vi med en glimt av ögats anatomi.
Nedan finns en 3D-modell av ögat, som är helt interaktiv.
Utforska 3D-modellen med din musmatta eller pekskärm för att förstå mer om ögat.
Anatomi i ögat
Vävnaderna i ögat kan delas in i tre typer:
- brytande vävnader som fokuserar ljus
- ljuskänsliga vävnader
- stödvävnader
Vi kommer att titta på var och en av dessa i tur och ordning.
Brytande vävnader
Brytande vävnader fokuserar inkommande ljus på de ljuskänsliga vävnaderna för att ge oss en tydlig, skarp bild. Om de är i fel form, feljusterade eller skadade kan synen bli suddig.
Brytningsvävnaderna inkluderar:
Eleven: Detta är den mörka fläcken i mitten av den färgade delen av ögat, som i sin tur kallas iris. Eleven expanderar och krymper som svar på ljus och verkar på samma sätt som bländaren på en kamera.
Under mycket ljusa förhållanden förtränger pupillen eller krymper till cirka 1 millimeter (mm) i diameter för att skydda den känsliga näthinnan från skador. När det är mörkt kan pupillen utvidgas eller vidgas upp till 10 mm i diameter. Denna utvidgning gör att ögat kan ta in så mycket ljus som möjligt.
Iris: Detta är den färgade delen av ögat. Irisen är en muskel som styr pupillens storlek och därmed mängden ljus som når näthinnan.
Lins: När ljuset har rest genom pupillen når det linsen, som är en transparent konvex struktur. Linsen kan ändra form, vilket hjälper ögat att fokusera ljuset exakt på näthinnan. Med åldern blir linsen styvare och mindre flexibel, vilket gör fokusering svårare.
Ciliärmuskel: Den här muskulära ringen är fäst vid linsen och, när den dras samman eller slappnar av, ändrar den linsens form. Denna process kallas boende.
Hornhinna: Detta är ett klart, kupolliknande skikt som täcker pupillen, iris och den främre kammaren eller det vätskefyllda området mellan hornhinnan och iris. Det är ansvarigt för majoriteten av ögats fokuseringskraft. Det har dock ett fast fokus så det kan inte anpassas till olika avstånd.
Hornhinnan är tätt befolkad med nervändar och otroligt känslig. Det är ögats första försvar mot främmande föremål och skador. Eftersom hornhinnan måste förbli klar för att bryta ljus har den inga blodkärl.
Två vätskor cirkulerar genom ögonen för att ge struktur och näringsämnen. Dessa vätskor är:
Glasögon: Finns i ögats bakre del, glasögon är tjock och gelliknande. Det utgör majoriteten av ögats massa.
Vattenhaltig vätska: Detta är mer vattnigt än glasögonvätska och cirkulerar genom ögats framsida.
Ljuskänsliga vävnader: näthinnan
Näthinnan är det innersta lagret i ögat. Den rymmer mer än 120 miljoner ljuskänsliga fotoreceptorceller som detekterar ljus och omvandlar det till elektriska signaler.
Dessa signaler skickas vidare till hjärnan för bearbetning.
Fotoreceptorceller i näthinnan innehåller proteinmolekyler som kallas opsins som är känsliga för ljus.
De två primära fotoreceptorcellerna kallas stavar och kottar. Som svar på ljuspartiklar skickar stavarna och konerna ut elektriska signaler till hjärnan.
Kottar: Dessa finns i den centrala regionen av näthinnan som kallas macula, och de är särskilt täta i en liten grop i mitten av macula som kallas fovea. Kottar är viktiga för detaljerad, färgvision. Det finns tre typer av kottar, vanligtvis kallade:
• kort eller blå
• mellersta eller gröna
• lång eller röd
Kottar används för att se under normala ljusförhållanden och tillåter oss att skilja färger.
Stavar: Dessa finns oftast runt näthinnans kanter och används för att se i svagt ljus. Även om de inte kan skilja färger, är de extremt känsliga och kan upptäcka de lägsta mängder ljus.
