Ричард Грегори - Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия

Хрусталик. Часто думают, что хрусталик осуществляет преломление поступающих потоков света, необходимых для образования изображения. Это далеко не так в случае человеческого глаза, хотя и справедливо в отношении глаза рыбы. Место, где в глазу человека происходит наибольшее преломление света, необходимое для формирования изображения, — не хрусталик, а передняя поверхность роговицы. Это происходит потому, что способность хрусталика преломлять свет зависит от различия показателей преломления окружающей среды и субстрата, из которого состоит сам хрусталик. Показатель преломления окружающей среды — воздуха — низок, тогда как тот же показатель водянистой жидкости, непосредственно находящейся позади роговицы, приблизительно так же высок, как и у хрусталика. У рыбы эти величины близки, так как роговица погружена в воду и свет всегда, когда он поступает в глаз, уже сильно преломлен. В глазу рыбу: имеется очень плотный малоподвижный хрусталик, сферический по форме, который в процессе аккомодации к далеким и близким объектам перемещается взад и вперед внутри глазного яблока. Хотя хрусталик не является критической структурой, необходимой для формирования изображения в глазу человека, он играет важную роль в аккомодации. Последняя осуществляется не путем изменения положения хрусталика (как у рыб или в камере), а с помощью изменения его формы. Радиус кривизны хрусталика уменьшается при взгляде на близкие предметы, при этом хрусталик преломляет лучи под большим углом, так что действие хрусталика добавляется к первоначальному преломлению света, осуществляемому роговицей. Хрусталик состоит из тонких слоев наподобие луковицы; он подвешен с помощью особой мембраны — Zonula — которая поддерживает его в состоянии натяжения. Аккомодация осуществляется очень своеобразным способом. При взгляде на близко расположенные предметы мембрана уменьшает степень натяжения хрусталика, благодаря чему его форма сразу же становится более выпуклой; это уменьшение натяжения достигается в результате сокращения цилиарной мышцы. Таким образом, хрусталик, становится более выпуклым при взгляде на близкие предметы с помощью удивительной системы — натягивающейся и нерасслабляющейся мышцы.

Развитие хрусталика в эмбриональный и более поздние периоды представляет особый интерес и имеет важные последствия в зрелом возрасте. Хрусталик развивается из центра, клетки добавляются в течение всей жизни, хотя этот процесс с возрастом замедляется. Центр хрусталика является, таким образом, наиболее старой его частью, где клетки все более и более отделяются от кровеносной системы, поставляющей кислород и питательные вещества, и постепенно отмирают. Когда клетки отмирают, они затвердевают, так что хрусталик становится слишком плотным — неэластичным, чтобы изменять свою форму в процессе аккомодации при взгляде на различные расстояния. Как сказал Гордон Уоллс в своей известной книге «Глаз позвоночных»:

«Хрусталик является, таким образом, единственным органом тела, где развитие никогда не прекращается и чье старение начинается еще до рождения».

Мы видим все это достаточно отчетливо на рис. 4, 2, который показывает, как с возрастом ухудшается аккомодация, когда не получающие питания клетки внутри хрусталика отмирают и мы смотрим через их тела.

Рис. 4, 2. Потеря способности хрусталика глаза к аккомодации с возрастом. Хрусталик постепенно становится малоподвижным и не может изменять свою форму. Когда нарушается процесс аккомодации, эффективное изменение фокуса обеспечивают бифокальные очки.

Можно наблюдать за изменениями формы хрусталика у другого человека, когда хрусталик изменяет свою форму при взгляде на различные расстояния. Для этого не потребуется ничего, кроме маленького источника света, например ручного электрического фонаря. Если источник света держать в соответствующем положении, можно видеть отражение света от глаза, и даже не одно отражение, а три. Свет отражается не только от роговицы, но также и от передней и задней поверхности хрусталика. Когда хрусталик изменяет свою форму, размер изображения меняется. Передняя поверхность хрусталика дает большое, но довольно неясное изображение, которое является правильным, в то время как задняя его поверхность дает маленькое перевернутое изображение. Это явление может быть продемонстрировано с помощью обычной ложки. При отражении предмета от задней выпуклой поверхности вы увидите большое правильное изображение, в то время как внутренняя вогнутая поверхность дает маленькое перевернутое изображение. Величина изображения будет различной на большой (столовой) и маленькой (чайной) ложках, что соответствует кривизне хрусталика глаза при взгляде на отдаленные и близкие предметы. (Эти изображения, видимые в глазу, известны как «изображения Пуркинье», они очень полезны при экспериментальном изучении аккомодации).