ساختار چشم انسان و عملکرد آن: راهنمای جامع برای درک بینایی

ساختار چشم تاثیر قابل توجهی در چگونگی شناسایی و پردازش نور توسط گونه های مختلف دارد. موجودات مختلف در دنیای حیوانات از روش های متنوعی برای شناسایی نور و متمرکز کردن آن برای ایجاد تصویر استفاده می کنند.

چشم های انسان به عنوان "چشم های نوع دوربین" شناخته می شوند، به این معنا که همانند لنز دوربین عمل کرده و نور را بر روی فیلم متمرکز می کنند. قرنیه و لنز چشم به مانند لنز دوربین هستند، در حالی که شبکیه چشم همانند فیلم عمل می کند.

در اینجا راهنمایی برای درک چشم انسان، ساختار آن، عملکرد هر بخش و مشکلات رایج بینایی ارائه شده است.

• بخش های اصلی چشم انسان شامل قرنیه، عنبیه، مردمک، مایع زلالی، لنز، مایع زجاجی، شبکیه و عصب بینایی است.
• عنبیه اندازه مردمک را کنترل می کند، که دریچه ای است که نور را به لنز وارد می کند.
• نور از طریق قرنیه و مایع زلالی وارد چشم می شود. سپس، لنز نور را متمرکز کرده و نور از طریق مایع زجاجی به شبکیه می رسد.
• در نهایت، درون شبکیه، سلول های خاصی به نام میله ها و مخروط ها نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کرده و از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می کنند.

ساختار و عملکرد چشم

برای درک نحوه دیدن چشم، دانستن ساختار آن و عملکرد هر بخش آن مفید است:

• قرنیه: نور از طریق قرنیه، پوشش شفاف خارجی چشم، وارد می شود. کره چشم گرد است، بنابراین قرنیه به عنوان یک لنز عمل کرده و نور را خم کرده یا شکسته می کند.
• مایع زلالی: مایع زیر قرنیه ترکیبی مشابه با پلاسما خون دارد. مایع زلالی به شکل دهی قرنیه کمک کرده و تغذیه لازم را برای چشم فراهم می کند.
• عنبیه و مردمک: نور از طریق قرنیه و مایع زلالی از طریق دریچه ای به نام مردمک عبور می کند. اندازه مردمک توسط عنبیه تعیین می شود، که حلقه ای انقباضی مرتبط با رنگ چشم است. هرچه مردمک بازتر شود، نور بیشتری وارد چشم می شود.
• لنز: در حالی که بیشتر تمرکز نور توسط قرنیه انجام می شود، لنز به چشم اجازه می دهد تا بر روی اشیاء نزدیک یا دور تمرکز کند. ماهیچه های مژکی دور لنز قرار دارند و برای تصویربرداری از اشیاء دور، آن را صاف کرده و هنگامی که لنز را برای اشیاء نزدیک تر ضخیم می کنند، منقبض می شوند.
• مایع زجاجی: برای تمرکز نور به فاصله مشخصی نیاز است. مایع زجاجی یک ژل شفاف و آبی است که از چشم حمایت کرده و این فاصله را فراهم می کند.

شبکیه و عصب بینایی

پوشش داخلی پشت چشم به نام شبکیه شناخته می شود. زمانی که نور به شبکیه می تابد، دو نوع سلول فعال می شوند.

ابتدا، میله ها نور و تاریکی را تشخیص داده و در شرایط کم نور به تشکیل تصاویر کمک می کنند. دوم، مخروط ها مسئول بینایی رنگی هستند. سه نوع مخروط به نام های قرمز، سبز و آبی شناخته می شوند، اما هر کدام در واقع یک دامنه از طول موج ها را تشخیص می دهند و نه فقط این رنگ های خاص. هنگامی که بر روی یک شیء به وضوح تمرکز می کنید، نور به ناحیه ای به نام فووئس می تابد. فووئس پر از مخروط ها است و به بینایی واضح کمک می کند. میله های خارج از فووئس عمدتاً مسئول بینایی محیطی هستند.

