Ochiul uman este un organ de simt care reactioneaza la lumina si permite vederea. Celulele tija si cele de tip con din retina sunt celule fotoreceptive care sunt capabile sa detecteze lumina vizibila si sa transmita aceste informatii creierului. Ochii semnaleaza informatii care sunt folosite de creier pentru a obtine perceptia culorii, formei, adancimii, miscarii si a altor caracteristici. Ochiul face parte din sistemul nervos senzorial.
In mod similar cu ochii altor mamifere, celulele ganglionilor fotosensibili din retina primesc semnale luminoase care afecteaza ajustarea dimensiunii pupilei, reglarea si suprimarea hormonului – melatonina si antrenarea ritmului circadian.
Structura
Oamenii au doi ochi, situati in stanga si in dreapta fetei. Ochii stau in cavitati osoase numite orbite, in craniu. Exista sase muschi extraoculari care controleaza miscarile ochilor. Partea vizibila din fata a ochiului este alcatuita din sclera albicioasa, un iris colorat si pupila. Deasupra acestuia se afla un strat subtire numit conjunctiva. Partea din fata se mai numeste si segmentul anterior al ochiului.
Ochiul nu are forma unei sfere perfecte, mai degraba este o unitate din doua piese fuzionate, compusa dintr-un segment anterior (frontal) si segmentul posterior. Segmentul anterior este alcatuit din cornee, iris si cristalin. Corneea este transparenta si mai curbata si este legata de segmentul posterior mai mare, compus din vitros, retina, coroida si invelisul alb exterior numit sclera.
Corneea are de obicei aproximativ 11,5 mm (0,45 in) in diametru si 0,5 mm (500 μm) in grosime, in apropierea centrului sau. Camera posterioara constituie restul; diametrul sau este de obicei de aproximativ 24 mm (0,94 in).
Corneea si sclera sunt conectate printr-o zona denumita limbus. Irisul este structura circulara pigmentata care inconjoara concentric centrul ochiului – pupila. Marimea pupilei, care controleaza cantitatea de lumina ce intra in ochi, este ajustata de catre muschii dilatatori si ai sfincterului irisului.
Energia luminii intra in ochi prin cornee, prin pupila si apoi prin lentila. Forma lentilei este schimbata pentru focalizare aproape (acomodare) si este controlata de muschiul ciliar. Fotonii de lumina care cad pe celulele sensibile la lumina ale retinei (conuri si tije fotoreceptoare) sunt transformate in semnale electrice care sunt transmise creierului de catre nervul optic si interpretate ca ceea ce numim vedere.
Marimea
Marimea ochiului difera in randul adultilor cu doar unul sau doi milimetri. Globul ocular este in general mai putin inalt decat lat. Verticala sagitala (inaltimea) unui ochi adult uman este de aproximativ 23,7 mm (0,93 in), diametrul transversal orizontal (latimea) este de 24,2 mm (0,95 in), iar dimensiunea axiala anteroposteriora (adancimea) este in medie de 22,0–24,8 mm (0,87– 0,98 in), fara nici o diferenta semnificativa intre sexe si grupe de varsta.
S-a gasit o corelatie puternica intre diametrul transversal si latimea orbitei (r = 0,88). Ochiul adult tipic are un diametru anterior pana la posterior de 24 mm (0,94 in) si un volum de 6 centimetri cubi (0,37 in).
Globul ocular creste rapid, crescand de la aproximativ 16-17 mm (0,63-0,67 in) diametru la nastere la 22,5-23 mm (0,89-0,91 in), la varsta de trei ani. Pana la varsta de 12 ani, ochiul isi atinge dimensiunea maxima.
Componente
Ochiul este alcatuit din trei straturi, cuprinzand diverse structuri anatomice. Stratul cel mai exterior, cunoscut sub numele de tunica fibroasa, este compus din cornee si sclera, care ofera forma ochiului si sustine structurile mai profunde.
Stratul mijlociu, cunoscut sub numele de tunica vasculara sau uvea, este format din coroida, corp ciliar, epiteliu pigmentat si iris.
Componenta interioara este retina, care isi oxigeneaza vasele de sange ale coroidei (posterior), precum si vasele retiniene (anterior).
Spatiile ochiului sunt umplute cu umorul apos anterior, intre cornee si cristalin, si corpul vitros, o substanta asemanatoare jeleului, in spatele cristalinului, umpland intreaga cavitate posterioara.
Umorul apos este un fluid apos limpede, care este continut in doua zone: camera anterioara dintre cornee si iris si camera posterioara, intre iris si lentila. Lentila este suspendata de corpul ciliar de ligamentul suspensor, format din sute de fibre transparente fine care transmit forte musculare pentru a schimba forma lentilei pentru acomodare (focalizare).
Corpul vitros este o substanta clara compusa din apa si proteine, care ii confera o compozitie gelatinoasa si lipicioasa.
Muschii extraoculari
Fiecare ochi are sase muschi care ii controleaza miscarile: rectul lateral, rectul medial, rectul inferior, rectul superior, oblicul inferior si oblicul superior. Cand muschii exercita diferite tensiuni, pe globul ocular se exercita un cuplu care il face sa se intoarca, in rotatie aproape pura, cu doar aproximativ un milimetru de translatie. Astfel, ochiul poate fi considerat ca suferind rotatii in jurul unui singur punct din centrul sau.
