Изображение на сетчатке глаз действительно перевернутое
Глаз человека – удивительный орган. Он способен превращать электромагнитное излучение (свет) в картинку. Мы видим окружающий мир благодаря многоступенчатого процессу, протекающему в глазах и в мозге.
Оптическая система глаза — как устроена
Человеческий глаз устроен настолько сложно, что различает миллион цветовых оттенков, определяет величину предмета и расстояние до него, меняет фокус при взгляде на дальние и ближние объекты, регулирует объем поступающего света. Ювелирная работа глаз обеспечивается их сложным строением.
Глаз подобен айсбергу. На виду остаются только передняя зона, покрытая роговицей – прочной оболочкой, не имеющей кровеносных сосудов. Под ней расположена передняя камера, в центре которой находится радужка со зрачком в центре. За зрачком располагается хрусталик. За ним лежит объемное стекловидное тело, составляющее большую часть глаза. Оно состоит из гелеобразного вещества, служит для поддержания формы глазного яблока и проведения световых лучей.
На задней поверхности глаза, за стекловидным телом, находится сетчатка – светочувствительный слой клеток, воспринимающий картинку. К ней подходит зрительный нерв, соединяющийся с головным мозгом. Нерв передает импульсы в центральную нервную систему.
Так выглядит оптическая система глаза в упрощенном виде.
Работа глаз
Световой луч падает на какой-либо предмет в окружающем мире и отражается от него, попадая на роговицу, а затем в зрачок. Тот, расширяясь или сужаясь, регулирует поток света, отсеивая лишние лучи. Благодаря работе зрачка человек может видеть как на ярком свету, так и в темноте.
Через зрачок луч попадает на хрусталик – двояковыпуклую линзу. Задача этого органа – преломить луч и направить его на сетчатку. Благодаря хрусталику человеческий глаз способен к аккомодации. Так называется изменение кривизны лучей для обеспечения видимости на дальних и ближних расстояниях. Аккомодация позволяет видеть звезды на ночном небе и мелкие пылинки вблизи.
Пройдя через хрусталик и изменив траекторию, световой луч достигает сетчатки – самой сложной глазной структуры. Она состоит из клеток-фоторецепторов, способных принимать фотоны. На ней формируется изображение, но оно меньше настоящего и перевернуто вверх ногами.
Фоторецепторы превращают световые лучи в электрические импульсы, которые по волокнам зрительного нерва передаются на кору полушарий головного мозга. При этом каждый глаз воспринимает собственную картинку, а мозг накладывает их друг на друга и превращает в одну.
Почему изображение отпечатывается на сетчатке перевернутым
Ответ на этот вопрос можно получить, если вспомнить школьный курс физики, раздел «Оптика». Согласно законам этой науки любой световой луч, проходящий через криволинейную поверхность, преломляется, и при этом изображение с обратной стороны становится перевернутым.
В глазах сразу две криволинейные поверхности: роговица и хрусталик. Поэтому преломление происходит целых три раза:
- первое – при переходе света через роговицу (картинка переворачивается);
-
второе – при прохождении через переднюю поверхность хрусталика (картинка становится нормальной); - третье – при прохождении через заднюю выпуклую часть хрусталика (изображение снова переворачивается и поступает в таком виде на сетчатку).
Тройное переворачивание – не необходимость, а просто следствие естественных физических законов. Световой луч не может пройти через линзу, не изменив траекторию, и не сформировав перевернутую картинку.
Удивительно, насколько тонко работает наш мозг. Он приспособился возвращать изображению нормальность. Иначе мы бы видели небо внизу, а землю наверху.
Процессы преломления и восприятия происходят мгновенно. Были проведены эксперименты, показавшие, что от попадания луча на роговицу до восприятия правильного изображения мозгом проходит 13 миллисекунд. Глазные яблоки делают 3 движения в секунду, смотря на разные объекты. Мозг должен успевать за ними: трансформировать картинку в правильную, делать выводы и отдавать команду, куда смотреть дальше.
Таким образом, мы видим все в перевернутом виде, и лишь сложная работа мозга позволяет привести поступающую от глаза картинку в соответствие с реальностью.
Теперь вы можете представить, насколько тонкий зрительный прибор находится у нас в организме. За его здоровьем необходимо следить, иначе он, как и любой прибор, может прийти в негодность. Помочь привести в порядок ваш зрительный аппарат способны врачи клиники Клин Вью. Здесь к вашим услугам самая современная техника и грамотные специалисты! Обращайтесь!