میله ها و مخروط ها نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند که از طریق عصب بینایی به مغز منتقل می شود. مغز تحریکات عصبی را به تصویر تبدیل می کند. اطلاعات سه بعدی از مقایسه تفاوت های بین تصاویر تشکیل شده توسط هر چشم به دست می آید.

مشکلات رایج بینایی

رایج ترین مشکلات بینایی شامل نزدیک بینی، دوربینی، پیرچشمی و آستیگماتیسم است.

آستیگماتیسم هنگامی رخ می دهد که انحنای چشم به شکل واقعی گرد نیست و در نتیجه نور به طور نابرابری متمرکز می شود. نزدیک بینی و دوربینی زمانی اتفاق می افتند که چشم خیلی باریک یا خیلی وسیع باشد تا نور را روی شبکیه متمرکز کند. در نزدیک بینی، نقطه کانونی قبل از شبکیه قرار دارد؛ در دوربینی، آن بعد از شبکیه است. در پیرچشمی، لنز سفت می شود و بنابراین تمرکز بر اشیاء نزدیک مشکل می شود.

مشکلات دیگر چشم شامل گلوکوم (افزایش فشار مایع که می تواند به عصب بینایی آسیب برساند)، کاتاراکت (کدر شدن و سفت شدن لنز) و تحلیل ماکولا (تحلیل شبکیه) است.

حقایق عجیب درباره چشم

عملکرد چشم نسبتاً ساده است، اما جزئیاتی وجود دارد که ممکن است ندانید:

• چشم دقیقاً همانند یک دوربین عمل می کند به این معنا که تصویر تشکیل شده بر روی شبکیه معکوس (رو به پایین) است. وقتی مغز تصویر را ترجمه می کند، به طور خودکار آن را برعکس می کند. اگر عینک های خاصی بزنید که شما را مجبور به دیدن همه چیز به صورت وارونه کند، مغز شما بعد از چند روز وفق پیدا می کند و دوباره "نمای صحیح" را به شما نشان می دهد.
• انسان ها قادر به دیدن نور فرابنفش نیستند، اما شبکیه انسان می تواند آن را تشخیص دهد. لنز پیش از رسیدن نور فرابنفش به شبکیه، آن را جذب می کند. دلیل اینکه انسان ها تکامل یافته اند تا نور UV را نبینند، این است که این نور انرژی کافی برای آسیب به میله ها و مخروط ها دارد. حشرات نور فرابنفش را حس می کنند، اما چشم های مرکب آن ها به اندازه چشم های انسان واضح نیستند، بنابراین انرژی در ناحیه وسیع تری پخش می شود.
• افراد نابینا که هنوز چشم دارند می توانند تفاوت بین نور و تاریکی را حس کنند. در چشم ها سلول های خاصی وجود دارند که نور را تشخیص می دهند اما در تشکیل تصاویر دخالت ندارند.
• هر چشم دارای یک نقطه کور کوچک است. این نقطه جایی است که عصب بینایی به کره چشم متصل می شود. این نقص در بینایی قابل تشخیص نیست زیرا هر چشم نقص دیگری را جبران می کند.
• پزشکان نمی توانند یک چشم کامل را پیوند بزنند. دلیل آن این است که بازسازی میلیون ها رشته عصبی عصب بینایی بسیار دشوار است.
• نوزادان با چشمان با اندازه کامل به دنیا می آیند. اندازه چشم های انسان از تولد تا مرگ تقریباً ثابت می ماند.
• چشم های آبی هیچ رنگدانه آبی ندارند. رنگ آن ناشی از پدیده پخش ریلی است که همچنین مسئول رنگ آسمان است.
• رنگ چشم ها می تواند با گذشت زمان تغییر کند، عمدتاً به دلیل تغییرات هورمونی یا واکنش های شیمیایی در بدن.