Как устроен глаз: путешествие внутрь нашего главного «фотоаппарата

Часто на приёме, особенно когда приходят с детьми, я слышу вопрос: «Ольга Игоревна, а покажите на картинке, как глаз устроен? Он просто шарик с водой внутри?» И я понимаю этот интерес. Мы пользуемся зрением каждую секунду, но редко задумываемся, какое чудо инженерной мысли носим в своей голове.

Давайте я попробую рассказать об устройстве глаза не как в учебнике, а так, как объясняю это своим пациентам. Представьте, что мы взяли в руки крошечную, но невероятно совершенную цифровую камеру. Именно на неё и похож наш глаз.

На что похож глаз, если заглянуть внутрь?

Чтобы понять, как всё работает, давайте разберём нашу «камеру» на части.

• Корпус — это белая прочная оболочка глаза, склера. Она защищает всё, что внутри, и держит форму⁵.
• Передняя линза объектива — это роговица, прозрачная часть глаза, через которую мы смотрим на мир¹¹. Она должна быть идеально гладкой и чистой.
• Диафрагма, которая регулирует свет, — это наша радужка. Та самая часть, которая определяет цвет глаз. А отверстие в её центре — зрачок.
• Система автофокуса — это хрусталик, маленькая внутренняя линза, которая умеет менять свою форму, чтобы мы могли одинаково хорошо видеть и вблизи, и вдали.
• Светочувствительная матрица, которая ловит изображение, — это сетчатка. Сложнейший слой нервных клеток на задней стенке глаза⁶.
• Кабель для передачи данных на компьютер — это зрительный нерв.
• А сам компьютер, который обрабатывает информацию, создаёт финальную картинку и, собственно, «видит», — это наш мозг⁸.

Теперь давайте пройдёмся по каждой детали подробнее.

Почему белая часть глаза иногда краснеет?

Когда вы смотрите в зеркало, вы видите белую часть глаза. Это склера — плотный, прочный наружный каркас глазного яблока. Её главная задача — быть надёжной опорой и защитой для всех нежных внутренних структур⁴⁵. Она очень крепкая.

«Но почему же тогда она так легко краснеет, если она такая прочная?» — спросите вы. А дело в том, что сама склера практически лишена сосудов. Но снаружи она, как рубашкой, покрыта тончайшей прозрачной плёночкой — конъюнктивой. Эта плёнка выстилает не только само глазное яблоко спереди, но и внутреннюю поверхность век¹. И вот как раз в конъюнктиве очень много мелких кровеносных сосудов. В норме они почти незаметны.

Я всегда объясняю это так: представьте себе белоснежную фарфоровую раковину. Это склера. А теперь пустите по ней тоненький-тоненький слой чистой воды. Это конъюнктива. Вы даже не заметите эту воду. Но стоит в неё попасть соринке, капле моющего средства или аллергену — и вода тут же покажет реакцию: сосуды в ней расширятся, чтобы принести к месту «аварии» клетки иммунитета. И вот уже наша «раковина» выглядит красной. Краснеет не сама прочная склера, а тонкая и чувствительная конъюнктива на её поверхности¹.

Поэтому, когда вы видите красный глаз, это почти всегда сигнал о том, что что-то раздражает или воспалилось именно в этой наружной «рубашке».

Прозрачное «стёклышко»: почему оно такое важное?

Самая передняя часть глаза, то самое «окошко», через которое внутрь попадает свет, — это роговица. Это не просто плёнка, а мощнейшая линза, которая обеспечивает основное преломление света. Она гораздо сильнее, чем внутренний хрусталик.

У роговицы есть удивительное свойство — она абсолютно прозрачна. Почему? Потому что в ней нет ни одного кровеносного сосуда¹¹. Питание она получает из слёзной плёнки снаружи и из внутриглазной жидкости изнутри. Эта прозрачность — её главный козырь и её главная уязвимость. Любое помутнение или рубец на роговице, как царапина на объективе фотоаппарата, будет мешать зрению.

Именно поэтому так важно беречь глаза от травм. Даже маленькая соринка, попавшая под веко, может поцарапать роговицу. А поскольку она — живая ткань, любая царапина может стать воротами для инфекции. В тяжёлых случаях, когда роговица сильно мутнеет из-за болезни или травмы, офтальмохирурги могут провести её замену — пересадку донорской роговицы (операция называется кератопластика)¹¹.

Радужка — она только для красоты?

