Ein Mensch kann in völliger Dunkelheit nicht sehen.
Damit eine Person ein Objekt sehen kann, ist es notwendig, dass das Licht von dem Objekt reflektiert wird und auf die Netzhaut des Auges trifft. Lichtquellen können natürlich (Feuer, Sonne) und künstlich (verschiedene Lampen) sein. Aber was ist Licht?
Nach modernen wissenschaftlichen Vorstellungen ist Licht elektromagnetische Wellen eines bestimmten (eher hohen) Frequenzbereichs. Diese Theorie stammt von Huygens und wird durch viele Experimente (insbesondere die Erfahrung von T. Jung) bestätigt. Gleichzeitig manifestiert sich in der Natur des Lichts der Karpuskular-Wellen-Dualismus, der seine Eigenschaften maßgeblich bestimmt: Licht verhält sich bei der Ausbreitung wie eine Welle, bei Emission oder Absorption wie ein Teilchen (Photon). So werden die bei der Lichtausbreitung auftretenden Lichteffekte (Interferenz, Beugung etc.) durch die Maxwellschen Gleichungen und die bei seiner Absorption und Emission auftretenden Effekte (Photoeffekt, Compton-Effekt) durch die Quantengleichungen beschrieben Feldtheorie.
Vereinfacht gesagt ist das menschliche Auge ein Funkempfänger, der elektromagnetische Wellen eines bestimmten (optischen) Frequenzbereichs empfangen kann. Die primären Quellen dieser Wellen sind die Körper, die sie aussenden (Sonne, Lampen usw.), die sekundären Quellen sind die Körper, die die Wellen der primären Quellen reflektieren. Licht von Quellen tritt in das Auge ein und macht sie für den Menschen sichtbar. Wenn also der Körper für die Wellen des sichtbaren Frequenzbereichs (Luft, Wasser, Glas etc.) durchlässig ist, dann kann er vom Auge nicht wahrgenommen werden. Gleichzeitig ist das Auge wie jeder andere Funkempfänger auf einen bestimmten Bereich von Funkfrequenzen „abgestimmt“ (beim Auge liegt dieser Bereich zwischen 400 und 790 Terahertz) und nimmt keine Wellen wahr, die haben höhere (Ultraviolett) oder niedrigere (Infrarot) Frequenzen. Diese "Abstimmung" manifestiert sich in der gesamten Struktur des Auges - angefangen bei der Linse und dem Glaskörper, die in diesem bestimmten Frequenzbereich transparent sind, und endend bei der Größe der Fotorezeptoren, die in dieser Analogie Funkempfängerantennen ähneln und haben Abmessungen, die den effizientesten Empfang von Funkwellen in diesem bestimmten Bereich ermöglichen.
All dies zusammen bestimmt den Frequenzbereich, in dem ein Mensch sieht. Er wird als Bereich des sichtbaren Lichts bezeichnet.
Sichtbare Strahlung - Vom menschlichen Auge wahrgenommene elektromagnetische Wellen, die einen Teil des Spektrums mit einer Wellenlänge von etwa 380 (violett) bis 740 nm (rot) einnehmen. Solche Wellen nehmen Frequenzbereich von 400 bis 790 Terahertz. Elektromagnetische Strahlung mit solchen Frequenzen wird auch sichtbares Licht oder einfach Licht (im engeren Sinne) genannt. Das menschliche Auge ist am empfindlichsten für Licht bei 555 nm (540 THz), im grünen Teil des Spektrums.

Weißes Licht, das durch ein Prisma in die Farben des Spektrums zerlegt wird

Bei der Zerlegung eines weißen Strahls in einem Prisma entsteht ein Spektrum, in dem Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge unter unterschiedlichen Winkeln gebrochen wird. Die im Spektrum enthaltenen Farben, d. h. die Farben, die durch Lichtwellen einer Wellenlänge (oder eines sehr engen Bereichs) erhalten werden können, werden als Spektralfarben bezeichnet. Die wichtigsten Spektralfarben (mit eigenem Namen) sowie die Emissionseigenschaften dieser Farben sind in der Tabelle aufgeführt:

Das Spektrum enthält nicht alle Farben, die das menschliche Gehirn unterscheidet, und sie werden durch Mischen anderer Farben gebildet.[
Was sieht man

Dank des Sehens erhalten wir 90 % der Informationen über die Welt um uns herum, daher ist das Auge eines der wichtigsten Sinnesorgane.
Das Auge kann als komplexes optisches Gerät bezeichnet werden. Seine Hauptaufgabe besteht darin, das richtige Bild an den Sehnerv zu "übertragen".



Der Aufbau des menschlichen Auges

Die Hornhaut ist die transparente Membran, die die Vorderseite des Auges bedeckt. Es gibt keine Blutgefäße darin, es hat eine große Brechkraft. Im optischen System des Auges enthalten. Die Hornhaut grenzt an die undurchsichtige äußere Hülle des Auges – die Sklera. Siehe die Struktur der Hornhaut.
Die vordere Augenkammer ist der Raum zwischen Hornhaut und Iris. Es ist mit Intraokularflüssigkeit gefüllt.
Die Iris hat die Form eines Kreises mit einem Loch im Inneren (Pupille). Die Iris besteht aus Muskeln, mit deren Kontraktion und Entspannung sich die Größe der Pupille verändert. Es dringt in die Aderhaut des Auges ein. Die Iris ist für die Augenfarbe verantwortlich (ist sie blau, bedeutet dies, dass sich wenige Pigmentzellen darin befinden, ist sie braun, sind es viele). Es erfüllt die gleiche Funktion wie die Blende in einer Kamera und passt die Lichtleistung an.
Die Pupille ist ein Loch in der Iris. Seine Abmessungen hängen normalerweise von der Beleuchtungsstärke ab. Je mehr Licht, desto kleiner die Pupille.
Die Linse ist die „natürliche Linse“ des Auges.

Es ist transparent, elastisch - es kann seine Form ändern und fast sofort "fokussieren", wodurch eine Person sowohl in der Nähe als auch in der Ferne gut sieht. Es befindet sich in der Kapsel, gehalten vom Ziliargürtel. Die Linse ist wie die Hornhaut Teil des optischen Systems des Auges. Die Transparenz der Linse des menschlichen Auges ist hervorragend – das meiste Licht mit Wellenlängen zwischen 450 und 1400 nm wird durchgelassen. Licht mit einer Wellenlänge über 720 nm wird nicht wahrgenommen. Die Linse des menschlichen Auges ist bei der Geburt fast farblos, nimmt aber mit zunehmendem Alter eine gelbliche Farbe an. Dies schützt die Netzhaut des Auges vor UV-Strahlung.
Der Glaskörper ist eine gelartige transparente Substanz, die sich im Augenhintergrund befindet. Der Glaskörper erhält die Form des Augapfels und ist am intraokularen Stoffwechsel beteiligt. Im optischen System des Auges enthalten.
Die Netzhaut besteht aus Photorezeptoren (sie sind lichtempfindlich) und Nervenzellen. Rezeptorzellen in der Netzhaut werden in zwei Typen unterteilt: Zapfen und Stäbchen. In diesen Zellen, die das Enzym Rhodopsin produzieren, wird Lichtenergie (Photonen) in elektrische Energie des Nervengewebes umgewandelt, d.h. photochemische Reaktion.
Sklera - eine undurchsichtige äußere Hülle des Augapfels, die vor dem Augapfel in eine transparente Hornhaut übergeht. 6 Augenmuskeln sind an der Sklera befestigt. Es enthält eine kleine Anzahl von Nervenenden und Blutgefäßen.
Die Aderhaut - kleidet die hintere Sklera neben der Netzhaut aus, mit der sie eng verbunden ist. Die Aderhaut ist für die Blutversorgung der intraokularen Strukturen verantwortlich. Bei Erkrankungen der Netzhaut ist sie sehr häufig am pathologischen Prozess beteiligt. Es gibt keine Nervenenden in der Aderhaut, daher treten im Krankheitsfall keine Schmerzen auf, was normalerweise auf eine Art Fehlfunktion hinweist.
Sehnerv - Der Sehnerv leitet Signale von Nervenenden zum Gehirn.
Eine Person wird nicht mit einem bereits entwickelten Sehorgan geboren: In den ersten Lebensmonaten erfolgt die Bildung des Gehirns und des Sehvermögens, und nach etwa 9 Monaten können sie eingehende visuelle Informationen fast sofort verarbeiten. Zum Sehen braucht man Licht.
Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges

Die Fähigkeit des Auges, Licht wahrzunehmen und seine verschiedenen Helligkeitsgrade zu erkennen, wird als Lichtwahrnehmung bezeichnet, und die Fähigkeit, sich an unterschiedliche Beleuchtungshelligkeiten anzupassen, wird als Anpassung des Auges bezeichnet; Die Lichtempfindlichkeit wird durch den Wert der Schwelle des Lichtreizes geschätzt.
Mann mit gute Augen Nachts das Licht einer Kerze auf mehrere Kilometer Entfernung sehen können. Die maximale Lichtempfindlichkeit wird nach ausreichend langer Dunkeladaptation erreicht. Sie wird unter Einwirkung eines Lichtstroms in einem Raumwinkel von 50° bei einer Wellenlänge von 500 nm (maximale Empfindlichkeit des Auges) bestimmt. Unter diesen Bedingungen beträgt die Schwellenenergie des Lichts etwa 10–9 erg/s, was dem Fluss von mehreren Quanten des optischen Bereichs pro Sekunde durch die Pupille entspricht.
Der Beitrag der Pupille zur Einstellung der Augenempfindlichkeit ist äußerst unbedeutend. Der gesamte Helligkeitsbereich, den unser Sehmechanismus wahrnehmen kann, ist enorm: von 10-6 cd.m² für ein vollständig an die Dunkelheit angepasstes Auge bis zu 106 cd.m² für ein vollständig an das Licht angepasstes Auge Ein breites Spektrum an Empfindlichkeit liegt in der Zersetzung und Wiederherstellung Lichtempfindliche Pigmente in den Photorezeptoren der Netzhaut - Zapfen und Stäbchen.
Das menschliche Auge enthält zwei Arten von lichtempfindlichen Zellen (Rezeptoren): hochempfindliche Stäbchen, die für das Sehen in der Dämmerung (Nacht) verantwortlich sind, und weniger empfindliche Zapfen, die für das Farbsehen verantwortlich sind.

Normierte Graphen der Lichtempfindlichkeit der Zapfen des menschlichen Auges S, M, L. Die gepunktete Linie zeigt die Dämmerung, "schwarz-weiß"-Empfindlichkeit der Stäbchen.

In der menschlichen Netzhaut gibt es drei Arten von Zapfen, deren Empfindlichkeitsmaxima in den roten, grünen und blauen Teil des Spektrums fallen. Die Verteilung der Zapfentypen in der Netzhaut ist ungleichmäßig: „blaue“ Zapfen liegen näher an der Peripherie, während „rote“ und „grüne“ Zapfen zufällig verteilt sind. Die Zuordnung von Zapfentypen zu den drei "Primärfarben" ermöglicht die Erkennung von Tausenden von Farben und Schattierungen. Die Kurven der spektralen Empfindlichkeit der drei Arten von Zapfen überlappen sich teilweise, was zum Phänomen der Metamerie beiträgt. Sehr starkes Licht regt alle 3 Arten von Rezeptoren an und wird daher als blendend weiße Strahlung wahrgenommen.

Auch eine gleichmäßige Anregung aller drei Elemente, die dem gewichteten mittleren Tageslicht entspricht, bewirkt ein Weißempfinden.
Die Gene, die lichtempfindliche Opsinproteine ​​kodieren, sind für das menschliche Farbsehen verantwortlich. Laut Anhängern der Drei-Komponenten-Theorie ist das Vorhandensein von drei verschiedenen Proteinen, die auf unterschiedliche Wellenlängen reagieren, für die Farbwahrnehmung ausreichend. Die meisten Säugetiere haben nur zwei dieser Gene und können daher schwarz-weiß sehen.
Das rotlichtempfindliche Opsin wird beim Menschen durch das OPN1LW-Gen kodiert.
Andere menschliche Opsine codieren die Gene OPN1MW, OPN1MW2 und OPN1SW, von denen die ersten beiden Proteine ​​codieren, die bei mittleren Wellenlängen lichtempfindlich sind, und das dritte für das Opsin verantwortlich ist, das für den kurzwelligen Teil des Spektrums empfindlich ist.
Binokulares und stereoskopisches Sehen

Der visuelle Analysator einer Person liefert unter normalen Bedingungen binokulares Sehen, dh Sehen mit zwei Augen mit einer einzigen visuellen Wahrnehmung. Der Hauptreflexmechanismus des binokularen Sehens ist der Bildfusionsreflex - der Fusionsreflex (Fusion), der bei gleichzeitiger Stimulation funktionell unterschiedlicher Nervenelemente der Netzhaut beider Augen auftritt. Dadurch kommt es zu einer physiologischen Verdopplung von Objekten, die näher oder weiter als der Fixpunkt sind (binokulare Fokussierung). Die physiologische Verdopplung (Fokus) hilft, die Entfernung eines Objekts von den Augen einzuschätzen, und erzeugt ein Gefühl der Erleichterung oder des stereoskopischen Sehens.
Beim einäugigen Sehen erfolgt die Tiefenwahrnehmung (Reliefdistanz) durch Ch. Arr. aufgrund sekundärer Hilfszeichen der Entfernung (die scheinbare Größe des Objekts, lineare und Luftperspektiven, Behinderung einiger Objekte durch andere, Akkommodation des Auges usw.).

Wege des visuellen Analysators
1 - linke Hälfte des Gesichtsfeldes, 2 - rechte Hälfte des Gesichtsfeldes, 3 - Auge, 4 - Netzhaut, 5 - Sehnerven, 6 - N. oculomotorius, 7 - Chiasma, 8 - Sehtrakt, 9 - lateraler Kniekörper , 10 - Obere Tuberkel der Quadrigemina, 11 - Unspezifische Sehbahn, 12 - Visueller Kortex.