Optisk nerv: Denna tjocka bunt nervfibrer överför signaler från näthinnan till hjärnan. Sammantaget finns det cirka 1 miljon tunna, retinala fibrer som kallas ganglionceller som bär ljusinformation från näthinnan till hjärnan.
Ganglioncellerna lämnar ögat vid en punkt som kallas optisk skiva. Eftersom det inte finns några stavar och kottar kallas det också för blinda fläckar.
Olika delmängder av ganglionceller registrerar olika typer av visuell information. Till exempel är vissa ganglionceller känsliga för kontrast och rörelse, andra för form och detaljer. Tillsammans bär de all nödvändig information från vårt synfält.
Hjärnan låter oss se i 3D, vilket ger oss djupuppfattning genom att jämföra signalerna från båda ögonen.
Signalerna som genereras i näthinnan hamnar i den visuella cortexen, en del av hjärnan som är specialiserad för bearbetning av visuell information. Här sys impulserna ihop för att skapa bilder.
Stödvävnader
Sclera: Detta kallas vanligtvis ögats vita. Det är fibröst och ger stöd för ögongloben, vilket hjälper till att hålla formen.
Konjunktiva: Ett tunt, transparent membran som täcker det mesta av ögats vita och insidan av ögonlocken. Det hjälper till att smörja ögat och skydda det från mikrober.
Choroid: Ett lager av bindväv mellan näthinnan och sclera. Den innehåller en hög koncentration av blodkärl. Den är bara 0,5 mm tjock och innehåller ljusabsorberande pigmentceller som hjälper till att minska reflektioner i näthinnan.
Ögonförhållanden
Som med alla delar av kroppen kan problem med synen uppstå på grund av sjukdom, skada eller ålder. Nedan följer bara några av de tillstånd som kan påverka ögonen:
Åldersrelaterad makuladegeneration: Makulan bryts sakta ner och ger suddig syn och ibland synförlust i mitten av synfältet.
Amblyopi: Detta börjar i barndomen och kallas ofta lat öga. Det ena ögat utvecklas inte ordentligt eftersom det andra, starkare ögat dominerar.
Anisocoria: Detta inträffar när eleverna har olika storlek. Det kan vara ett ofarligt tillstånd eller ett symptom på ett allvarligare medicinskt problem.
Astigmatism: Hornhinnan eller linsen är böjda felaktigt så att ljuset inte fokuseras ordentligt på näthinnan.
Grå starr: Grumling av linsen orsakar grå starr. De leder till dimsyn och, om de inte behandlas, blindhet.
Färgblindhet: Detta inträffar när konceller saknas eller inte fungerar korrekt. Någon som är färgblind har svårt att skilja mellan vissa färger.
Konjunktivit eller rosa ögon: Detta är en vanlig infektion i konjunktiva, som täcker ögonbollens framsida.
Fristående näthinna: Ett tillstånd när näthinnan lossnar. Det kräver akut behandling.
Diplopi eller dubbelsyn: Detta kan orsakas av flera tillstånd som ofta är allvarliga och bör kontrolleras av en läkare så snart som möjligt.
Flytare: Dessa är fläckar som drivs över en persons synfält. De är normala men kan också vara ett tecken på något mer allvarligt, såsom näthinneavlossning.
Glaukom: Trycket byggs upp i ögat och kan så småningom skada synnerven. Det kan så småningom leda till synförlust.
Myopi: Detta kallas annars närsynthet. Med närsynthet är det svårt att se saker som är långt borta.
Optisk neurit: Synnerven blir inflammerad, ofta på grund av ett överaktivt immunsystem.
Strabismus: Ögonen pekar i olika riktningar; det är särskilt vanligt bland barn.
I ett nötskal
Ögonen och vårt visuella system arbetar hårt varje sekund vi är vaken och väver en sömlös visuell verklighet från en svimlande mängd ljusbaserade impulser.
Vi tar visionen för givet, men våra ögon är en av de mest fantastiska bedrifterna inom evolutionsteknik.