Цвет глаз — голубой, карий, зелёный — нам даёт радужная оболочка, или радужка. Это мышечный диск с отверстием в центре — зрачком. Количество пигмента меланина в радужке и определяет её цвет: мало пигмента — глаза голубые или серые, много — карие. На качество зрения это никак не влияет.

Но главная функция радужки — не красота, а работа в качестве диафрагмы. На ярком свету мышцы радужки сужают зрачок, чтобы не ослепить чувствительную сетчатку. В темноте, наоборот, зрачок расширяется, чтобы поймать как можно больше света.

Этот механизм работает автоматически, без нашего участия. Иногда на приёме мне нужно расширить зрачок специальными каплями, чтобы хорошо осмотреть глазное дно. Пациенты потом удивляются, почему на улице всё кажется таким нестерпимо ярким. А это потому, что их «диафрагма» временно перестала работать и пропускает внутрь слишком много света.

Что там, за зрачком?

Сразу за радужкой находится ещё одна линза — хрусталик. Если роговица — это основная, статичная линза, то хрусталик — это система «автофокуса».

Он подвешен на тончайших связках, которые соединены со специальной мышцей. Когда мы смотрим вдаль, мышца расслаблена, и хрусталик имеет более плоскую форму. Но стоит нам перевести взгляд на книгу или экран телефона, как мышца напрягается, связки ослабевают, и хрусталик, благодаря своей эластичности, становится более выпуклым. Это меняет его оптическую силу и позволяет нам чётко видеть предметы на близком расстоянии.

С возрастом хрусталик, как и любая часть нашего организма, стареет. Он теряет эластичность — и поэтому после 40–45 лет большинству людей становятся нужны очки для чтения. А ещё он может начать мутнеть — это состояние называется катарактой. Помутневший хрусталик мешает свету проходить к сетчатке, и зрение снижается, как будто смотришь через запотевшее стекло. Сегодня офтальмохирурги умеют решать эту проблему, заменяя помутневший хрусталик на искусственную интраокулярную линзу³.

Желе, которое держит форму

Вы когда-нибудь задумывались, почему глаз круглый и упругий? Большую часть его объёма (примерно 2/3) занимает гелеобразное вещество — стекловидное тело³.

Представьте себе прозрачное желе. Вот примерно так оно и выглядит. Его задача — заполнять глазную полость, поддерживать её форму и тонус, а также плотно прижимать сетчатку к задней стенке глаза. Стекловидное тело должно быть идеально прозрачным, чтобы не мешать свету на пути к сетчатке.

Иногда в этом «желе» появляются крошечные помутнения — комочки белка или клетки. Мы видим их как плавающие «мушки», ниточки или паутинки, особенно на светлом фоне. В большинстве случаев это неопасно. Но если «мушек» вдруг стало очень много, появилась «завеса» или вспышки света — это повод немедленно обратиться к врачу.

В некоторых ситуациях, например, при тяжёлых травмах или воспалениях, офтальмохирургам приходится во время операции частично или полностью удалять стекловидное тело³.

Сетчатка: как глаз «видит» на самом деле?

Мы добрались до самого сердца зрительного процесса — до сетчатки. Это тончайший, не толще бумажного листа, слой нервной ткани, выстилающий глаз изнутри. Но по своей сложности он не уступает процессору в компьютере. Именно сетчатка превращает свет, который попал в глаз, в электрический нервный импульс, понятный нашему мозгу⁶.

Представьте, что вы пришли в кинотеатр. Экран, на который проектор выводит изображение, — это и есть сетчатка. На ней формируется картинка мира, только перевёрнутая и уменьшенная. А сам фильм — это световые лучи, которые сфокусировали роговица и хрусталик.

Сетчатка состоит из нескольких слоёв клеток. Самые главные из них — фоторецепторы. Их два типа:

• Палочки — отвечают за зрение в сумерках, чёрно-белое. Они не различают цвета, зато очень чувствительны к слабому свету.
• Колбочки — работают при хорошем освещении, отвечают за цветное и чёткое центральное зрение.

Больше всего колбочек сконцентрировано в самом центре сетчатки, в области под названием макула. Это зона нашего самого ясного, «орлиного» зрения. Именно благодаря макуле мы можем читать, различать лица, видеть мелкие детали. Вся остальная, периферическая часть сетчатки даёт нам боковое зрение, помогает ориентироваться в пространстве.

