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.

Нормальный глаз – нормальное зрение

В здоровом глазу все структуры работают без нарушений. Глазных же болезней насчитывается несколько сотен. Каждая подразделяется по течению, причине возникновения, видам проявления и т. д. и т. п. Но ни одну из них не устранить с помощью лазерной коррекции зрения.

Лазерная коррекция не лечит, а корригирует зрение – убирает «плюсы» и «минусы», корригирует близорукость, дальнозоркость и астигматизм, которые являются аномалиями преломления.

В нормальном глазу линзы, роговица и хрусталик, фокусируют уменьшенное изображение строго на сетчатке, экране, а не перед ним и не за ним. Причем главный фокус этих двух линз должен практически совпадать с центром сетчатки – желтым пятном.

При таком совпадении острота зрения будет нормальной.

– Единица? – спросите вы.

– Нет, не единица, а норма! – отвечу я.

А норма у каждого своя и зависит, в частности, от плотности нервных клеток в желтом пятне и их состояния. Плотность клеток (сейчас речь идет о колбочках) в центре макулы примерно 150 тысяч на один квадратный миллиметр. Но у кого-то их больше, у кого-то меньше. Поэтому для одного человека нормальное зрение – это 0,8 (он видит сверху восемь строчек по таблице Головина-Сивцева, которая в основном служит для проверки остроты зрения), а для другого – 2,0 (две единицы – это соответственно двенадцатая строчка. Одна единица, то есть 1,0 – это десятая строчка).

Легенда советской офтальмологии профессор Ерошевский, до того как начал преподавать в Самаре, служил военным врачом в Монголии. Он рассказывал, что однажды к нему на обследование попал монгол с остротой зрения в восемнадцать единиц (18,0). Этот монгол был способен видеть звезды днем. И для него наше с вами нормальное зрение «единица» было бы предпоследней ступенькой перед слепотой. Вот такое эволюционное развитие органа зрения у степного народа, чей взор на протяжении тысячелетий не останавливали ни горы, ни леса.