Eine Person sieht nicht mit ihren Augen, sondern durch ihre Augen, von wo aus Informationen über den Sehnerv, das Chiasma und die Sehbahnen zu bestimmten Bereichen der Hinterhauptslappen der Großhirnrinde übertragen werden, wo sich das Bild der Außenwelt befindet, die wir sehen gebildet. Alle diese Organe bilden unseren visuellen Analysator oder unser visuelles System.
Psychologie der Farbwahrnehmung

Psychologie der Farbwahrnehmung- die Fähigkeit einer Person, Farben wahrzunehmen, zu identifizieren und zu benennen.
Die Farbwahrnehmung hängt von einem Komplex physiologischer, psychologischer, kultureller und sozialer Faktoren ab. Anfänglich wurden Studien zur Farbwahrnehmung im Rahmen der Farbwissenschaft durchgeführt; später schlossen sich Ethnographen, Soziologen und Psychologen dem Problem an.
Visuelle Rezeptoren gelten zu Recht als "der Teil des Gehirns, der an die Oberfläche des Körpers gebracht wird". Die unbewusste Verarbeitung und Korrektur der visuellen Wahrnehmung sorgt für die „Korrektheit“ des Sehens und ist unter bestimmten Bedingungen auch die Ursache für „Fehler“ bei der Farbbeurteilung. Somit verändert die Beseitigung der "Hintergrund" -Beleuchtung des Auges (z. B. beim Betrachten entfernter Objekte durch eine enge Röhre) die Wahrnehmung der Farbe dieser Objekte erheblich.
Das gleichzeitige Betrachten derselben nicht leuchtenden Objekte oder Lichtquellen durch mehrere Beobachter mit normalem Farbensehen unter denselben Betrachtungsbedingungen ermöglicht es, eine eindeutige Übereinstimmung zwischen der spektralen Zusammensetzung der verglichenen Strahlungen und den von ihnen verursachten Farbempfindungen herzustellen. Darauf basieren Farbmessungen (Colorimetrie). Eine solche Übereinstimmung ist eindeutig, aber nicht eins zu eins: Gleiche Farbempfindungen können Strahlungsflüsse unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung hervorrufen (Metamerie).
Es gibt viele Definitionen von Farbe als physikalische Größe. Aber selbst bei den aus farbmetrischer Sicht besten unter ihnen wird oft die Erwähnung unterlassen, dass die angegebene (nicht gegenseitige) Eindeutigkeit nur unter standardisierten Bedingungen der Betrachtung, Beleuchtung etc. erreicht wird, die Veränderung der Farbwahrnehmung mit einer Veränderung in der Intensität der Strahlung der gleichen spektralen Zusammensetzung nicht berücksichtigt wird (das Phänomen von Bezold - Brucke), die sog. Farbanpassung des Auges usw. Daher die Vielfalt der unter realen Lichtbedingungen auftretenden Farbempfindungen, Variationen in den Winkelgrößen von farblich verglichenen Elementen, ihre Fixierung in verschiedenen Teilen der Netzhaut, unterschiedliche psychophysiologische Zustände des Betrachters usw. , ist immer reichhaltiger als die kolorimetrische Farbvielfalt.
In der Farbmetrik werden beispielsweise einige Farben (wie Orange oder Gelb) auf die gleiche Weise definiert, was in Alltagsleben werden (je nach Helligkeit) als Braun, „Kastanie“, Braun, „Schokolade“, „Oliv“ usw. wahrgenommen. In einem der besten Versuche, den Begriff Farbe zu definieren, von Erwin Schrödinger, werden Schwierigkeiten durch das Einfache beseitigt Fehlen von Hinweisen auf die Abhängigkeit der Farbempfindungen von zahlreichen spezifischen Beobachtungsbedingungen. Farbe ist nach Schrödinger eine Eigenschaft der spektralen Zusammensetzung von Strahlungen, die allen für den Menschen visuell nicht unterscheidbaren Strahlungen gemeinsam ist.
Bedingt durch die Beschaffenheit des Auges kann Licht, das die Empfindung gleicher Farbe (z. B. Weiß), also gleicher Erregungsgrad der drei Sehrezeptoren hervorruft, eine unterschiedliche spektrale Zusammensetzung aufweisen. In den meisten Fällen bemerkt eine Person diesen Effekt nicht, als würde sie die Farbe „denken“. Denn obwohl die Farbtemperatur verschiedener Beleuchtungen gleich sein kann, können sich die Spektren von natürlichem und künstlichem Licht, die von demselben Pigment reflektiert werden, erheblich unterscheiden und einen unterschiedlichen Farbeindruck hervorrufen.
Unterschiede zwischen menschlichem und tierischem Sehen. Metamerie in der Fotografie

Das menschliche Sehen ist ein Drei-Stimulus-Analysator, das heißt, die spektralen Eigenschaften der Farbe werden in nur drei Werten ausgedrückt. Erzielen die verglichenen Strahlungsflüsse unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung die gleiche Wirkung auf die Zapfen, werden die Farben als gleich empfunden.
Im Tierreich gibt es Farbanalysatoren mit vier und sogar mit fünf Reizen, sodass Farben, die von Menschen als gleich wahrgenommen werden, für Tiere unterschiedlich erscheinen können. Insbesondere Greifvögel sehen Nagetierspuren auf Bauwegen ausschließlich durch die ultraviolette Lumineszenz ihrer Urinbestandteile.
Eine ähnliche Situation entwickelt sich mit Bildregistrierungssystemen, sowohl digital als auch analog. Obwohl sie größtenteils aus drei Reizen bestehen (drei Schichten einer fotografischen Filmemulsion, drei Arten von Zellen einer Digitalkamera oder einer Scannermatrix), unterscheidet sich ihre Metamerie von der des menschlichen Sehens. Daher können Farben, die vom Auge als gleich wahrgenommen werden, auf einem Foto unterschiedlich erscheinen und umgekehrt.

Dr. Howard Glixman

Wie sagt man so schön: „Sehen ist Glauben“. Die Fähigkeit, Objekte oder Phänomene physisch zu sehen oder zu bestimmen, gibt uns viel mehr Vertrauen in ihre Existenz. Darüber hinaus bietet uns die Fähigkeit, etwas intellektuell zu sehen oder zu verstehen, die höchste Rechtfertigung für unseren Glauben an die Fähigkeit, die Wahrheit zu kennen. Doch der Ausdruck „Sehen ist Glauben“ stellt an sich ein falsches Verständnis dessen dar, was das Wort „glauben“ bedeutet. Wenn man etwas physikalisch bestimmen oder wirklich verstehen kann, dann braucht man nicht an das zu glauben, was durch Empfindungen oder Intellekt bereits bekannt ist. An etwas zu glauben erfordert, dass es entweder von der Wahrnehmung nicht gefühlt oder vom Intellekt nicht vollständig verstanden wird. Wenn etwas mit den Sinnen gesehen oder mit dem Intellekt vollständig verstanden werden kann, dann ist der einzige einschränkende Faktor für jeden von uns unser Vertrauen darauf, dass alles, was wir sehen und denken, wahr ist.

Nach alledem wird es interessant sein, über das Thema einer ziemlich starken Abhängigkeit der meisten wissenschaftlichen Forschung von unserer Fähigkeit, durch Sehen wahrzunehmen, zu spekulieren. Vom Bau der für Beobachtungen notwendigen Ortungsgeräte bis hin zum Sammeln von Daten zur Analyse und Interpretation: Überall ist uns das Sehen sehr wichtig, um die Welt um uns herum zu analysieren.

Aber wie findet dieses Mysterium des Sehens statt? Wie können wir das Licht wahrnehmen und unsere Lieben bewundern, die Größe der Natur bewundern und brillante Kunstwerke betrachten? Dieser und die nächsten beiden Artikel werden der Untersuchung dieses Themas gewidmet sein. Wie können wir tatsächlich einen bestimmten Bereich elektromagnetischer Energie erfassen und in ein Bild für die weitere Betrachtung umwandeln?

Von der Fokussierung des Lichts auf die Netzhaut bis zur Erzeugung von Nervenimpulsen, die an das Gehirn gesendet werden, wo alles als Wahrnehmung des Sehens interpretiert wird; Wir werden uns mit den notwendigen Komponenten befassen, die Visionen für die Menschheit Wirklichkeit werden lassen. Aber ich warne Sie – trotz des enormen Wissens auf dem Gebiet des Sehvorgangs sowie auf dem Gebiet der kausalen Diagnose, warum er nicht funktionsfähig sein kann, haben wir dennoch absolut keine Ahnung, wie das Gehirn diesen Trick ausführt.

Ja, wir kennen die Lichtbrechung und die biomolekularen Reaktionen in den Photorezeptorzellen der Netzhaut, das alles ist wahr. Wir verstehen sogar, wie diese Nervenimpulse andere benachbarte Nervengewebe und die Freisetzung verschiedener Neurotransmitter beeinflussen. Wir sind uns der verschiedenen Bahnen bewusst, die das Sehen im Gehirn nimmt, wodurch die neuroexzitatorischen Botschaften im visuellen Kortex gemischt werden. Aber selbst dieses Wissen kann uns nicht sagen, wie das Gehirn elektrische Informationen in eine Panoramaansicht des Grand Canyon, in ein Bild des Gesichts eines neugeborenen Kindes oder in die Kunst von Michelangelo oder des großen Leonardo umwandeln kann. Wir wissen nur, dass das Gehirn diese Arbeit macht. Es ist, als würde man fragen, was die biomolekulare Grundlage für das Denken sein könnte. Heutzutage verfügt die Wissenschaft nicht über die notwendigen Mittel, um diese Frage zu beantworten.

Auge

Das Auge ist ein komplexes Sinnesorgan, das Lichtstrahlen empfangen und auf lichtempfindliche Rezeptoren in der Netzhaut fokussieren kann. Viele Teile des Auges spielen eine wichtige Rolle, entweder direkt bei der Erfüllung dieser Funktion oder unterstützen sie (Abb. 1,2,3).

Abb.1 Ansicht des Auges mit markierten Teilen. Weitere Beschreibungen der Merkmale, Funktionen und Auswirkungen ihrer Verletzung finden Sie im Text. Illustrationen von der Website: www.99main.com/~charlief/Blindness.htm

Abb.2 Ansicht des Auges von außen mit einigen seiner wichtigsten Teile. Illustrationen stammen von: www.99main.com/~charlief/Blindness.htm

Abb. 3 Tränen werden in der Tränendrüse produziert und fließen durch die Augenlider über die Augenoberfläche und sickern dann durch den Nasen-Tränen-Kanal in die Nase. Daher erschwert Ihre Nase das Atmen, wenn Sie viel weinen.

Das Augenlid muss geöffnet sein und die Augenmuskeln müssen es so platzieren, dass es mit den Lichtstrahlen übereinstimmt, die vom betrachteten Objekt projiziert werden. Wenn sich die Lichtstrahlen dem Auge nähern, treffen sie zunächst auf die Hornhaut, die von den Tränen der Tränendrüse in der erforderlichen Menge umspült wird. Die Krümmung und Beschaffenheit der Hornhaut ermöglicht es Lichtphotonen, sich zu brechen, sobald sie sich in unserem Bereich des zentralen Sehens, dem Fleck, konzentrieren.

Das Licht passiert dann die äußere Kammer, die sich hinter der Hornhaut und vor der Iris und Linse befindet. Die äußere Kammer ist mit einer wässrigen Flüssigkeit namens Kammerwasser gefüllt, die aus nahe gelegenen Strukturen stammt und Licht weiter in das Auge eindringen lässt.

Von der äußeren Kamera wird das Licht weiterhin durch eine einstellbare Öffnung in der Iris geleitet, die als Pupille bezeichnet wird und es dem Auge ermöglicht, die Menge des einfallenden Lichts zu steuern. Das Licht tritt dann in die vordere (äußere) Oberfläche der Linse ein, wo es dann gebrochen wird. Das Licht bewegt sich weiter durch die Linse und tritt durch die hintere (hintere) Oberfläche aus, wobei es auf seinem Weg erneut gebrochen wird, um sich an der Stelle des zentralen Sehens zu fokussieren - der Fovea, die eine hohe Dichte bestimmter Photorezeptorzellen enthält. In diesem kritischen Stadium muss das Auge alles Notwendige tun, damit sich alle vom interessierenden Objekt reflektierten Lichtphotonen auf ihren beabsichtigten Ort in der Netzhaut fokussieren können. Dies geschieht durch aktive Veränderung der Krümmung der Linse durch die Wirkung des Ziliarmuskels.

Die Lichtphotonen werden dann durch das Gel geleitet Glaskörper, die den Augapfel weitgehend stützt, und wird an die Netzhaut gesendet. Die Photorezeptorzellen in der Netzhaut werden dann aktiviert, was es schließlich ermöglicht, dass Nervenimpulse entlang des Sehnervs zum visuellen Kortex gesendet werden, wo sie als „Sehen“ interpretiert werden.

Stellen Sie sich vor, wir müssten den Ursprung des ersten lichtempfindlichen "Flecks" erklären. Die Entwicklung komplexerer Augen ist aus dieser Sicht einfach ... nicht wahr? Nicht wirklich. Jede der verschiedenen Komponenten erfordert einzigartige Proteine, die einzigartige Funktionen erfüllen, die wiederum ein einzigartiges Gen in der DNA der Kreatur erfordern. Weder Gene noch die Proteine, für die sie kodieren, funktionieren alleine. Die Existenz eines einzigartigen Gens oder Proteins bedeutet, dass ein einzigartiges System anderer Gene oder Proteine ​​mit ihrer eigenen Funktion beteiligt ist. In einem solchen System bedeutet das Fehlen auch nur eines systemischen Gens, Proteins oder Moleküls, dass das gesamte System funktionsunfähig wird. In Anbetracht der Tatsache, dass die Evolution eines einzelnen Gens oder Proteins noch nie im Labor beobachtet oder repliziert wurde, werden solche scheinbar unbedeutenden Unterschiede plötzlich sehr wichtig und riesig.

Artikelfokus

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf einige Teile des Auges und wie sie drei grundlegende Funktionen erfüllen: Schutz und Unterstützung; Übertragung von Licht; und Fokussieren des Bildes. Wir werden auch sehen, was passiert, wenn Probleme auftreten und die Sicht beeinträchtigt wird. Dies wird uns dazu bringen, über die Frage der Makroevolution und die allmähliche Entwicklung von Mechanismen nachzudenken.