В сетчатке есть и своя сложная сеть кровеносных сосудов, которая её питает⁹¹⁰. Любые проблемы с этими сосудами (например, при диабете или гипертонии) сразу сказываются на зрении. Это делает осмотр глазного дна важной частью общей диагностики, ведь некоторые болезни лучше выявлять как можно раньше. Например, по данным глобальных исследований, онкологические заболевания — это вторая по масштабу угроза для здоровья и жизни людей в мире после сердечно-сосудистых⁷. Исследования показывают, что структура сетчатки и принципы её работы очень схожи у всех позвоночных, включая человека, что говорит о её древности и важности для выживания⁶.

«Провод» от глаза к мозгу: почему зрение — это не только глаз?

Итак, сетчатка преобразовала свет в электрический сигнал. Что дальше? Дальше этот сигнал по «кабелю» — зрительному нерву — отправляется в головной мозг⁸. Зрительный нерв — это, по сути, пучок из более чем миллиона нервных волокон, каждое из которых идёт от одной из клеток сетчатки.

В мозге, в его затылочных долях, и происходит главное таинство — расшифровка этих сигналов. Мозг:

• Переворачивает изображение обратно.
• Соединяет картинки от правого и левого глаза в одно объёмное изображение.
• «Дорисовывает» слепое пятно — место выхода зрительного нерва из глаза, где нет фоторецепторов. Мы его просто не замечаем!
• Анализирует увиденное, сравнивает с памятью, привлекает внимание к важному и отфильтровывает лишнее⁸.

Так что, строго говоря, видим мы не глазами, а мозгом. Глаза — лишь его вынесенные «на передовую» высокоточные сенсоры.

Вы можете сами убедиться, что у вас есть слепое пятно, и что мозг его отлично маскирует. Прямо здесь, на сайте, есть простой тест, который это наглядно показывает.

Что такое «глазница» и почему это не сам глаз?

На приёме я часто уточняю у пациентов: болит сам глаз или «в глазнице»? Это не одно и то же. Глазное яблоко — это тот самый шарик, который мы сегодня разбирали². А глазница, или орбита, — это костная полость в черепе, в которой глазное яблоко расположено, как в надёжном «доме».

Кроме самого глаза, в глазнице находятся:

• Глазодвигательные мышцы, которые поворачивают его в разные стороны.
• Жировая клетчатка, которая служит амортизатором.
• Сосуды и нервы, в том числе зрительный нерв.

Эта костная защита очень важна. Даже при очень сильных травмах, которые приводят к разрушению самого глазного яблока, кости орбиты часто остаются целы. Это позволяет хирургам в дальнейшем проводить косметическую реабилитацию — формировать специальную опорную культю и устанавливать индивидуальный глазной протез, который будет выглядеть очень естественно и даже двигаться вместе со здоровым глазом⁴⁵.

Иногда, в очень редких случаях, дети рождаются без одного или обоих глазных яблок. Это называется анофтальм. Закладка глаза происходит на очень ранних сроках беременности, уже к 9-й неделе, поэтому профилактика таких аномалий развития начинается ещё на этапе планирования семьи².

Что я скажу вам унести домой

1. Глаз — это сложнейший оптический прибор, а не просто «шарик». Он состоит из множества идеально подогнанных друг к другу частей: оболочек, линз, мышц, нервов.
2. Видим мы мозгом, а не глазами. Глаза лишь собирают информацию, как камеры, а вся обработка, анализ и «просмотр» происходят в голове.
3. Белая часть глаза краснеет не сама по себе. Краснеют сосуды в тонкой прозрачной плёнке (конъюнктиве) на её поверхности.
4. Прозрачность — ключевое свойство. Роговица, хрусталик и стекловидное тело должны быть прозрачными, чтобы свет беспрепятственно доходил до сетчатки. Любое их помутнение снижает зрение.
5. Берегите свои глаза. Эта сложная система закладывается ещё до нашего рождения² и служит нам всю жизнь. Заботьтесь о ней, защищайте от травм и регулярно проверяйте у офтальмолога.

Когда срочно к врачу

Немедленно обратитесь за медицинской помощью (в идеале — в круглосуточный офтальмологический травмпункт), если у вас:

• Резкое или внезапное падение зрения на одном глазу.
• Появление «шторки» или «завесы», которая перекрывает часть поля зрения.
• Вспышки света, «молнии», сопровождающиеся появлением множества чёрных «мушек».
• Сильная боль в глазу, особенно если она сопровождается покраснением и снижением зрения.
• Любая травма глаза (удар, попадание инородного тела, ожог).
• Резкое покраснение глаза с гнойными выделениями.