Источник
Мир на самом деле немного не такой, каким мы его видим.
1. Временная слепота
Что это такое
Особенность нашего зрения — его дискретность (прерывность). Причина тому — саккады. Это микродвижения глазного яблока, совершаемые одновременно в одном направлении. Во время них человек слепнет — ничего не видит. Зрение как будто ставится на паузу.
Мы не замечаем того, что зрение дискретно, так как наш мозг сам заполняет пробелы. Он дорисовывает картинку, заполняет недостающие фрагменты, фантазирует.
Саккады нужны для того, чтобы постоянно по чуть-чуть менять угол зрения. Мы видим благодаря тому, что изменяется яркость окружающих нас предметов.
Как это проявляется
Наши глаза постоянно сканируют окружающее пространство, ищут, за что можно зацепиться. Это должно быть что-то контрастное — яркое пятно, выступ, детали. Именно поэтому приятно находиться в лесу, где много контрастов, рассматривать интересные с точки зрения архитектуры объекты, разнообразные элементы.
А вот монотонность, однородность, отсутствие элементов, за которые можно было бы зацепиться глазом, кажется нам скучной.
Знаете, я не понимаю, как можно проходить мимо дерева и не быть счастливым, что видишь его?
Фёдор Достоевский, «Идиот»
2. Растянутость времени
Что это такое
Саккады имеют интересный эффект. После них мы можем ощутить замедление времени. Это явление называется хроностазис.
Как это проявляется
Если вы посмотрите на секундную стрелку аналоговых часов, перескакивающую от деления к делению, первое её движение покажется более медленным, чем последующие. Это происходит потому, что мозг чуть «подтормаживает» после саккады. Возникает иллюзия растянутости времени.
Эксперимент, связанный с восприятием времени, провели американские учёные Чесс Стетсон (Chess Stetson) и Дэвид Иглмен (David Eagleman). Они выдали участникам наручные дисплеи с большими постоянно меняющимися цифрами. При небольшой частоте их можно было легко различить. А когда скорость смены увеличилась, цифры сливались в однородный фон
Учёные попытались доказать, что если человек испытывает стресс, он снова начнёт видеть отдельные цифры. По их гипотезе, мозг иначе воспринимает время в критических ситуациях. Испытуемые прыгали с высоты 31 метр на страховочную сетку. Опыт не удался, однако, вероятнее всего, стресс был не столь сильным, как требовалось: люди знали, что внизу страховка и они останутся невредимыми.
3. Спрятанные слепые пятна
Что это такое
В глазу человека есть слепое пятно — это область на сетчатке, нечувствительная к свету. В этом месте нет световых рецепторов из-за особенностей строения нашего органа зрения. Но мы этого не замечаем, потому что мозг нас обманывает.
Как это проявляется
Когда мы смотрим обоими глазами, слепые пятна незаметны. То же самое, если закрыть один глаз. В этом случае мозг «подгружает» изображение, которые он берёт с другого глаза.
Но обнаружить слепое пятно всё-таки можно. Используйте эту картинку:
- Закройте правый глаз и посмотрите левым глазом на правый крестик, обведённый кружком.
- Не моргая, отдаляйте или приближайте лицо к монитору.
- Боковым зрением следите за левым крестиком, не переводя на него взгляд.
- В определённый момент левый крестик исчезнет.
4. Разное восприятие цвета
Что это такое
Центральное и периферическое зрение воспринимают цвета по-разному. Всё дело в том, что в глазу есть два типа светочувствительных элементов — колбочки (они лучше различают цвета) и палочки (у них выше светочувствительность). Место максимального скопления колбочек — центр глаза. Палочек больше на периферии.
Отсюда возникает особенность нашего зрения. Периферическое зрение позволяет видеть в полутьме и тьме. Оно лучше улавливает яркие, контрастные цвета, например чёрный или красный. Но другие оттенки воспринимает хуже.
Как это проявляется
Несмотря на разницу центрального и периферического зрения, видим мы целостную картинку. Итоговое изображение рождает мозг, который додумывает, конструирует его из уже имеющихся данных. И не факт, что он не ошибается и не искажает реальность.
5. Особое восприятие
Что это такое
Это психологическая теория, согласно которой мы воспринимаем окружающую среду и события в ней с точки зрения их способности действовать. И это создаёт интересные зрительные иллюзии.
Как это проявляется
Теннисисты ощущают, что мячик движется медленнее, если они успешно его отбивают. Если человеку нужно поймать мяч, он будет казаться ему больше. Горы выглядят круче, если вы собираетесь подняться наверх с тяжёлым рюкзаком.