Im nächsten Artikel werden wir uns Photorezeptorzellen und die Beziehung zwischen ihrer Platzierung in der Netzhaut und ihren Funktionen ansehen und auch über die biomolekularen Grundlagen für die neuronale Reproduktion von Impulsen entlang des Sehnervs sprechen. BEI Wir werden uns ansehen, wie eine visuelle Nachricht über verschiedene Wege an das Gehirn gesendet wird, und uns einen allgemeinen Überblick über die komplexe Natur dessen verschaffen, wie der visuelle Kortex „sieht“.

Dienen und schützen

Es gibt viele Komponenten, die nicht nur für den Schutz und Erhalt des Auges verantwortlich sind, sondern es auch mit Nährstoffen und körperlicher Unterstützung versorgen. Ohne das Vorhandensein eines dieser wichtigen Faktoren könnten wir nicht so gut sehen, wie wir es jetzt tun. Hier ist eine Liste mit einigen der wichtigsten Teile mit Zusammenfassung was sie mit dem Auge machen.

Augenhöhle: besteht aus fünf verschiedenen Knochen, die miteinander verschmelzen: dem Stirnbein, dem Siebbein, dem Jochbein, dem Kieferknochen, dem Tränenbein, das etwa 2/3 des Augapfels Knochenschutz bietet. Diese Knochen bieten auch eine sichere Basis für den Ursprung der Sehnen der Muskeln, die für die Bewegung des Auges verantwortlich sind.

Augenlider: oben und unten, die jeweils neuromuskuläre Kontrolle und Reflexaktivität benötigen, um das Auge zu schützen; Schützen Sie das Auge vor Licht, Staub, Schmutz, Bakterien usw. Der Blinzel- oder Reflex der Hornhaut sorgt für einen schnellen Verschluss des Auges, sobald die Hornhaut gereizt wird, wenn ein Fremdkörper, wie Staub oder Schmutz, in sie eindringt. Der Blendreflex sorgt dafür, dass sich die Augenlider schnell schließen, wenn das Auge sehr hellem Licht ausgesetzt ist, wodurch 99 % des in das Auge einfallenden Lichts blockiert werden. Der Bedrohungsreflex sorgt für ein sofortiges Schließen der Augenlider gegen verschiedene Bewegungen, die auf das Auge gerichtet sind. Die Reize zur Auslösung dieser letzten beiden Reflexe kommen von der Netzhaut. Zusätzlich zu ihrer Schutzfunktion spreizen die Augenlider durch den Lidschlag die für die Hornhaut notwendige Tränenmembran entlang der Augenvorderfläche.

Tränenmembran und ihre Entstehung: umfasst drei Schichten bestehend aus Öl, Wasser und Schleimflüssigkeit; produziert von der Talgdrüse der Augenlider, der Tränendrüse und den Zellen der Bindehaut. Die Tränenmembran speichert Feuchtigkeit, sorgt für eine glatte Oberfläche auf der Vorderseite des Auges, erleichtert den Lichtdurchgang und schützt das Auge vor Infektionen und Schäden.

Sklera: auch bekannt als das Weiße des Auges. Dies ist die äußere Schutzschicht, die von der Bindehaut bedeckt ist, die eine Flüssigkeit produziert und freisetzt, die das Auge befeuchtet und befeuchtet.

Gefäßmembran des Auges: Diese Schicht befindet sich zwischen der Sklera und der Netzhaut. Es zirkuliert Blut zum Augenhintergrund und zum retinalen pigmentierten Epithel (RPE), das sich direkt dahinter befindet und Licht absorbiert. Wenn also Licht in die Netzhaut eintritt, absorbiert die Schicht auf der Rückseite es und verhindert eine Rückreflexion, wodurch eine Verzerrung des Sehvermögens verhindert wird.

Hornhaut: Dieses spezialisierte Bindegewebe befindet sich in derselben Ebene wie die Sklera, an die es am korneoskleralen Übergang angrenzt. Es befindet sich jedoch dort, wo Licht in das Auge eintritt. Es gibt keine Blutgefäße in der Hornhaut, das heißt, sie ist avaskulär. Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die es ermöglicht, scharf zu bleiben, um Licht in den Rest des Auges zu lassen. Die Hornhaut erhält Wasser, Sauerstoff und Nährstoffe aus zwei Quellen: aus Tränen, die von der Tränendrüse abgesondert und durch die Wirkung der Augenlider gleichmäßig über die Hornhaut verteilt werden, und aus dem in der äußeren Kammer vorhandenen Kammerwasser (siehe unten). Während die Hornhaut das Auge schützt, schützen die Augenlider es. Das neuromuskuläre System im Körper versorgt die Hornhaut mit der größten Dichte an empfindlichen Nervenfasern, damit sie sie vor der kleinsten Reizung schützen können, die zu einer Infektion führen kann. Einer der letzten Reflexe im Sterbezustand ist der Hornhautreflex, der durch Berühren eines Gewebestücks mit der Hornhaut des Auges einer bewusstlosen Person getestet wird. Ein positiver Reflex führt zu einem plötzlichen Versuch, die Augenlider zu schließen, was an der Bewegung der Muskeln um das Auge herum zu sehen ist.

Wässrige Feuchtigkeit: Es ist eine wässrige Flüssigkeit, die vom Ziliarkörper produziert und in die äußere Kammer abgesondert wird, die sich direkt hinter der Hornhaut und vor der Iris befindet. Diese Flüssigkeit nährt nicht nur die Hornhaut, sondern auch die Linse und spielt eine Rolle bei der Formung der Augenvorderseite, indem sie in diesem Bereich Platz einnimmt. Die wässrige Flüssigkeit fließt durch die Kanäle von Schlemm in die äußere Kammer.

Glaskörper: Es ist eine dicke, transparente und gelartige Substanz, die den Augapfel füllt und ihm Form und Aussehen verleiht. Es hat die Fähigkeit zu schrumpfen und dann zu seiner normalen Form zurückzukehren, was es ermöglicht Augapfel Verletzungen ohne ernsthaften Schaden widerstehen.

Sicherheitslücke

Beispiele aus dem wirklichen Leben, was mit diesen verschiedenen Komponenten passieren kann, wenn sie nicht funktionieren, und wie sich dies auf die Sehkraft auswirken kann, geben uns eine Vorstellung davon, wie wichtig jede dieser Komponenten ist, um die richtige Sehkraft aufrechtzuerhalten.

• Ein Trauma der Augenhöhle kann zu schweren Schäden am Augapfel führen, die sich in einer inneren Beschädigung sowie in einer Einklemmung der Nerven und Muskeln, die das Auge kontrollieren, manifestieren, was sich in Doppeltsehen und Problemen mit der Tiefenwahrnehmung manifestiert.
• Eine Augenlidfunktionsstörung kann durch eine Entzündung oder Schädigung des 7. Hirnnervs (Gesichtsnerv) entstehen, wodurch die Fähigkeit, das Auge richtig zu schließen, beeinträchtigt ist. Dies kann sich in einer Schädigung der Hornhaut äußern, da die Augenlider sie nicht mehr vor Umwelteinflüssen und Traumata schützen können und gleichzeitig verhindern, dass die Tränenmembran ihre Oberfläche durchdringt. Oft trägt der Patient eine Augenklappe und trägt eine Salbe auf den unteren Beutel auf, um die Feuchtigkeit in der Hornhaut zu halten und Schäden zu vermeiden.
• Das Sjögren-Syndrom und das Syndrom des trockenen Auges äußern sich durch ein erhöhtes Risiko der Tränenproduktion, was nicht nur ein lästiger Zustand ist, sondern sich in verschwommenem Sehen äußert.
• Schäden an der Hornhaut, wie z. B. eine Infektion oder ein Trauma, können zu Folgeschäden an den dahinter liegenden Strukturen führen, selten zu einer Endophthalmitis und zu einer schweren Infektion des Augeninneren, die häufig zu einer chirurgischen Entfernung des Auges führt.
• Ein vollständiger Riss durch die Hornhautschichten kann sich in der Freisetzung von Kammerwasser aus dem Auge aus der äußeren Augenkammer äußern, wodurch der vordere Teil des Auges glatt wird und die äußere Augenkammer dann nur noch potentiell vorhanden ist, was zu einem Verlust des Sehvermögens führt .
• Der Glaskörper des Auges nutzt sich oft ab, beginnt sich zurückzuziehen und kann die Netzhaut von ihrer Befestigungsstelle wegziehen, wodurch sie sich löst.

Fassen wir also zusammen. Aus dem oben Gesagten wird deutlich, dass jeder Teil des Auges für die Aufrechterhaltung und Funktion des Sehvermögens absolut notwendig ist. Die Netzhaut spielt eine wichtige Rolle, da sie lichtempfindliche Zellen hat, die Nachrichten zur Interpretation an das Gehirn senden können. Aber jede dieser Komponenten spielt eine wichtige Rolle bei der Unterstützung, ohne die unsere Vision leiden würde oder gar nicht existieren könnte.

Die Makroevolution und ihr sequentieller Mechanismus wird zwangsläufig noch detaillierter erklären, wie sich das menschliche Sehen demnach durch zufällige Mutationen von lichtempfindlichen Stellen in Wirbellosen entwickelt hat, wobei die komplexe Struktur, die physiologische Natur und die gegenseitige Abhängigkeit aller oben genannten Komponenten berücksichtigt werden.

Lass das Licht passieren

Damit das Auge richtig funktioniert, müssen viele seiner Teile in der Lage sein, Licht durchzulassen, ohne es zu zerstören oder zu verzerren. Mit anderen Worten, sie müssen durchscheinend sein. Schauen Sie sich den Rest des Körpers an, und Sie werden kaum andere Gewebe finden, die eine so wichtige Funktion haben, die das Eindringen von Licht ermöglicht. Die Makroevolution sollte in der Lage sein, nicht nur die genetischen Mechanismen des Ursprungs der Makromoleküle, aus denen die Teile des Auges bestehen, zu erklären, sondern auch zu erklären, wie es dazu kam, dass sie die einzigartige Eigenschaft haben, lichtdurchlässig zu sein und sich in einem Organ von zu befinden des Körpers, der für das reibungslose Funktionieren notwendig ist.

Hornhaut schützt das Auge vor der Umgebung, lässt aber auch Licht auf seinem Weg zur Netzhaut in das Auge eindringen. Die Transparenz der Hornhaut hängt von der Abwesenheit von Blutgefäßen ab. Aber Hornhautzellen selbst benötigen Wasser, Sauerstoff und Nährstoffe um zu überleben, wie jeder andere Teil des Körpers. Sie bekommen diese lebenswichtig notwendige Substanzen von den Tränen, die die Vorderseite der Hornhaut bedecken, und vom Kammerwasser, das den Rücken wäscht. Es ist klar, dass Spekulationen über die Entwicklung einer durchscheinenden Hornhaut, ohne zu berücksichtigen, wie sie selbst funktionieren und während des gesamten Prozesses durchscheinend bleiben könnte, tatsächlich eine starke Vereinfachung eines sehr komplexen Phänomens ist, als bisher angenommen. Eine Schädigung der Hornhaut durch Infektion oder Trauma kann zu Narbenbildung führen, die bis zur Erblindung führen kann, da kein Licht mehr durch sie zur Netzhaut gelangen kann. Die weltweit häufigste Erblindungsursache ist Trachom, eine Infektion, die die Hornhaut schädigt.

Externe Kamera, die von außen mit der Hornhaut verbunden ist, gefüllt Kammerwasser vom Ziliarkörper produziert. Diese Feuchtigkeit ist eine reine wässrige Flüssigkeit, die nicht nur Licht unbeschadet durchlässt, sondern auch Hornhaut und Linse unterstützt. Es gibt viele andere Flüssigkeiten, die im Körper produziert werden, wie Blut, Urin, Synovialflüssigkeit, Speichel und so weiter. Die meisten von ihnen tragen nicht zur Lichtübertragung in dem für das Sehen erforderlichen Volumen bei. Die Makroevolution muss auch die Entwicklung des Ziliarkörpers und seine Fähigkeit erklären, dieses Kammerwasser zu produzieren, das die äußere Kammer füllt, formt und erhält. Auch aus Sicht der Makroevolution muss die Notwendigkeit des Wassers für das Sehen in dem Sinne erklärt werden, dass es in Wirklichkeit auch anderen Geweben (Hornhaut und Linse) dient, die für die weitere Funktion sehr wichtig sind. Welche dieser Komponenten war zuerst da und wie funktionierten sie ohne einander?

Schwertlilie (Schwertlilie)- Dies ist die Länge der pigmentierten Aderhaut des Auges, die ihr Farbe verleiht. Die Iris steuert die Lichtmenge, die die Netzhaut erreicht. Sie besteht aus zwei verschiedenen Arten von Muskeln, die beide von Nervenzellen gesteuert werden, um die Größe der Öffnung namens Pupille zu regulieren. Der Pupillensphinkter (ein kreisförmiger Constrictor-Muskel), der am Rand der Iris platziert ist, zieht sich zusammen, um die Öffnung in der Pupille zu schließen. Der Dilatatormuskel verläuft wie die Speichen eines Rades radial durch die Iris, und wenn er sich zusammenzieht, öffnet sich die Pupille. Die Iris ist sehr wichtig für die Kontrolle der Lichtmenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in das Auge eintritt. Die Person, die aufgrund einer Augenkrankheit namens Ekzem den Schmerz erweiterter Pupillen erlebt hat und deshalb ans Licht gehen musste, kann diese Tatsache voll und ganz einschätzen.

Die Makroevolution muss beantworten, wie sich jeder Muskel in welcher Reihenfolge entwickelt hat, und gleichzeitig die Funktion der Pupille sicherstellen. Welcher Muskel entstand zuerst und welche genetischen Veränderungen waren dafür verantwortlich? Wie funktionierte die Iris für das Zwischenauge, wenn einer der Muskeln fehlte? Wie und wann ist der steuernde Nervenreflex entstanden?