Camp de vizualizare
Campul vizual aproximativ al unui ochi uman individual (masurat din punctul de fixare, adica punctul in care se indreapta privirea) variaza in functie de anatomia fetei, dar este de obicei de 30 ° superior (in sus, limitat de spranceana), 45 ° nazal (limitat de nas), 70 ° inferior (in jos) si 100 ° temporal (spre tample).
Pentru ambii ochi, campul vizual combinat (binocular) este 135 ° vertical si 200 ° orizontal. Este o zona de 4,17 steradieni pentru vederea binoculara. Cand sunt privite in unghiuri mari din lateral, irisul si pupila pot fi inca vizibile de catre privitor, indicand faptul ca persoana are o vedere periferica posibila la acel unghi. Aproximativ 15 ° temporale si 1,5 ° sub orizontala este punctul mort creat de nervul optic nazal, care are aproximativ 7,5 ° inaltime si 5,5 ° latime.
Gama dinamica
Retina are un raport de contrast static de aproximativ 100: 1 (aproximativ 6,5 f-stop). De indata ce ochiul se misca rapid pentru a observa o tinta, acesta isi regleaza din nou expunerea prin ajustarea irisului, care regleaza dimensiunea pupilei.
Adaptarea initiala la intuneric are loc in aproximativ patru secunde de intuneric profund, neintrerupt; adaptarea completa prin ajustari in fotoreceptorii tijei retinei este completa in proportie de 80%, in treizeci de minute. Procesul este neliniar si multifacetic, astfel incat o intrerupere prin expunere la lumina, necesita repornirea procesului de adaptare la intuneric.
Ochiul uman poate detecta un interval de luminanta de 1014, sau o suta de trilioane (100.000.000.000.000) (aproximativ 46,5 f-stop), de la 10−6 cd / m2, sau o milionime (0,000001) de candela pe metru patrat la 108 cd / m2 sau o suta de milioane (100.000.000) candela pe metru patrat. Aceasta gama nu include privirea la soarele amiezii (109 cd / m2).
La capatul inferior al intervalului se afla pragul de viziune absolut pentru o lumina constanta pe un camp vizual larg, aproximativ 10-6 cd / m2 (0,000001 candela pe metru patrat). Capatul superior al gamei este dat in termeni de performanta vizuala normala ca 108 cd / m2 (100.000.000 sau o suta de milioane de candele pe metru patrat).
Ochiul include un obiectiv similar cu obiectivele gasite in instrumentele optice, cum ar fi camerele de luat vederi si se pot aplica aceleasi principii fizice. Pupila ochiului uman este deschiderea acestuia; irisul este diafragma care serveste drept opritor al diafragmei. Refractia in cornee determina deschiderea efectiva (pupila de intrare) care difera usor de diametrul fizic al pupilei.
Pupila de intrare are de obicei aproximativ 4 mm in diametru, desi poate varia de la 2 mm (f / 8.3) intr-un loc puternic luminat la 8 mm (f / 2.1) in intuneric. Aceasta ultima valoare scade incet odata cu inaintarea in varsta; ochii persoanelor in varsta se dilata uneori pana la cel mult 5-6 mm in intuneric.
Miscarea ochilor
Sistemul vizual din creierul uman este prea lent pentru a procesa informatii daca imaginile aluneca pe retina la mai mult de cateva grade pe secunda. Astfel, pentru a putea vedea in miscare, creierul trebuie sa compenseze miscarea capului prin rotirea ochilor. Animalele cu ochi frontali au o mica zona a retinei cu acuitate vizuala foarte mare, fovea centrala.
Acopera aproximativ 2 grade de unghi vizual la oameni. Pentru a obtine o viziune clara asupra lumii, creierul trebuie sa intoarca ochii, astfel incat imaginea obiectului urmarit, sa cada pe fovea. Orice esec la efectuarea corecta a miscarilor ochilor, poate duce la degradari vizuale grave.
A avea doi ochi permite creierului sa determine adancimea si distanta unui obiect, capacitate numita stereoviziune, si da sensul de tridimensionalitate viziunii. Ambii ochi trebuie sa indice suficient de precis incat obiectul privit sa cada pe punctele corespunzatoare ale celor doua retine, pentru a stimula stereoviziunea; in caz contrar, ar putea aparea o viziune dubla.
Unele persoane cu ochi incrucisati congenital tind sa ignore vederea unui ochi, astfel nu pot avea stereoviziune. Miscarile ochiului sunt controlate de sase muschi atasati la fiecare ochii, ce permit ochiului miscari complexe. Acesti muschi sunt controlati voluntar si involuntar pentru a urmari obiectele si corectati pentru miscari simultane ale capului.
Reflex optocinetic
Reflexul optokinetic (sau nistagmusul optokinetic) stabilizeaza imaginea de pe retina prin feedback vizual. Este indus atunci cand intreaga scena vizuala se deplaseaza pe retina, provocand rotatia ochilor in aceeasi directie si la o viteza care minimizeaza miscarea imaginii pe retina. Cand directia privirii se abate prea departe de directia inainte, se induce o sacadare compensatorie pentru a readuce privirea in centrul campului vizual.
De exemplu, atunci cand privesti pe fereastra un tren in miscare, ochii se pot concentra pe acel tren pentru o scurta perioada (prin stabilizarea acestuia pe retina), pana cand trenul se deplaseaza in afara campului vizual.