На зрительное восприятие влияет скорость движения, форма, размер предметов, а также действия: удар, перехватывание, метание и так далее. Всё это помогает выживать. И если вы хотите увидеть, как выглядит предмет в реальности, используйте фотокамеру.
6. Перевёрнутое зрение
Что это такое
На самом деле изображение попадает на сетчатку глаза в перевёрнутом виде. Роговица и хрусталик — это собирательные линзы, которые, по законам физики, переворачивают предметы вверх ногами. Информация попадает в мозг, а он его обрабатывает и адаптирует — чтобы мы видели мир таким, какой он есть.
Детская энциклопедия What This
Как это проявляется
Есть простой, но показательный способ. Надавите пальцем на внешний край нижнего века правого глаза. В левом верхнем углу вы увидите пятно. Это настоящее, перевёрнутое изображение вашего пальца — как его воспринимает глаз.
Мозг способен адаптировать наше зрение. В 1896 году доктор Калифорнийского университета Джордж Стрэттон создал инвертоскоп, который переворачивал изображение окружающего мира. Тот, кто носил этот прибор, видел предметы такими, какими они попадают на сетчатку глаза.
Стрэттон выяснил, что если носить инвертоскоп на протяжении нескольких дней, зрительная система приспосабливается к перевёрнутому миру, дезориентация уменьшается. Таким образом можно тренировать пространственные способности.
Источник
Глаза нам врут.
На самом деле глаза человека — орган весьма «несовершенный». Если сравнивать зрительную систему с фотоаппаратам, то стоит сразу сказать, что они непохожи от слова «совсем» (хотя казалось бы). Дело в том, что мозг человека активно «вмешивается» в процесс сбора зрительной информации и корректирует ее восприятие, в первую очередь – цвета, формы и даже восприятие времени. Вот несколько таких интересных парадоксов.
1. Вверх ногами
Примерно вот так.
Наукой давно доказано, что глаз преломляет световые лучи так, что в его сетчатке изображение получается уменьшенным и перевернутым. То, что земля у нас внизу, а небо вверху – заслуга именно мозга. Еще в XIX веке врачи доказали, что если человеку постоянно показывать перевернутое изображение, то мозг за несколько дней приспособится к этому.
2. Слепое пятно – слепое
Проверяем сами.
Слепое пятно – область на сетчатке глаза, которая не чувствует свет. Несмотря на этот факт, картинка для нас всегда цельная. Это также заслуга мозга, который «достраивает» изображение на основании уже поступившей информации.
Для того, чтобы увидеть слепое пятно, нужно закрыть правый глаз, а левым посмотреть на правый крест, обведенный на картинке кружком. Монитор и лицо при этом следует держать вертикально. Теперь, не сводя взгляда с креста нужно начать подвигать и отодвигать от монитора лицо. Параллельно с этим нужно следить за левыми крестом. Спустя некоторое время он исчезнет.
3. Отказываюсь смотреть
Иногда не видно ничего.
Саккады – это «прыжки» зрения, которые глаз совершает во время рассматривания картин, езды на автомобиле, рассматривания зеркала и совершения других подобных действий. Каждый глаз совершает 2-3 «прыжка» в секунду. В моменты переведения взгляда из одной точки в другу, глаза не видят ничего. Зрение просто отключается мозгом.
4. Вперед в будущее
Попробуйте сами с часами.
Хроностазис – другое интересное явление, связанное с уже упомянутыми саккадами. Суть явления заключается в том, что наше восприятие растягивает моменты, когда человеку приходится смотреть на что-то новое.
Проще всего проверить это явление можно так. Долго смотрим на что-то, а потом переводим взгляд на часы со стрелками. Первое движение секундной стрелки покажется дольше остальных. Это и есть хроностазис.
5. Долой ненужное
Глаза умеют удалять ненужное.
Эффектом Трокслера – это интереснейшая особенность периферического зрения. Из-за присутствия в сетчатке глаза капилляров, наш мозг прячет от восприятия неподвижные объекты. Делается это для того, чтобы они не накладывались на те самые капилляры.
6. Человек не видит настоящих цветов
Популярная иллюзия.
Пожалуй, самая известная особенность нашего восприятия. Все дело в том, что мозг достраивает картинку исходя из полного спектра цветов и окружающей обстановки. Именно поэтому, квадрат «А» всегда будет темнее квадрата «Б», несмотря на то, что они выкрашены в один цвет. Тоже самое касается иллюзии с «шахматной» доской. Обозначенные на ней квадраты на самом деле одного цвета.