Linse befindet sich direkt hinter der Iris und wird in einer speziellen Tasche aufbewahrt. Es wird mit festgehalten Stützbänder angehängt Ziliarkörper und werden Gürtel genannt. Die Linse besteht aus Proteinen, die es ihr ermöglichen, transparent und durchscheinend zu bleiben, um Licht auf die Netzhaut zu übertragen. Wie die Hornhaut enthält die Linse keine Gefäße und ist daher auf das Kammerwasser für Wasser, Sauerstoff und Nährstoffe angewiesen. Kataraktbildung kann aufgrund von Trauma oder Verschleiß der Linse auftreten, was zu Verfärbungen und Steifheit führt, die das normale Sehvermögen beeinträchtigen. Wie die Hornhaut besteht die Linse aus einem komplexen Netzwerk von Geweben, die aus verschiedenen Makromolekülen aufgebaut sind, die vom genetischen Code in der DNA abhängen. Die Makroevolution muss die genaue Natur der genetischen Mutationen oder zellulären Transformationen erklären, die in primitiveren lichtempfindlichen Organen stattgefunden haben müssen, um solch komplexes Gewebe mit seinen einzigartigen Lichtübertragungsfähigkeiten zu entwickeln.

Glaskörper, wie im vorherigen Teil erwähnt, ist eine leichte, gelartige Substanz, die den größten Teil des Augapfels ausfüllt und ihm Form und Aussehen verleiht. Wir betonen noch einmal, dass der Körper Material mit den gewünschten Eigenschaften produzieren und in dem Organ platzieren kann, das es benötigt. Die gleichen Fragen zur Makroevolution, die die oben erwähnte makromolekulare Entwicklung der Hornhaut und Linse betrafen, gelten für den Glaskörper, und es muss daran erinnert werden, dass alle drei Gewebe, die eine unterschiedliche physikalische Natur haben, sich in den richtigen Positionen befinden, was dies ermöglicht eine Person zu sehen.

Fokus, Fokus, Fokus

Ich möchte, dass Sie sich jetzt umdrehen, aus dem Fenster oder durch die Tür des Zimmers, in dem Sie sich befinden, schauen und einen möglichst weit entfernten Gegenstand betrachten. Auf wie viel von dem, was deine Augen sehen, konzentrierst du dich deiner Meinung nach wirklich? Das menschliche Auge ist zu einer hohen Sehschärfe fähig. Dies wird in Bezug auf die Winkelauflösung ausgedrückt, d. h. In wie viel Grad von 360 im Gesichtsfeld kann das Auge klar fokussieren? Das menschliche Auge kann eine Bogenminute auflösen, was 1/60 Grad entspricht. Ein Vollmond nimmt am Himmel 30 Bogenminuten ein. Überraschend genug, oder?

Einige Greifvögel können Auflösungen von bis zu 20 Bogensekunden erreichen, was ihnen eine größere visuelle Schärfe als unsere verleiht.

Drehen Sie sich jetzt wieder um und schauen Sie sich das entfernte Objekt an. Beachten Sie jedoch diesmal, dass Sie sich zwar auf den ersten Blick auf einen großen Teil des Feldes konzentrieren, sich in Wirklichkeit jedoch darauf konzentrieren, wohin Sie schauen. Dann werden Sie feststellen, dass dies nur ein kleiner Teil des gesamten Bildes ist. Was Sie gerade erleben, ist das zentrale Sehen, das von der Fovea und dem sie umgebenden Fleck in der Netzhaut abhängt. Dieser Bereich besteht hauptsächlich aus Zapfenfotorezeptoren, die am besten bei hellem Licht funktionieren, um klare Bilder in Farbe zu sehen. Warum und wie das passiert, werden wir im nächsten Artikel betrachten. Daher wissen Menschen mit Makuladegeneration genau, was passieren kann, wenn sich ihr zentrales Sehvermögen verschlechtert.

Drehen Sie sich jetzt wieder um und betrachten Sie das Objekt in der Ferne, aber beachten Sie diesmal, wie vage und unterfärbt alles andere außerhalb der zentralen Vision ist. Dies ist Ihr peripheres Sehen, das hauptsächlich von den Stäbchen-Fotorezeptoren abhängt, die den Rest der Netzhaut auskleiden und uns Nachtsicht ermöglichen. Auch darauf wird im nächsten Artikel eingegangen. Wir werden uns ansehen, wie die Netzhaut Nervenimpulse an das Gehirn senden kann. Aber damit Sie die Notwendigkeit des Fokussierens des Auges verstehen können, müssen Sie zuerst verstehen, wie die Netzhaut funktioniert. Darauf konzentrieren sich schließlich die Lichtstrahlen.

Außer beim senkrechten Durchgang werden Lichtstrahlen beim Durchgang durch Substanzen unterschiedlicher Dichte, wie Luft oder Wasser, gebeugt oder gebrochen. Daher wird Licht, das nicht direkt durch die Mitte der Hornhaut und der Linse geht, in Richtung des Hauptfokus in einiger Entfernung dahinter (Brennweite) gebrochen. Dieser Abstand hängt von der kombinierten Kraft der Hornhaut und der Linse ab, Licht zu brechen, und steht in direktem Zusammenhang mit ihrer Krümmung.

Um zu verstehen, wie und warum das Auge Licht fokussieren muss, damit wir klar sehen können, ist es wichtig zu wissen, dass alle Lichtstrahlen, die von einer mehr als 20 Fuß entfernten Quelle in das Auge eintreten, parallel zueinander verlaufen. Damit das Auge zentral sehen kann, müssen Hornhaut und Linse in der Lage sein, diese Strahlen so zu brechen, dass sie alle in der Fovea und der Makula zusammenlaufen. (siehe Abb.4)

Reis. vier Diese Zeichnung zeigt, wie das Auge Objekte fokussiert, die mehr als 20 Fuß entfernt sind. Beachten Sie, wie parallel die Lichtstrahlen zueinander sind, wenn sie sich dem Auge nähern. Die Hornhaut und die Linse arbeiten zusammen, um Licht zu einem Brennpunkt auf der Netzhaut zu brechen, der der Platzierung der sie umgebenden Fovea und Makula entspricht. (siehe Abb. 1) Die Abbildung stammt von der Website: www.health.indiamart.com/eye-care.

Die Brechkraft der Linse wird in Dioptrien gemessen. Diese Kraft wird als Kehrwert der Brennweite ausgedrückt. Wenn die Brennweite der Linse beispielsweise 1 Meter beträgt, dann wird die Brechkraft mit 1/1 = 1 Dioptrie bezeichnet. Wenn also die Stärke der Hornhaut und der Linse, um die Lichtstrahlen auf einen Punkt zu bringen, 1 Dioptrie wäre, müsste die Größe des Auges von vorne nach hinten 1 Meter betragen, damit das Licht auf den fokussiert werden kann Retina.

Tatsächlich beträgt die Brechkraft der Hornhaut etwa 43 Dioptrien, und die Brechkraft der Linse im Ruhezustand beim Betrachten eines Objekts, das mehr als 20 Fuß entfernt ist, beträgt etwa 15 Dioptrien. Bei der Berechnung der kombinierten Brechkraft von Hornhaut und Linse zeigt sich, dass diese etwa 58 Dioptrien beträgt. Das bedeutet, dass der Abstand von der Hornhaut zur Netzhaut ungefähr 1/58 = 0,017 Meter = 17 mm betrug, um das Licht korrekt auf die Fovea zu fokussieren. Was wissen wir? Das ist genauso viel wie für die meisten Menschen. Dies ist natürlich eine Annäherung an den Durchschnittswert und eine bestimmte Person kann eine Hornhaut oder Linse mit einer anderen Krümmung haben, was sich in einer Vielzahl von Dioptrienmöglichkeiten und der Länge des Augapfels äußert.

Entscheidend dabei ist, dass die kombinierte Brechkraft von Hornhaut und Linse perfekt mit der Größe des Augapfels korreliert. Die Makroevolution sollte die genetischen Mutationen erklären, die nicht nur dafür verantwortlich sind, dass primitives lichtempfindliches Gewebe in einem gut geschützten Apfel untergebracht ist, der mit einer gelartigen Substanz gefüllt ist, sondern auch für verschiedene Gewebe und Flüssigkeiten, die es ermöglichen, Licht zu übertragen und mit einer Kraft zu fokussieren das passt zu den abmessungen.dieser apfel.

Menschen mit Kurzsichtigkeit (Myopie) haben Schwierigkeiten, klar zu sehen, weil ihr Augapfel zu lang ist und die Hornhautlinse das Licht von einem Objekt vor der Netzhaut fokussiert. Dadurch kann das Licht weiterhin durch den Brennpunkt hindurchtreten und sich auf der Netzhaut ausbreiten, was zu verschwommenem Sehen führt. Dieses Problem kann mit Hilfe von Brillen oder Linsen gelöst werden.

Schauen wir uns nun an, was passiert, wenn das Auge versucht, sich auf etwas Nahes zu fokussieren. Per Definition ist Licht, das von einem weniger als 20 Fuß entfernten Objekt in das Auge eintritt, nicht parallel, sondern divergierend. (siehe Abb.5). Um also auf ein Objekt fokussieren zu können, das sich in der Nähe unserer Augen befindet, müssen die Hornhaut und die Linse irgendwie in der Lage sein, Licht stärker zu brechen, als sie es im Ruhezustand können.

Reis. 5 Die Zeichnung zeigt uns, wie das Auge Objekte fokussiert, die weniger als 20 Fuß entfernt sind. Beachten Sie, dass die in das Auge einfallenden Lichtstrahlen nicht parallel, sondern divergent sind. Da die Brechkraft der Hornhaut festgelegt ist, muss die Linse alles anpassen, was erforderlich ist, um Objekte in der Nähe zu fokussieren. Sehen Sie sich den Text an, um zu sehen, wie sie das macht. Abbildung entnommen aus www.health.indiamart.com/eye-care.

Treten Sie zurück und schauen Sie wieder in die Ferne, und richten Sie dann Ihre Augen auf Ihren Handrücken. Sie werden ein leichtes Zucken in Ihren Augen spüren, wenn Sie im Nahbereich fokussieren. Dieser Vorgang wird Anpassung genannt. Was tatsächlich passiert, ist, dass sich der Ziliarmuskel unter Nervenkontrolle zusammenziehen kann, wodurch sich die Linse stärker wölben kann. Diese Bewegung erhöht die Brechkraft der Linse von 15 auf 30 Dioptrien. Diese Aktion bewirkt, dass die Lichtstrahlen stärker konvergieren und ermöglicht es dem Auge, Licht von einem nahe gelegenen Objekt auf die Vertiefung und den Fleck zu fokussieren. Die Erfahrung hat uns gezeigt, dass es eine Grenze gibt, wie nah das Auge fokussieren kann. Dieses Phänomen wird als nächster Punkt klarer Sicht bezeichnet.

Mit zunehmendem Alter, etwa im Alter von 40 Jahren, entwickeln sie eine Erkrankung namens Presbyopie (senile Weitsichtigkeit), bei der sie Schwierigkeiten haben, sich auf nahe Objekte zu konzentrieren, weil die Linse steif wird und ihre Elastizität verliert. Daher kann man ältere Menschen oft sehen, wie sie Gegenstände von ihren Augen weghalten, um sie zu fokussieren. Sie können auch bemerken, was sie tragen. Bifokalbrille oder eine Lesebrille, mit der sie bequem lesen können.

Die Makroevolution muss in der Lage sein, die unabhängige Entwicklung jeder für die Fitness notwendigen Komponente zu erklären. Die Linse muss elastisch genug sein, damit sie ihre Form ändern kann. Es muss hängen, um sich zu bewegen. Der Ziliarmuskel und seine neurale Steuerung müssen ebenfalls auftreten. Der gesamte Prozess der neuromuskulären Funktion und Reflexwirkung muss Schritt für Schritt auf bimolekularer und elektrophysiologischer Ebene erklärt werden. Leider wurde keines der oben genannten Dinge erklärt, nur vage, ohne viel Spezifizierung, wurden optimistische Aussagen über die Einfachheit dieser Aufgaben gemacht. Vielleicht reicht dies für diejenigen aus, die sich zuvor dem Konzept der Makroevolution verschrieben haben, aber nicht einmal den Versuch einer wirklich wissenschaftlichen Erklärung wagen.

Abschließend möchte ich Sie daran erinnern, dass man, um eine so komplexe Sequenz für die richtige Fokussierung im Auge zu haben, auch in der Lage sein muss, den Blick auf das für uns interessante Objekt zu richten. Es gibt sechs äußere Augenmuskeln, die zusammenarbeiten. Die gemeinsame Arbeit der Augen sorgt für die richtige Tiefen- und Sehwahrnehmung. Sobald sich ein Muskel zusammenzieht, entspannt sich der gegenüberliegende Muskel, damit sich die Augen beim Scannen der Umgebung reibungslos bewegen können. Dies geschieht unter der Kontrolle der Nerven und bedarf einer Erklärung durch die Makroevolution.

(Massenmedien ).

Welcher Muskel entstand zuerst und welche genetischen Mutationen waren dafür verantwortlich? Wie funktionierte das Auge ohne das Vorhandensein anderer Muskeln? Wann und wie hat sich die neuronale Muskelkontrolle entwickelt? Wann und wie fand die Abstimmung statt?

Fokus ändert sich?

Die Informationen in diesem Artikel können immer noch Fragen zur Makroevolution aufwerfen, die noch nicht beantwortet wurden. Wir haben das Problem der biomolekularen Grundlage für die Funktion des Photorezeptors, die Bildung eines Nervenimpulses, den optischen Weg zum Gehirn, was zu einem nervösen Erregungssystem führt, das vom Gehirn als "Sehen" interpretiert wird, noch nicht einmal berührt. Viele außerordentlich komplexe Teile sind notwendig, damit das menschliche Auge existiert, hält und funktioniert. Die Wissenschaft hat jetzt neue Informationen über die Bildung von Makromolekülen und Geweben, die den elektrophysiologischen Mechanismen der Photorezeptorfunktion zugrunde liegen, und über die voneinander abhängigen anatomischen Komponenten des Auges, die für eine ordnungsgemäße Funktion und ein Überleben notwendig sind. All diese Fragen muss die Makroevolution notwendigerweise untersuchen, um eine Erklärung für den Ursprung eines solch komplexen Organs zu liefern.

