1. Свет улавливается с очень большой площади. С височной стороны градус обзора достигает 90°. С других сторон несколько меньше – мешают брови, нос и щеки. И свет со всего этого поля зрения необходимо уменьшить до размера глаза.
2. Проникший в глаз отраженный и уменьшенный свет с различными длинами волн (то есть цветовыми характеристиками) необходимо преобразовать и закодировать в нервные импульсы, а затем отправить их по зрительному нерву в мозг. И так не один десяток раз за одну секунду.
3. В головном мозге нервные импульсы от каждого глаза совмещаются для дальнейшей оценки расстояния до объекта и его размеров, в сознании человека создается изображение и на основе полученной информации принимается решение.
Человек учится более-менее сносно видеть примерно в течение первых трех месяцев жизни. Конечно, человек начинает видеть с момента рождения (говорят, что даже и раньше), но сначала он видит все в тумане, только вблизи, расплывчатым и перевернутым.
В данной книге я расскажу вам о преодолении только первой из этих трудностей – уменьшении.
Как втиснуть в оба глаза половину горизонта
Представьте поток отраженного света от побережья Манхеттена с высоты полета вертолета. Этот пейзаж любят использовать режиссеры голливудских фильмов. Отраженный от этих огромных домов свет распространяется на территорию в несколько десятков километров. Как спроектировать это на экран размером не больше скорлупы куриного яйца?
Все очень просто. В школе нам всем рассказывали про двояковыпуклую лупу (в центре она толще, чем по краям). У многих из нас в детстве лупа (двояковыпуклая линза) была любимой игрушкой. В солнечный летний день мы фокусировали солнечные лучи в одной точке и выжигали этой точкой на деревянной поверхности что захочется. Шедшие параллельно или расходящиеся в разные стороны лучи света с помощью лупы собирались в одной точке (фокусе) и нагревали поверхность дерева. А если на место этой точки установить экран, то на него будет проецироваться полученное с помощью отраженного света изображение, во много раз уменьшенное в размере. Вот и весь секрет. Экраном служит сетчатка.
Что такое сетчатка?
Глаз – это сфера, продолговатый шарик из соединительной ткани – склеры (из которой состоят и связки суставов). Спереди эта ткань несколько выпячивается и становится прозрачной, образуя роговицу. Зрительный нерв выходит из глаза и идет к мозгу, разветвляясь на огромное количество нервных волокон. На концах этих нервных волокон находятся рецепторы, клетки, наполненные светочувствительным веществом, – палочки и колбочки. Эти клетки выстилают почти всю внутреннюю поверхность глазного яблока, образуя сетчатку, тот самый экран, на который проецируется уменьшенное изображение. Колбочки отвечают за цветовосприятие и располагаются, в основном, в центре сетчатки, формируя центральное зрение. Палочки располагаются по всей сетчатке, но в центре их практически нет. Именно палочки формируют периферическое зрение, пусть не позволяющее различить все света радуги, но незаменимое в сумерках и почти полной темноте. (Проверьте сами. В почти полной темноте вы не сможете различить контуры небольшого предмета, на который смотрите, но с легкостью определите его местоположение краем глаза. То есть если будете смотреть не на предмет, а около него. Определить местоположение предмета позволяют палочки, а колбочки в темноте бессильны.) Иными словами, палочки отвечают на вопрос «Где?», а колбочки – «Что?».
Палочки и колбочки реагируют на количество и длину лучей (волн) света, кодируя полученные световые сигналы в нервные импульсы. Происходит та самая кодировка, о которой говорилось в пункте 2. Сетчатка, как рыболовная сеть из огромного числа ячеек, ловит свет, проникающий в глаз. Свет в Сетчатку Словно Сельдь в Сеть.
В центре сетчатки находится так называемое желтое пятно (макула), заполненное колбочками, оно отвечает за центральное зрение. В глаза можно втиснуть половину горизонта, но смотреть глаза будут только на одну из точек этого горизонта, а весь остальной горизонт видеть «краем глаза».
Откуда берутся в глазу выпуклые линзы?
Глаз, как вы уже знаете, это сфера, шарик. Шарик с прозрачной передней стенкой – роговицей. Роговица – «выпуклость» с диаметром кривизны 7–8 мм. Эта «выпуклость» более толстая у периферии (более одного миллиметра) и истончается к центру (до 0,5 мм). Но несмотря на это, «выпуклость» имеет оптическую силу более 40 диоптрий. Роговица – самая сильная преломляющая (в данном случае уменьшающая) среда глаза. Однако одного фокуса для глаза мало. Он сможет видеть далеко, но не сможет увидеть то, что у него под носом. Для того чтобы переводить взгляд на более близкое расстояние, то есть фокусироваться на предметах, расположенных на различных расстояниях от глаза, существует хрусталик.
Хрусталик – эластичная двояковыпуклая линза, которая находится внутри глаза, за радужкой (рис. 1). Внутриглазная мышца то напрягается, делая хрусталик более выпуклым, то есть пододвигая фокус к глазу, позволяя видеть более близкие предметы, то расслабляется, настраивая взгляд на дальние расстояния. Такой процесс называется аккомодацией. Оптическая сила хрусталика в расслабленном состоянии составляет примерно 18 диоптрий.
Рис. 1. Строение глазного яблока
Между роговицей и хрусталиком находится пространство, которое делится радужкой на переднюю и заднюю камеры и заполнено водянистой влагой. (Забавный термин – водянистая влага. Может, где-то существует неводянистая влага?) Что касается зрачка, то есть дырки в радужке, то он позволяет дозировать количество света, поступающего на экран – сетчатку. В летний безоблачный полдень зрачок сужается, предохраняя нежные светочувствительные клетки сетчатки от солнечного ожога, а безлунной ночью расширяется, чтобы уловить максимальное количество отраженного света, которого и так очень немного в это время суток.
За хрусталиком находится стекловидное тело. Оно заполняет большую часть глазного яблока и представляет собой прозрачный гель, ограниченный мешочком из тончайшей пограничной мембраны и структурированный тонкими прозрачными тяжами. При близорукости высокой степени (более 6 диоптрий) в 80 % случаев пограничная мембрана разрывается, что, впрочем, не несет с собой значительного снижения зрения, а только субъективно периодически дает ощущения бликов, мерцаний, всполохов. Ни водянистая влага, ни стекловидное тело не дают какого-то значительного вклада в уменьшение, то есть не обладают преломляющей силой.
Роговица, водянистая влага передней и задней камеры, хрусталик и стекловидное тело называются светопроводящими средами глаза. В процессе уменьшения изображения (преломления) принимают участие роговица и хрусталик. Степень преломления у офтальмологов называется рефракцией. Поэтому все операции по изменению степени преломления глаза объединены в понятие «рефракционная хирургия», в которую входит в том числе и лазерная коррекция.