Obwohl Darwin dies damals nicht wusste, hat ihn seine Intuition nicht wirklich im Stich gelassen, als er in On the Origin of Species seine Meinung äußerte: „Zu behaupten, dass das Auge […] durch natürliche Auslese entstanden sein könnte, scheint mir offen zuzugeben dass dies im höchsten Maße absurd ist.“

Um heute eine Theorie des Ursprungs zu akzeptieren, würden Forscher mit einem modernen Verständnis davon, wie das Leben tatsächlich funktioniert, viel mehr Beweise benötigen als bloße Existenz. verschiedene Typen Augen in verschiedenen Organismen. Jeder Aspekt der Funktion des Auges und des Sehens - der genetische Code, der für die makromolekularen Strukturen verantwortlich ist, die in jedem erforderlichen Teil enthalten sind, die physiologische gegenseitige Abhängigkeit jeder Komponente, die Elektrophysiologie des "Sehens", die Gehirnmechanismen, die den Empfang von Nervenimpulsen ermöglichen und umgewandelt in das, was wir "Vision" nennen usw. - All dies muss als schrittweiser Prozess dargestellt werden, damit die Makroevolution als akzeptabler Ursprungsmechanismus angesehen werden kann.

Angesichts aller Erfordernisse der Makroevolution und unter Berücksichtigung einer logischen und gründlichen Erklärung der Entwicklung des menschlichen Auges wäre ein rationaler Erklärungsansatz, die Funktionsweise des Auges mit den tatsächlichen Daten zu vergleichen, die in menschlichen Erfindungen enthalten sind. Es wird normalerweise gesagt, dass das Auge wie eine Kamera ist, aber tatsächlich ist dies eine etwas ungenaue Annahme. Denn in zwischenmenschlichen Beziehungen ist es sozusagen universell zu verstehen, dass wenn „y“ ähnlich ist wie „x“, dann per Definition „x“ zeitlich vor „y“ steht. Wenn man also das Auge mit einer Kamera vergleicht, wäre die wahrste Aussage, dass „die Kamera wie das Auge ist“. Jedem vernünftigen Leser ist klar, dass die Kamera nicht von selbst entstanden ist, sondern von menschlicher Intelligenz geformt wurde, also ein Werk intelligenten Designs war.

Ist es also ein Vertrauensvorschuss zu sagen, dass, weil wir aus Erfahrung wissen, dass die Kamera intelligent konstruiert wurde und dem menschlichen Auge sehr ähnlich ist, das Auge auch intelligent konstruiert wurde? Was ist rationaler für den Verstand: die Vorschläge der Makroevolution oder des intelligenten Designs?

Im nächsten Artikel werden wir die Welt der Netzhaut mit ihren Fotorezeptorzellen sowie die biomolekularen und elektrophysiologischen Grundlagen für das Einfangen eines Photons und damit die Übertragung von Impulsen an das Gehirn sorgfältig untersuchen. Dies wird definitiv eine weitere Komplexitätsebene hinzufügen, die eine makroevolutionäre Erklärung erfordert, die meiner Meinung nach noch nicht richtig dargestellt wurde.

Dr. Howard Glicksman schloss 1978 sein Studium an der University of Toronto ab. Er praktizierte Medizin für fast 25 Jahre in Oakville, Ontario und Spring Hill, Florida. Kürzlich verließ Dr. Gliksman seine Privatpraxis und begann, Palliativpflege für ein Hospiz in seiner Gemeinde zu praktizieren. Er hat ein besonderes Interesse daran, wie wir die Natur unserer Leistungskultur beeinflussen. moderne Wissenschaft Er interessiert sich auch für die Erforschung dessen, was es bedeutet, Mensch zu sein.

Vom ersten Tag der Geburt eines Kindes an hilft ihm das Sehen, die Welt um sich herum kennenzulernen. Mit Hilfe der Augen sieht ein Mensch die wunderbare Welt der Farben und der Sonne, nimmt visuell einen kolossalen Informationsfluss wahr. Augen geben einem Menschen die Möglichkeit zu lesen und zu schreiben, sich mit Kunstwerken und Literatur vertraut zu machen. Jede professionelle Arbeit erfordert von uns eine gute, vollwertige Vision.

Eine Person wird ständig von einem kontinuierlichen Strom äußerer Reize und verschiedenen Informationen über die Prozesse im Körper beeinflusst. Die Sinnesorgane ermöglichen es einer Person, diese Informationen zu verstehen und auf eine Vielzahl von Ereignissen um sie herum richtig zu reagieren. Unter den Reizen der äußeren Umgebung für eine Person sind visuelle von besonderer Bedeutung. Die meisten unserer Informationen über die Außenwelt beziehen sich auf das Sehen. Visueller Analysator (visuell Sensorik) ist der wichtigste aller Analysatoren, weil es liefert 90 % der Informationen, die von allen Rezeptoren an das Gehirn gehen. Mit Hilfe der Augen nehmen wir nicht nur Licht wahr und erkennen die Farbe von Objekten in der umgebenden Welt, sondern machen uns auch ein Bild von der Form von Objekten, also ihrer Entfernung, Größe, Höhe, Breite, Tiefe , ihre räumliche Anordnung. Und all dies ist auf die subtile und komplexe Struktur der Augen und ihre Verbindungen mit der Großhirnrinde zurückzuführen.

Die Struktur des Auges. Hilfsapparat des Auges

Auge- befindet sich in der Augenhöhle des Schädels - in der Umlaufbahn, hinter und an den Seiten, umgeben von Muskeln, die ihn bewegen. Es besteht aus dem Augapfel mit Sehnerv und Hilfsapparat.

Auge- das beweglichste aller Organe des menschlichen Körpers. Er macht ständige Bewegungen, selbst in einem Zustand scheinbarer Ruhe. Kleine Augenbewegungen (Mikrobewegungen) spielen eine bedeutende Rolle bei der visuellen Wahrnehmung. Ohne sie wäre es unmöglich, Objekte zu unterscheiden. Darüber hinaus machen die Augen merkliche Bewegungen (Makrobewegungen) - Drehungen, Verschieben des Blicks von einem Objekt zum anderen, Verfolgen von sich bewegenden Objekten. Verschiedene Bewegungen des Auges, Drehungen zur Seite, nach oben, unten, werden von den in der Augenhöhle befindlichen Augenmuskeln bereitgestellt. Insgesamt sind es sechs. An der Vorderseite der Sklera sind vier Rektusmuskeln angebracht - und jeder von ihnen dreht das Auge in seine Richtung. Und die beiden schrägen Muskeln, der obere und der untere, setzen an der Rückseite der Sklera an. Die koordinierte Aktion der Augenmuskeln sorgt für die gleichzeitige Drehung der Augen in die eine oder andere Richtung.

Das Sehorgan muss für eine normale Entwicklung und Funktion vor Schäden geschützt werden. Die Schutzorgane der Augen sind Augenbrauen, Augenlider und Tränenflüssigkeit.

Augenbraue- eine dampfende, gewölbte Falte aus dicker, mit Haaren bedeckter Haut, in die die unter der Haut liegenden Muskeln eingewebt sind. Augenbrauen leiten Schweiß von der Stirn ab und dienen als Schutz vor sehr hellem Licht. Augenlider reflexartig geschlossen. Gleichzeitig isolieren sie die Netzhaut vor Lichteinwirkung und Hornhaut und Sklera vor schädlichen Einflüssen. Beim Blinzeln wird die Tränenflüssigkeit gleichmäßig über die gesamte Augenoberfläche verteilt, wodurch das Auge vor dem Austrocknen geschützt wird. Das obere Augenlid ist größer als das untere Augenlid und wird durch einen Muskel angehoben. Die Augenlider schließen sich aufgrund der Kontraktion des Ringmuskels des Auges, der eine kreisförmige Ausrichtung der Muskelfasern aufweist. Am freien Rand befinden sich die Augenlider Wimpern, die die Augen vor Staub und zu hellem Licht schützen.

Tränenapparat. Tränenflüssigkeit wird von speziellen Drüsen produziert. Es enthält 97,8 % Wasser, 1,4 % organische Stoffe und 0,8 % Salz. Tränen befeuchten die Hornhaut und helfen, ihre Transparenz zu erhalten. Außerdem spülen sie eingedrungene Fremdkörper, Flecken, Staub etc. von der Augenoberfläche und manchmal sogar von den Augenlidern ab. Die Tränenflüssigkeit enthält mikrobentötende Substanzen durch die Tränenkanälchen, deren Öffnungen sich in den inneren Augenwinkeln befinden, gelangt in den sogenannten Tränensack und von dort in die Nasenhöhle.

Der Augapfel hat nicht ganz die richtige Kugelform. Der Durchmesser des Augapfels beträgt ca. 2,5 cm An der Bewegung des Augapfels sind sechs Muskeln beteiligt. Davon sind vier gerade und zwei schräg. Muskeln liegen in der Augenhöhle, beginnen an ihren knöchernen Wänden und haften an der Albuginea des Augapfels hinter der Hornhaut. Die Wände des Augapfels werden von drei Schalen gebildet.

Muscheln des Auges

Die Außenseite ist abgedeckt albuginea (Lederhaut). Es ist das dickste, stärkste und verleiht dem Augapfel eine bestimmte Form. Die Sklera macht ungefähr 5/6 der äußeren Schale aus, sie ist undurchsichtig, weiß und teilweise in der Lidspalte sichtbar. Die Proteinhülle ist eine sehr starke Bindegewebshülle, die das gesamte Auge umhüllt und vor mechanischen und chemischen Schäden schützt.

Die Vorderseite dieser Schale ist transparent. Es wird genannt - Hornhaut. Die Hornhaut hat eine makellose Reinheit und Transparenz, da sie ständig mit einem blinzelnden Augenlid gerieben und mit einer Träne gewaschen wird. Die Hornhaut ist die einzige Stelle in der Eiweißhülle, durch die Lichtstrahlen in den Augapfel eindringen. Die Sklera und die Hornhaut sind ziemlich dichte Gebilde, die dem Auge die Erhaltung seiner Form und den Schutz seines inneren Teils vor verschiedenen äußeren schädlichen Einflüssen verleihen. Hinter der Hornhaut befindet sich eine kristallklare Flüssigkeit.

Von innen grenzt die zweite Augenschale an die Sklera - vaskulär. Es ist reichlich mit Blutgefäßen (erfüllt eine Ernährungsfunktion) und einem Pigment, das einen Farbstoff enthält, versorgt. Der vordere Teil der Aderhaut wird genannt irisierend. Das darin enthaltene Pigment bestimmt die Farbe der Augen. Die Farbe der Iris hängt von der Menge des Melaninpigments ab. Bei viel davon sind die Augen dunkel- oder hellbraun, bei wenig grau, grünlich oder blau. Menschen mit Melaninmangel werden als Albinos bezeichnet. In der Mitte der Iris ist ein kleines Loch - Schüler, die, sich verengend oder erweiternd, entweder mehr oder weniger Licht durchlässt. Die Iris ist durch den Ziliarkörper von der eigentlichen Aderhaut getrennt. In seiner Dicke ist der Ziliarmuskel, an dessen dünnen elastischen Fäden er aufgehängt ist - Linse- ein transparenter Körper, ähnlich einer Lupe, eine winzige bikonvexe Linse mit einem Durchmesser von 10 mm. Es bricht Lichtstrahlen und bündelt sie auf der Netzhaut. Wenn sich der Ziliarmuskel zusammenzieht oder entspannt, ändert die Linse ihre Form – die Krümmung der Oberflächen. Diese Eigenschaft des Objektivs ermöglicht es Ihnen, Objekte sowohl in der Nähe als auch in der Ferne klar zu sehen.

Drittens die innere Hülle des Auges - Gittergewebe. Die Netzhaut hat eine komplexe Struktur. Es besteht aus lichtempfindlichen Zellen - Fotorezeptoren und nimmt das in das Auge einfallende Licht wahr. Es befindet sich nur an der Rückwand des Auges. Es gibt zehn Zellschichten in der Netzhaut. Von besonderer Bedeutung sind die Zellen, die Zapfen und Stäbchen genannt werden. In der Netzhaut sind die Stäbchen und Zapfen ungleichmäßig verteilt. Stäbchen (etwa 130 Millionen) sind für die Lichtwahrnehmung und Zapfen (etwa 7 Millionen) für die Farbwahrnehmung verantwortlich.

Stäbchen und Zapfen haben im visuellen Akt unterschiedliche Zwecke. Erstere arbeiten mit einem Minimum an Licht und bilden den Dämmerungsapparat des Sehens; Zapfen hingegen wirken mit viel Licht und dienen der Tagesaktivität des Sehapparates. Die unterschiedliche Funktion der Stäbchen und Zapfen macht das Auge sehr empfindlich für sehr hohe und niedrige Lichtverhältnisse. Man bezeichnet die Fähigkeit des Auges, sich an unterschiedliche Lichtverhältnisse anzupassen Anpassung.

Das menschliche Auge ist in der Lage, eine unendliche Vielfalt an Farbnuancen zu unterscheiden. Die Wahrnehmung einer Vielzahl von Farben wird durch die Zapfen der Netzhaut gewährleistet. Zapfen sind nur bei hellem Licht farbempfindlich. Bei schwachem Licht verschlechtert sich die Farbwahrnehmung stark und in der Dämmerung erscheinen alle Objekte grau. Zapfen und Stäbchen arbeiten zusammen. Von ihnen gehen Nervenfasern aus, die dann den Sehnerv bilden, der aus dem Augapfel austritt und zum Gehirn geht. Der Sehnerv besteht aus etwa 1 Million Fasern. Gefäße verlaufen im zentralen Teil des Sehnervs. Am Austrittspunkt des Sehnervs fehlen Stäbchen und Zapfen, wodurch Licht von diesem Bereich der Netzhaut nicht wahrgenommen wird.

Sehnerv ( Wege)

Die Netzhaut ist das primäre Nervenzentrum für die Verarbeitung visueller Informationen. Der Punkt, an dem der Sehnerv die Netzhaut verlässt, wird als Papille bezeichnet. blinder Fleck). In der Mitte der Bandscheibe tritt die zentrale Netzhautarterie in die Netzhaut ein. Die Sehnerven treten durch die Kanäle der Sehnerven in die Schädelhöhle ein.

Das optische Chiasma bildet sich auf der unteren Oberfläche des Gehirns Chiasma, aber nur die Fasern, die von den medialen Teilen der Netzhaut kommen, kreuzen sich. Diese sich kreuzenden Sehbahnen werden genannt visuelle Bahnen. Die meisten Fasern des Sehtraktes eilen zu seitlicher Kniekehlenkörper, Gehirn. Der seitliche Kniekehlenkörper hat eine geschichtete Struktur und wird so genannt, weil sich seine Schichten wie ein Knie biegen. Die Neuronen dieser Struktur lenken ihre Axone durch die innere Kapsel und dann als Teil der visuellen Strahlung zu den Zellen des Hinterhauptslappens der Großhirnrinde in der Nähe der Spornrille. Auf diesem Weg gehen nur Informationen über visuelle Reize.

Funktionen des Sehens

Systeme	Anhänge und Teile des Auges	Funktionen
Hilfs	Augenbrauen	Schweiß von der Stirn entfernen
	Augenlider	Augen vor Lichtstrahlen, Staub, Trockenheit schützen
	Tränenapparat	Tränen befeuchten, reinigen, desinfizieren
Muscheln des Augapfels	Belochnaja	Schutz vor mechanischer und chemischer Einwirkung. Der Behälter aller Teile des Augapfels.
	Gefäß	Augenernährung
	Retina	Lichtwahrnehmung, Lichtrezeptoren
Optisch	Hornhaut	Brechen Lichtstrahlen
	Kammerwasser	Überträgt Lichtstrahlen
	Schwertlilie (Schwertlilie)	Enthält ein Pigment, das dem Auge Farbe verleiht und die Öffnung der Pupille reguliert
	Schüler	Reguliert die Lichtmenge durch Ausdehnen und Zusammenziehen
	Linse	Brechen und bündeln Lichtstrahlen, haben Akkommodation
	Glaskörper	Füllt den Augapfel. überträgt Lichtstrahlen
Lichtwahrnehmend (visueller Rezeptor)	Photorezeptoren (Neuronen)	Stäbchen nehmen Form wahr (Sehen bei schwachem Licht); Zapfen - Farbe (Farbsehen).
	Sehnerv	Nimmt die Erregung von Rezeptorzellen wahr und überträgt sie an die visuelle Zone der Großhirnrinde, wo die Erregung analysiert und visuelle Bilder erzeugt werden

Das Auge als optisches Instrument

In einem parallelen Fluss tritt Lichtstrahlung in die Iris (wirkt als Blende) ein, mit einem Loch, durch das Licht in das Auge eintritt; eine elastische Linse ist eine Art bikonvexe Linse, die das Bild fokussiert; ein elastischer Hohlraum (Glaskörper), der dem Auge eine Kugelform verleiht und seine Elemente an Ort und Stelle hält. Die Linse und der Glaskörper haben die Fähigkeit, die Struktur des sichtbaren Bildes mit der geringsten Verzerrung zu übertragen. Regulationsorgane steuern die unwillkürlichen Bewegungen des Auges und passen seine Funktionselemente an bestimmte Wahrnehmungsbedingungen an. Sie verändern den Durchlass der Blende, die Brennweite der Linse, den Druck im Inneren des elastischen Hohlraums und andere Eigenschaften. Diese Prozesse werden von Zentren im Mittelhirn mit Hilfe vieler sensibler und exekutiver Elemente gesteuert, die über den gesamten Augapfel verteilt sind. Die Messung von Lichtsignalen erfolgt in der inneren Schicht der Netzhaut, die aus vielen Fotorezeptoren besteht, die Lichtstrahlung in Nervenimpulse umwandeln können. Fotorezeptoren in der Netzhaut sind ungleichmäßig verteilt und bilden drei Wahrnehmungsbereiche.

Zuerst - Sichtfeld- befindet sich im zentralen Teil der Netzhaut. Die Dichte der darin enthaltenen Fotorezeptoren ist am höchsten, sodass ein klares Farbbild des Objekts entsteht. Alle Photorezeptoren in diesem Bereich sind in ihrer Struktur grundsätzlich gleich, sie unterscheiden sich nur in der selektiven Empfindlichkeit gegenüber Wellenlängen der Lichtstrahlung. Einige von ihnen sind am empfindlichsten gegenüber Strahlung (mittlerer Teil), der zweite - im oberen Teil und der dritte - im unteren Teil. Eine Person hat drei Arten von Photorezeptoren, die auf blaue, grüne und rote Farben reagieren. Hier werden in der Netzhaut die Ausgangssignale dieser Fotorezeptoren gemeinsam verarbeitet, wodurch der Bildkontrast erhöht, die Konturen von Objekten hervorgehoben und deren Farbe bestimmt wird.

Ein dreidimensionales Bild wird in der Großhirnrinde reproduziert, wo Videosignale vom rechten und linken Auge gesendet werden. Beim Menschen umfasst das Gesichtsfeld nur 5°, und nur innerhalb seiner Grenzen kann er Vermessungs- und Vergleichsmessungen durchführen (im Raum orientieren, Objekte erkennen, ihnen folgen, ihre relative Lage und Bewegungsrichtung bestimmen). Zweiter Bereich Wahrnehmung führt die Funktion der Erfassung von Zielen aus. Es befindet sich um das Sichtfeld herum und gibt kein klares Bild sichtbares Bild. Seine Aufgabe ist es, gegensätzliche Ziele und Veränderungen, die in der äußeren Umgebung auftreten, schnell zu erkennen. Daher ist in diesem Bereich der Netzhaut die Dichte gewöhnlicher Fotorezeptoren gering (fast 100-mal geringer als im Sichtfeld), aber es gibt viele (150-mal mehr) andere adaptive Fotorezeptoren, die nur auf Signaländerungen reagieren . Die gemeinsame Verarbeitung der Signale beider Fotorezeptoren sorgt für eine hohe Geschwindigkeit der visuellen Wahrnehmung in diesem Bereich. Darüber hinaus ist eine Person in der Lage, die kleinsten Bewegungen mit peripherem Sehen schnell zu erfassen. Capture-Funktionen werden von Teilen des Mittelhirns gesteuert. Hier wird das interessierende Objekt nicht betrachtet und nicht erkannt, aber seine relative Position, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung werden bestimmt, und es wird ein Befehl an die Augenmuskeln gegeben, die optischen Achsen der Augen schnell zu drehen, so dass das Objekt eintritt Sichtfeld zur genauen Betrachtung.

Der dritte Bereich wird gebildet Randbereiche der Netzhaut, die das Bild des Objekts nicht enthalten. Darin ist die Dichte der Photorezeptoren am kleinsten - 4000-mal geringer als im Sichtfeld. Seine Aufgabe ist es, die durchschnittliche Helligkeit des Lichts zu messen, die dem Sehen als Bezugspunkt für die Bestimmung der Intensität der in das Auge eintretenden Lichtstrahlen dient. Deshalb verändert sich die visuelle Wahrnehmung bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen.

Das menschliche Auge ist ein fast kugelförmiger Körper, der in einer knöchernen, einseitig offenen Schädelhöhle ruht. Auf Abb. 1 zeigt einen Abschnitt des Augapfels und zeigt die Hauptdetails des Auges.

Reis. eines. Schematischer Schnitt durch das menschliche Auge.

Der Hauptteil des Augapfels wird von außen durch eine dreischichtige Hülle begrenzt. Die äußere harte Schale wird genannt Lederhaut(auf Griechisch - Härte) oder Proteinhülle. Es bedeckt den inneren Inhalt des Auges von allen Seiten und ist auf seiner gesamten Länge mit Ausnahme der Vorderseite undurchsichtig. Hier ragt die Sklera nach vorne, ist völlig durchsichtig und heißt Hornhaut.

Angrenzend an die Sklera Aderhaut mit Blutgefäßen gefüllt. Im vorderen Teil des Auges, wo die Sklera in die Hornhaut übergeht, verdickt sich die Aderhaut, weicht schräg von der Sklera ab und geht in die Mitte der Vorderkammer und bildet ein Querband Iris.

Ist die Rückseite der Iris nur schwarz gefärbt, erscheinen die Augen blau, die Schwärze scheint bläulich durch die Haut, wie die Adern an den Händen. Sind andere farbige Einschlüsse vorhanden, was auch von der Menge an schwarzer Farbsubstanz abhängt, dann erscheint uns das Auge grünlich, grau und braun usw. Wenn in der Iris keine farbige Substanz vorhanden ist (wie z. B. bei weißen Kaninchen ), dann erscheint es uns rot von dem Blut, das in den Blutgefäßen enthalten ist, die es durchdringen. In diesem Fall sind die Augen schlecht vor Licht geschützt - sie leiden an Photophobie (Albinismus), aber im Dunkeln sind sie Augen mit dunkler Farbe in der Sehschärfe überlegen.

Die Iris trennt den vorderen konvexen Augenabschnitt vom Rest des Auges und hat eine sogenannte Öffnung Schüler. Die Pupille des Auges selbst ist aus dem gleichen Grund schwarz wie die Fenster eines Nachbarhauses bei Tageslicht, die uns schwarz erscheinen, weil das Licht, das von außen durch sie hindurchgetreten ist, kaum zurückkommt. Die Pupille lässt jeweils eine bestimmte Lichtmenge ins Auge. Die Pupille vergrößert und verkleinert sich unabhängig von unserem Willen, aber abhängig von den Lichtverhältnissen. Das Phänomen der Anpassung des Auges an die Helligkeit des Gesichtsfeldes wird genannt Anpassung. Die Hauptrolle im Anpassungsprozess spielt jedoch nicht die Pupille, sondern die Netzhaut.

Retina Die dritte, die innere Schale, ist eine licht- und farbempfindliche Schicht.

Trotz seiner geringen Dicke hat es einen sehr komplexen und vielschichtigen Aufbau. Der lichtempfindliche Teil der Netzhaut besteht aus Nervenelementen, die in einem speziellen Gewebe eingeschlossen sind, das sie stützt.

Die Lichtempfindlichkeit der Netzhaut ist nicht über ihre gesamte Länge gleich. Im Teil gegenüber der Pupille und etwas oberhalb des Sehnervs hat es die größte Empfindlichkeit, aber näher an der Pupille wird es immer weniger empfindlich und verwandelt sich schließlich sofort in eine dünne Hülle, die das Innere der Iris bedeckt. Die Netzhaut ist eine Verzweigung von Nervenfasern am Augengrund, die sich dann miteinander verflechten und den Sehnerv bilden, der mit dem menschlichen Gehirn kommuniziert.

Es gibt zwei Arten von Nervenfaserenden, die die Netzhaut auskleiden: Einige sind stielartig und relativ lang, werden als Stäbchen bezeichnet, andere, kürzer und dicker, werden als Zapfen bezeichnet. Auf der Netzhaut befinden sich etwa 130 Millionen Stäbchen und 7 Millionen Zapfen. Sowohl Stäbchen als auch Zapfen sind sehr klein und nur bei 150- bis 200-facher Vergrößerung unter einem Mikroskop sichtbar: Die Dicke der Stäbchen beträgt etwa 2 Mikrometer (0,002 mm) und die Zapfen 6 bis 7 Mikrometer. Im lichtempfindlichsten Teil der Netzhaut gegenüber der Pupille gibt es fast nur Zapfen, ihre Dichte erreicht hier 100.000 pro 1 mm 2, und alle zwei oder drei lichtempfindlichen Elemente sind direkt mit Nervenfasern verbunden. Hier ist die sog Fovea mit einem Durchmesser von 0,4 mm. Dadurch hat das Auge nur in der Mitte des Gesichtsfeldes, begrenzt durch einen Winkel von 1°, die Fähigkeit, kleinste Details zu erkennen.3. So unterscheiden erfahrene Schleifer beispielsweise Lücken von 0,6 Mikron, während eine Person normalerweise eine Lücke von 10 Mikron bemerken kann.

Der Bereich, der der zentralen Fossa am nächsten liegt, der sogenannte gelber Fleck , hat eine Winkelausdehnung von 6–8°.

Die Stäbchen befinden sich in der gesamten Netzhaut, und ihre höchste Konzentration wird in der Zone beobachtet, die um 10–12° vom Zentrum verschoben ist. Hier macht eine Faser des Sehnervs mehrere zehn und sogar hundert Stäbchen aus. Der periphere Teil der Netzhaut dient der allgemeinen visuellen Orientierung im Raum. Mit Hilfe eines von G. Helmholtz vorgeschlagenen speziellen Augenspiegels sieht man einen zweiten weißen Fleck auf der Netzhaut. Dieser Fleck befindet sich an der Stelle des Sehnervenstammes, und da dort keine Zapfen oder Stäbchen mehr vorhanden sind, ist dieser Bereich der Netzhaut nicht lichtempfindlich und wird daher als Sehnerv bezeichnet blinder Fleck. Der blinde Fleck der Netzhaut hat einen Durchmesser von 1,88 mm, was 6° Sehwinkel entspricht. Das bedeutet, dass eine Person aus 1 m Entfernung ein Objekt mit einem Durchmesser von etwa 10 cm möglicherweise nicht sieht, wenn das Bild dieses Objekts auf einen toten Winkel projiziert wird. Stäbchen und Zapfen unterscheiden sich in ihren Funktionen: Stäbchen sind hochempfindlich, „unterscheiden“ jedoch keine Farben und sind ein Gerät für das Sehen in der Dämmerung, dh das Sehen bei schwachem Licht; Zapfen sind farbempfindlich, aber weniger lichtempfindlich und daher Tagsichtgeräte.

Bei vielen Tieren befindet sich hinter der Netzhaut eine dünne, schimmernde Spiegelschicht, die die Wirkung des ins Auge einfallenden Lichts durch Reflexion verstärkt. Die Augen solcher Tiere leuchten im Dunkeln wie glühende Kohlen. Hier geht es nicht um völlige Dunkelheit, wo dieses Phänomen natürlich nicht beobachtet wird.

Die Sehadaption ist der komplexe Prozess des Wechsels des Auges von Zapfen zu Stäbchen (Dunkeladaption) oder umgekehrt (Helladaption). Gleichzeitig ändern sich die Prozesse der Konzentrationsänderung lichtempfindlicher Elemente in den Netzhautzellen, wenn ihre Empfindlichkeit während der Dunkeladaption um das Zehntausendfache zunimmt, sowie andere Änderungen der Eigenschaften der Netzhaut in verschiedenen Phasen von Anpassung, bleiben unbekannt. Die eigentlichen Daten des Anpassungsprozesses sind recht streng definiert und können hier angegeben werden. So steigt bei der Dunkeladaptation zunächst die Lichtempfindlichkeit des Auges rapide an, und dies dauert etwa 25–40 Minuten, und die Zeit hängt vom Grad der initialen Adaptation ab. Bei längerem Aufenthalt im Dunkeln erhöht sich die Lichtempfindlichkeit des Auges um das 50.000-fache und erreicht die absolute Lichtschwelle.

Wenn man die absolute Helligkeitsschwelle der Pupille in Lux ausdrückt, erhält man einen Mittelwert in der Größenordnung von 10 –9 Lux.

Dies bedeutet grob gesagt, dass der Beobachter bei völliger Dunkelheit das Licht einer Stearinkerze wahrnehmen konnte, die in einer Entfernung von 30 km von ihm entfernt war. Je höher die Helligkeit des anfänglichen Anpassungsfeldes ist, desto langsamer passt sich das Auge an die Dunkelheit an, und in diesen Fällen wird das Konzept der relativen Empfindlichkeitsschwellen verwendet.

Während des umgekehrten Übergangs von Dunkelheit zu Licht dauert der Anpassungsprozess zur Wiederherstellung einer "konstanten" Empfindlichkeit nur 5-8 Minuten, und die Empfindlichkeit ändert sich nur 20-40 Mal. Anpassung ist also nicht nur eine Veränderung des Pupillendurchmessers, sondern auch komplexe Prozesse auf der Netzhaut und in Bereichen der Großhirnrinde, die über den Sehnerv mit ihr verbunden sind.

Unmittelbar hinter der Pupille des Auges befindet sich ein vollständig transparenter, elastischer Körper, der in einem speziellen Beutel eingeschlossen ist, der durch ein System von Muskelfasern an der Iris befestigt ist. Dieser Körper hat die Form einer sammelnden bikonvexen Linse und heißt Linse. Der Zweck der Linse besteht darin, Lichtstrahlen zu brechen und ein klares und deutliches Bild von Objekten im Sichtfeld auf der Netzhaut des Auges zu geben.

Es sollte beachtet werden, dass neben der Linse sowohl die Hornhaut als auch die inneren Hohlräume des Auges, die mit Medien mit von Eins verschiedenen Brechungsindizes gefüllt sind, an der Bildung eines Bildes auf der Netzhaut beteiligt sind.

Die Brechkraft des gesamten Auges sowie einzelner Teile seines optischen Systems hängt von den Radien der sie begrenzenden Flächen, von den Brechungsindizes von Substanzen und dem gegenseitigen Abstand zwischen ihnen ab. Alle diese Werte für andere Augen haben unterschiedliche Werte, so dass die optischen Daten verschiedener Augen unterschiedlich sind. In diesem Zusammenhang wird das Konzept eines schematischen oder reduzierten (reduzierten) Auges eingeführt, bei dem: der Krümmungsradius der Brechungsfläche 5,73 mm beträgt, der Brechungsindex 1,336 beträgt, die Länge des Auges 22,78 mm beträgt, die Vorderseite Die Brennweite beträgt 17,054 mm, die hintere Brennweite 22,78 mm.

Die Augenlinse bildet auf der Netzhaut (genauso wie eine Kameralinse auf einer matten Platte) ein umgekehrtes Bild der Objekte, die wir betrachten. Dies ist leicht zu überprüfen. Nehmen Sie ein Stück dickes Papier oder eine Postkarte und stechen Sie mit einer Nadel ein kleines Loch hinein. Dann setzen wir den Stecknadelkopf in einem Abstand von 2–3 cm vom Auge hoch und schauen mit diesem Auge durch ein Loch im Papier, das in einem Abstand von 4–5 cm gesetzt ist, in den hellen Tageshimmel oder in eine Lampe hinein eine Milchflasche. Werden die für das jeweilige Auge günstigen Abstände zwischen Auge und Stift, Stift und Papier gewählt, so sehen wir im Lichtloch, was in Abb. 2.

Reis. 2

Der Schatten des Stifts auf der Netzhaut ist gerade, aber das Bild des Stifts erscheint uns auf dem Kopf. Jede Bewegung des Stifts zur Seite wird von uns als Bewegung seines Bildes in die entgegengesetzte Richtung wahrgenommen. Der Umriss des Stecknadelkopfes, der nicht sehr klar ist, scheint auf der anderen Seite des Blattes Papier zu sein.

Dasselbe Experiment kann auf andere Weise durchgeführt werden. Wenn drei Löcher in ein Stück dickes Papier gestochen werden, das sich an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks mit Seiten von ungefähr 1,5–2 mm befindet, und dann die Nadel und das Papier wie zuvor vor dem Auge platziert werden, dann drei umgekehrt Bilder des Pins werden sichtbar sein.

Diese drei Bilder entstehen aufgrund der Tatsache, dass sich die durch jedes der Löcher tretenden Lichtstrahlen nicht schneiden, da die Löcher vorne liegen Brennebene Linse. Jeder Strahl wirft einen direkten Schatten auf die Netzhaut, und jeder Schatten wird von uns als umgekehrtes Bild wahrgenommen.

Wenn wir Papier mit drei Löchern zum Auge und Papier mit einem Loch zur Lichtquelle legen, dann sieht unser Auge ein umgekehrtes Dreieck. All dies beweist überzeugend, dass unser Auge alle Objekte in direkter Form wahrnimmt, weil der Geist ihre auf der Netzhaut erhaltenen Bilder umkehrt.

Bereits in den frühen 1920er Jahren führten der Amerikaner A. Stratton und 1961 der Professor am California Institute, Dr. Irwin Mood, ein interessantes Selbstexperiment durch. Insbesondere I. Mud setzte eine spezielle Brille auf, die eng an seinem Gesicht anliegt, durch die er alles wie auf dem Milchglas einer Kamera sah. Acht Tage lang, als er mehrere Dutzend Schritte ging, verspürte er Symptome der Seekrankheit, verwechselte die linke Seite mit der rechten, oben und unten. Und dann, obwohl die Brille immer noch vor meinen Augen war, sah ich wieder alles so, wie alle Menschen sehen. Der Wissenschaftler erlangte Bewegungsfreiheit und die Fähigkeit, sich schnell zu orientieren, zurück.

Mit seiner Brille fuhr er auf einem Motorrad durch die belebtesten Straßen von Los Angeles, fuhr ein Auto, steuerte ein Flugzeug. Und dann nahm Mood seine Brille ab – und die Welt um ihn herum stellte sich wieder auf den Kopf. Ich musste noch ein paar Tage warten, bis alles wieder normal war. Das Experiment bestätigte erneut, dass die durch das Sehen wahrgenommenen Bilder nicht auf dem gleichen Weg ins Gehirn gelangen, wie sie vom optischen System des Auges auf die Netzhaut übertragen werden. Das Sehen ist ein komplexer psychologischer Prozess, visuelle Eindrücke stimmen mit den Signalen überein, die von anderen Sinnen empfangen werden.

Es braucht Zeit, bis dieses ganze komplexe System eingerichtet ist und beginnt, normal zu funktionieren. Dieser Prozess tritt bei Neugeborenen auf, die zunächst alles auf den Kopf stellen und erst nach einiger Zeit beginnen, visuelle Empfindungen richtig wahrzunehmen.

Da die Netzhaut kein flacher Bildschirm, sondern eher kugelförmig ist, wird das Bild darauf nicht flach sein. Im Prozess der visuellen Wahrnehmung bemerken wir dies jedoch nicht, da uns unser Verstand dabei hilft, Objekte so wahrzunehmen, wie sie wirklich sind.

Der Beutel, in dem die Linse fixiert ist, ist ein ringförmiger Muskel. Dieser Muskel kann sich in einem Spannungszustand befinden, wodurch die Linse die am wenigsten gekrümmte Form annimmt. Wenn die Spannung dieses Muskels abnimmt, erhöht die Linse unter Einwirkung elastischer Kräfte ihre Krümmung. Wenn die Linse gedehnt wird, gibt sie ein scharfes Bild von Objekten, die sich in großer Entfernung auf der Netzhaut des Auges befinden; Wenn es nicht gedehnt wird und die Krümmung seiner Oberflächen groß ist, wird auf der Netzhaut des Auges ein scharfes Bild von Objekten in der Nähe erhalten. Die Veränderung der Krümmung der Linse und die Anpassung des Auges an eine klare Wahrnehmung von fernen und nahen Objekten ist eine weitere sehr wichtige Eigenschaft des Auges, die als Akkommodation bezeichnet wird.

Das Phänomen der Akkommodation lässt sich folgendermaßen leicht beobachten: Wir schauen mit einem Auge entlang eines gespannten langen Fadens. Gleichzeitig ändern wir die Krümmung der Linsenoberflächen, um nahe und ferne Abschnitte des Fadens sehen zu können. Beachten Sie, dass der Faden in einer Entfernung von bis zu 4 cm vom Auge überhaupt nicht sichtbar ist. erst ab 10–15 cm sehen wir es klar und gut. Diese Entfernung ist für junge und alte Menschen, für Kurzsichtige und Weitsichtige unterschiedlich, und für den ersten ist sie geringer und für den zweiten größer. Schließlich wird der von uns am weitesten entfernte Teil des Fadens, der unter bestimmten Bedingungen gut sichtbar ist, auch für diese Personen unterschiedlich entfernt. Kurzsichtige sehen den Faden nicht weiter als 3 m.

Es stellt sich zum Beispiel heraus, dass zum Betrachten des gleichen gedruckten Textes verschiedene Personen unterschiedliche Entfernungen der besten Sicht haben werden. Die Entfernung des besten Sehens, bei der das normale Auge beim Betrachten der Details eines Objekts am wenigsten belastet wird, beträgt 25–30 cm.

Der Raum zwischen der Hornhaut und der Linse wird als bezeichnet vordere Augenkammer. Diese Kammer ist mit einer gallertartigen transparenten Flüssigkeit gefüllt. Das gesamte Augeninnere zwischen Linse und Sehnerv ist mit einem etwas anderen Glaskörper ausgefüllt. Als transparentes und lichtbrechendes Medium hilft dieser Glaskörper gleichzeitig, die Form des Augapfels zu erhalten.

Zum Abschluss seines Buches „On Flying Saucers“ schreibt der amerikanische Astronom D. Menzel: „ Denken Sie auf jeden Fall daran, dass fliegende Untertassen: 1) existieren; 2) sie wurden gesehen; 3) aber sie sind überhaupt nicht das, wofür sie gehalten werden».

Das Buch beschreibt viele Fakten, wenn Beobachter fliegende Untertassen oder ähnliche ungewöhnliche leuchtende Objekte sahen, und liefert mehrere ausführliche Erklärungen für verschiedene optische Phänomene in der Atmosphäre.

Eine der möglichen Erklärungen für das Erscheinen von leuchtenden oder dunklen Objekten im Sichtfeld kann die sogenannte sein entoptisch Erscheinungen im Auge, bestehend aus Folgendem.

Manchmal, wenn wir in den hellen Tageshimmel oder in den reinen, von der Sonne beleuchteten Schnee schauen, sehen wir mit einem Auge oder zwei kleine dunkle Ringe, die nach unten sinken. Dies ist keine optische Täuschung oder ein Augenfehler. Kleine Einschlüsse im Glaskörper des Auges (zum Beispiel winzige Blutgerinnsel, die von den Blutgefäßen der Netzhaut dorthin gelangt sind) werfen beim Fixieren des Blicks auf einen sehr hellen Hintergrund Schatten auf die Netzhaut und werden tastbar. Jede Bewegung des Auges wirft diese kleinsten Teilchen gleichsam hoch, und dann fallen sie unter den Einfluss der Schwerkraft.

Auf der Oberfläche unseres Auges können sich verschiedene Objekte wie Staubpartikel befinden. Wenn ein solches Staubkorn auf die Pupille fällt und von einem hellen Licht beleuchtet wird, erscheint es als eine große helle Kugel mit undeutlichen Umrissen. Es kann mit einer fliegenden Untertasse verwechselt werden, und dies wird bereits eine Illusion des Sehens sein.

Die Beweglichkeit des Auges wird durch die Wirkung von sechs Muskeln gewährleistet, die einerseits am Augapfel und andererseits an der Augenhöhle befestigt sind.

Wenn eine Person bewegungslose Objekte untersucht, die sich in derselben Frontalebene befinden, ohne den Kopf zu drehen, bleiben die Augen entweder bewegungslos (fixiert) oder ändern schnell ihre Fixationspunkte in Sprüngen. A. L. Yarbus entwickelte eine genaue Methode zur Bestimmung der aufeinanderfolgenden Augenbewegungen bei der Untersuchung verschiedener Objekte. Als Ergebnis der Experimente wurde festgestellt, dass die Augen 97% der Zeit bewegungslos bleiben, aber die Zeit, die für jeden Fixierungsakt aufgewendet wird, gering ist (0,2–0,3 Sekunden), und innerhalb einer Minute können die Augen die Fixierungspunkte nach oben ändern bis 120 mal. Interessanterweise stimmt die Dauer der Sprünge (bei gleichen Winkeln) bei allen Menschen mit erstaunlicher Genauigkeit überein: ± 0,005 Sek.

Die Dauer des Sprungs hängt nicht von den Versuchen des Beobachters ab, den Sprung schneller oder langsamer zu "machen".

Es hängt nur von der Größe des Winkels ab, um den der Sprung gemacht wird. Sprünge beider Augen erfolgen synchron.

Wenn eine Person „sanft“ um eine bewegungslose Figur (z. B. einen Kreis) herumschaut, scheint es ihr, als würden sich ihre Augen kontinuierlich bewegen. Tatsächlich ist auch in diesem Fall die Bewegung der Augen abrupt und die Größe der Sprünge sehr klein.

Beim Lesen bleiben die Augen des Lesers nicht bei jedem Buchstaben stehen, sondern nur bei einem von vier oder sechs, und trotzdem verstehen wir den Sinn des Gelesenen.

Offensichtlich nutzt dies vorgesammelte Erfahrungen und die Schätze des visuellen Gedächtnisses.

Bei der Beobachtung eines sich bewegenden Objekts erfolgt der Fixierungsvorgang mit einer abrupten Bewegung der Augen, mit der gleichen resultierenden Winkelgeschwindigkeit, mit der sich auch das Beobachtungsobjekt bewegt; während das Bild des Objekts auf der Netzhaut relativ bewegungslos bleibt.

Lassen Sie uns kurz auf weitere Eigenschaften des Auges hinweisen, die für unser Thema relevant sind.

Auf der Netzhaut des Auges wird ein Bild der betrachteten Objekte erhalten, und das Objekt ist für uns immer vor dem einen oder anderen Hintergrund sichtbar. Dies bedeutet, dass einige der lichtempfindlichen Elemente der Netzhaut durch den über die Oberfläche des Bildes des Objekts verteilten Lichtfluss gereizt werden und die umgebenden lichtempfindlichen Elemente durch den Fluss aus dem Hintergrund gereizt werden. Die Fähigkeit der Augen, das betreffende Objekt anhand seines Kontrasts zum Hintergrund zu erkennen, wird als bezeichnet Kontrastempfindlichkeit des Auges. Das Verhältnis der Differenz zwischen der Helligkeit des Objekts und des Hintergrunds zur Helligkeit des Hintergrunds wird genannt Helligkeit Kontrast. Der Kontrast erhöht sich, wenn die Helligkeit des Objekts bei gleicher Hintergrundhelligkeit zunimmt, oder die Hintergrundhelligkeit nimmt ab, wenn die Objekthelligkeit gleich bleibt.

Die Fähigkeit des Auges, die Form eines Objekts oder seine Details zu unterscheiden, wird als bezeichnet Schärfe der Diskriminierung. Wenn das Bild von zwei nahen Punkten auf der Netzhaut des Auges benachbarte lichtempfindliche Elemente anregt (außerdem ist der Helligkeitsunterschied dieser Elemente größer als der Schwellen-Helligkeitsunterschied), dann sind diese beiden Punkte getrennt sichtbar. Die kleinste Größe eines sichtbaren Objekts wird durch die kleinste Größe seines Bildes auf der Netzhaut bestimmt. Für ein normales Auge beträgt diese Größe 3,6 Mikrometer. Ein solches Bild wird von einem Objekt mit einer Größe von 0,06 mm erhalten, das sich in einem Abstand von 25 cm vom Auge befindet.

Richtiger ist es, die Grenze durch den Blickwinkel zu bestimmen; in diesem Fall sind es 50 Bogenminuten. Bei großen Entfernungen und hell leuchtenden Objekten nimmt der Grenzblickwinkel ab. Schwellwert Helligkeitsunterschied Unter diesen Bedingungen nennen wir den kleinsten Helligkeitsunterschied, der von unserem Auge wahrgenommen wird.

In der Praxis nimmt das Auge einen Helligkeitsunterschied von 1,5–2 % wahr, bei günstigen Bedingungen bis zu 0,5–1 %. Der Schwellenhelligkeitsunterschied hängt jedoch stark von vielen Gründen ab: von der Helligkeit, an die das Auge zuvor angepasst wurde, von der Helligkeit des Hintergrunds, vor dem die verglichenen Oberflächen sichtbar sein werden. Es hat sich herausgestellt, dass es besser ist, dunkle Flächen mit einem dunkleren Hintergrund zu vergleichen als Flächen, und helle Flächen hingegen mit einem helleren Hintergrund.

Lichtquellen, die weit genug vom Auge entfernt sind, nennen wir "Punkt", obwohl es in der Natur keine leuchtenden Punkte gibt. Wenn wir diese Quellen sehen, können wir nichts über ihre Form und ihren Durchmesser sagen, sie erscheinen uns strahlend wie ferne Sterne. Diese Sehtäuschung ist auf eine unzureichende Unterscheidungsschärfe (Auflösung) des Auges zurückzuführen.

Erstens werden aufgrund der Inhomogenität der Linse die durch sie hindurchtretenden Strahlen gebrochen, so dass die Sterne von einem strahlenden Halo umgeben sind.

Zweitens ist das Bild des Sterns auf der Netzhaut so klein, dass es nicht zwei lichtempfindliche Elemente überlappt, die durch mindestens ein nicht irritierendes Element getrennt sind. Das Auflösungsvermögen des Auges wird dadurch erhöht optische Geräte Beobachtungen und insbesondere Teleskope, durch die uns zum Beispiel alle Planeten als runde Körper sichtbar werden.

Das Bringen der Achsen beider Augen in die Position, die für die beste Entfernungswahrnehmung erforderlich ist, nennt man Konvergenz. Das Ergebnis der Aktion der Muskeln, die das Auge zum besseren Sehen von nahen und fernen Objekten bewegen, kann wie folgt beobachtet werden. Wenn wir durch das Gitter auf das Fenster schauen, werden uns die dunklen Löcher des Gitters groß erscheinen, aber wenn wir auf den Bleistift vor diesem Gitter schauen, dann werden die Löcher des Gitters viel kleiner erscheinen.

Als Netzhautpunkte zweier Augen werden die Punkte bezeichnet, die die Eigenschaft haben, dass das irritierende Objekt für uns am selben Punkt im Raum sichtbar ist dazugehörigen.

Da sich unsere beiden Augen in einiger Entfernung befinden und ihre optischen Achsen in gewisser Weise gekreuzt sind, unterscheiden sich die Bilder von Objekten auf verschiedenen (nicht übereinstimmenden) Bereichen der Netzhaut umso mehr voneinander, je näher das Objekt ist In Frage kommt uns. Automatisch, wie es uns scheint, als ob ohne Beteiligung des Bewusstseins, berücksichtigen wir diese Merkmale der Bilder auf der Netzhaut und beurteilen nicht nur die Entfernung des Objekts, sondern nehmen auch das Relief und die Perspektive wahr. Diese Fähigkeit unseres Sehens wird genannt Stereoskopischer Effekt(Griechisch Stereo- Volumen, Körperlichkeit). Es ist leicht zu verstehen, dass unser Gehirn die gleiche Arbeit leistet wie beim Drehen des Bildes eines Objekts auf der Netzhaut.

Unser Sehorgan hat auch eine sehr bemerkenswerte Eigenschaft: Es unterscheidet eine große Vielfalt von Farben von Objekten. Moderne Theorie Farbsehen erklärt diese Fähigkeit des Auges durch das Vorhandensein von drei Arten von Primärapparaten auf der Netzhaut.

Sichtbares Licht (Wellen elektromagnetischer Schwingungen mit einer Länge von 0,38 bis 0,78 Mikrometer) regt diese Geräte unterschiedlich stark an. Erfahrungsgemäß reagiert der Zapfenapparat am empfindlichsten auf gelbgrüne Strahlung (Wellenlänge 0,555 µm). Unter den Bedingungen der Wirkung des Dämmerungs- (Stäbchen-) Sehapparats wird die maximale Empfindlichkeit des Auges um 0,45 bis 0,50 Mikrometer zu kürzeren Wellenlängen des violett-blauen Teils des Spektrums verschoben. Diese Erregungen der Primärapparate der Netzhaut werden durch die Großhirnrinde verallgemeinert, und wir nehmen eine bestimmte Farbe sichtbarer Objekte wahr.

Alle Farben sind unterteilt in chromatisch und achromatisch. Jede chromatische Farbe hat einen Farbton, eine Farbreinheit und eine Helligkeit (rot, gelb, grün usw.). Im kontinuierlichen Spektrum gibt es keine unbunten Farben - sie sind farblos und unterscheiden sich nur in der Helligkeit. Diese Farben entstehen durch die selektive Reflexion oder Transmission von Tageslicht (weiß, alles grau und schwarz). Textilarbeiter beispielsweise können bis zu 100 Schwarztöne unterscheiden.

Somit erlauben uns visuelle Empfindungen, die Farbe und Helligkeit von Objekten, ihre Größe und Form, ihre Bewegung und relative Position im Raum zu beurteilen. Folglich ist die Raumwahrnehmung hauptsächlich eine Funktion des Sehens.

In diesem Zusammenhang ist es angebracht, auf eine andere Methode zur Bestimmung der relativen Position von Objekten im Raum einzugehen - auf die Methode der visuellen Parallaxe.

Die Entfernung zu einem Objekt wird entweder durch den Betrachtungswinkel dieses Objekts unter Kenntnis der Winkelabmessungen anderer sichtbarer Objekte oder durch Nutzung des stereoskopischen Sehvermögens geschätzt, das den Eindruck eines Reliefs erzeugt. Es stellt sich heraus, dass bei einer Entfernung von mehr als 2,6 km die Erleichterung nicht mehr wahrgenommen wird. Schließlich wird die Entfernung zu einem Objekt einfach durch den Grad der Akkommodationsänderung oder durch Beobachtung der Position dieses Objekts in Bezug auf die Position anderer Objekte geschätzt, die sich in uns bekannten Entfernungen befinden.

Mit einer falschen Vorstellung von der Größe eines Objekts kann man einen großen Fehler bei der Bestimmung der Entfernung dazu machen. Die Entfernungsschätzung mit beiden Augen ist viel genauer als mit einem Auge. Ein Auge ist nützlicher als zwei, um die Richtung eines Objekts zu bestimmen, beispielsweise beim Zielen. Untersucht das Auge nicht einen Gegenstand, sondern ein mit Linsen oder Spiegeln gewonnenes Bild, so erweisen sich alle oben genannten Methoden zur Bestimmung der Entfernung zu einem Gegenstand mitunter als umständlich, wenn nicht sogar als völlig ungeeignet.

Da die Abmessungen des Bildes in der Regel nicht mit den Abmessungen des Objekts selbst übereinstimmen, ist es klar, dass wir die Entfernung nicht anhand der scheinbaren Abmessungen des Bildes beurteilen können. In diesem Fall ist es sehr schwierig, das Bild vom Objekt selbst zu trennen, und dieser Umstand kann die Ursache für eine sehr starke optische Täuschung sein.

Zum Beispiel scheint ein Objekt, das durch konkave Linsen betrachtet wird, viel weiter von uns entfernt zu sein als in Wirklichkeit, weil seine scheinbaren Abmessungen kleiner sind als die wahren. Diese Illusion ist so stark, dass sie die Definition der Entfernung, zu der uns die Akkommodation des Auges führt, mehr als aufhebt. Daher bleibt uns nur übrig, auf den einzigen Weg zurückzugreifen, mit dem wir ohne jegliche Instrumente die Entfernung zu einem Objekt beurteilen können, nämlich die Position dieses Objekts in Bezug auf andere Objekte zu bestimmen. Diese Methode wird Methode genannt Parallaxe. Wenn der Betrachter vor dem Fenster steht (Abb. 3), und zwischen dem Fenster und dem Betrachter ein Gegenstand steht, sagen wir ein Stativ auf einem Tisch, und wenn sich der Betrachter weiter zum Beispiel nach links bewegt , dann wird er sehen, dass sich das Stativ sozusagen am Fenster entlang nach rechts bewegt hat. Wenn der Beobachter andererseits durch das Fenster auf ein Objekt blickt, sagen wir die Zweige von Bäumen, und sich in die gleiche Richtung bewegt, dann bewegt sich das Objekt außerhalb des Fensters in die gleiche Richtung. Indem man das Fenster durch eine Linse ersetzt und das gedruckte Textbild durch die Linse betrachtet, kann man bestimmen, wo sich dieses Bild befindet: Wenn es sich hinter der Linse befindet, bewegt es sich, wenn sich das Auge in die gleiche Richtung wie das Auge bewegt. Wenn das Bild näher am Auge ist als die Linse, bewegt es sich in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung des Auges.

Reis. 3. Parallaxe-Phänomen. Wenn sich der Beobachter nach rechts bewegt AUS und D Bewegen Sie sich entlang des Fensters nach links (und AUS bewegt sich weniger als D). Gleichzeitig Äste außerhalb des Fensters ( ABER und BEI) entlang des Fensters nach rechts bewegen (außerdem bewegt sich der entfernte Zweig weiter nach rechts als der nahe Zweig).

Der Akt der visuellen Wahrnehmung wird heute als komplexe Kette verschiedener Prozesse und Transformationen betrachtet, die noch unzureichend untersucht und verstanden sind. Dem komplexen photochemischen Prozess in der Netzhaut des Auges folgen Nervenerregungen der Sehnervenfasern, die dann an die Großhirnrinde weitergeleitet werden.

Schließlich findet die visuelle Wahrnehmung in der Großhirnrinde statt; hier werden sie vielleicht mit unseren anderen Empfindungen verbunden und auf der Grundlage unserer vorerworbenen Erfahrung gesteuert, und erst danach verwandelt sich die anfängliche Irritation in ein vollständiges visuelles Bild.

Es stellt sich heraus, dass wir im Moment nur das sehen, was uns interessiert, und das ist sehr nützlich für uns. Das gesamte Sichtfeld ist immer mit einer Vielzahl beeindruckender Objekte gefüllt, aber unser Bewusstsein von all dem hebt nur das hervor, worauf wir gerade unsere besondere Aufmerksamkeit richten.

Doch alles, was unerwartet in unser Blickfeld gerät, kann unsere Aufmerksamkeit unwillkürlich auf sich ziehen.

Beispielsweise kann uns bei intensiver geistiger Arbeit eine schwingende Lampe stark stören: Die Augen fixieren diese Bewegung unwillkürlich, was wiederum die Aufmerksamkeit streut.

Unser Sehvermögen hat die höchste Bandbreite und kann 30-mal mehr Informationen an das Gehirn übermitteln als unser Gehör, obwohl das visuelle Signal das Gehirn in 0,15 Sekunden, das auditive in 0,12 Sekunden und das taktile in 0,09 Sekunden erreicht.

Es sei darauf hingewiesen, dass alle wichtigen Eigenschaften des Auges eng miteinander verbunden sind; sie hängen nicht nur voneinander ab, sondern manifestieren sich auch in unterschiedlichem Maße, wenn sich beispielsweise die Helligkeit des Anpassungsfeldes ändert, also die Helligkeit, an die das menschliche Auge unter bestimmten Bedingungen und zu einem bestimmten Zeitpunkt angepasst ist Zeit.

Die hier aufgezeigten Fähigkeiten des menschlichen Sehorgans sind bei verschiedenen Menschen oft unterschiedlich ausgeprägt und sensibel. " Das Auge ist ein Wunder für einen neugierigen Geist“, - sagte der englische Physiker D. Tyndall.