7. Периферическое зрение слабее, чем кажется
Боковое зрение очень слабо.
Колбы и палочки в сетчатке глаза расположены не равномерно. Клетки, которые ощущают цвета, по большей части собраны строго в центре. Именно по этой причине у периферического зрения такое плохое разрешение.
Хочется больше всякого интересного? Как насчет того, чтобы посмотреть на вот эти 7 вещей из СССР, которые внезапно стали модными трендами в наше время к удивлению всех.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Источник
Глаз – орган, отвечающий за зрительное восприятие окружающего мира. Он состоит из глазного яблока, которое при помощи зрительного нерва соединено с определенными мозговыми участками, и вспомогательных аппаратов. К таким аппаратам можно отнести слезные железы, мышечные ткани и веки.
Особенность строения
Глазное яблоко покрыто специальной защитной оболочкой, которая защищает его от различных повреждений, склерой. Внешняя часть такого покрытия имеет прозрачную форму и называется роговицей. Роговидная область, одна из самых чувствительных частей человеческого организма. Даже небольшое воздействие на эту область приводит к тому, что происходит закрытие глаз веками.
Под роговицей находится радужная оболочка, цвет которой может различаться. Между этими двумя слоями расположена специальная жидкость. В строении радужки есть специальное отверстие для зрачка. Его диаметр имеет свойство расширяться и сужаться в зависимости от поступающего количества света. Под зрачком находится оптическая линза, хрусталик, напоминающая своеобразное желе. Его крепление к склере осуществляется при помощи специальных мышц. За оптической линзой глазного яблока расположена область, получившая название — стекловидное тело. Внутри глазного яблока расположен слой, имеющий название, глазное дно. Данный участок покрыт сетчатой оболочкой. Данный слой имеет в своем составе тонкие волокна, являющимся окончанием глазного нерва.
После того как лучи света пройдут сквозь хрусталик, они проникают через стекловидное тело и попадают на внутреннюю очень тонкую оболочку глаза — сетчатку
Как происходит построение изображения
Изображение предмета, формируемое на сетчатке глаза, является процессом совместной работы всех составляющих глазного яблока. Поступающие световые лучи преломляются в оптической среде глазного яблока, воспроизводя на ретине изображения окружающих предметов. Пройдя сквозь все внутренние слои, свет, попадая на зрительные волокна, раздражает их и в определенные мозговые центры передаются сигналы. Благодаря этому процессу, человек способен к зрительному ощущению предметов.
Очень долгое время исследователей волновал вопрос, какое изображение получается на сетчатке глаза. Одним из первых исследователей этой темы стал И. Кеплер. В основе его исследований лежала теория о том, что изображение, построенное на сетчатой оболочке глаза, находится в перевернутом состоянии. Для того чтобы доказать эту теорию, он построил специальный механизм, воспроизведя процесс попадания световых лучей на сетчатую оболочку.
Немногим позже данный эксперимент был повторен французским исследователем Р. Декартом. Для проведения эксперимента он использовал бычий глаз, с удаленным слоем на задней стенке. Этот глаз он поместил на специальном постаменте. В результате на задней стенке глазного яблока, он смог наблюдать перевернутую картинку.
Исходя из этого, следует вполне закономерный вопрос, почему человек видит окружающие предметы правильно, а не в перевернутом виде? Это происходит в результате того, что вся зрительная информация поступает в мозговые центры. Помимо этого, в определенные отделы головного мозга, поступает информация от других органов чувств. В результате анализа, мозг корректирует картинку и человек получает правильную информацию об окружающих его предметах.
Сетчатая оболочка – центральное звено нашего зрительного анализатора
Этот момент был очень точно подмечен поэтом У. Блейком:
Посредством глаза, а не глазом
Смотреть на мир умеет разум.
В начале девятнадцатого века, в Америке, был поставлен интересный эксперимент. Его суть заключалась в следующем. Испытуемый одевал специальные оптические линзы, изображение на которых имело прямое построение. В результате этого:
- зрение экспериментатора полностью перевернулось;
- все окружающие его предметы стали находится кверху ногами.
Продолжительность эксперимента привела к тому, что в результате нарушения зрительных механизмов с другими органами чувств, начала развиваться морская болезнь. Приступы тошноты одолевали ученого в течение трех дней, с момента начала эксперимента. На четвертый день опытов, в результате освоения мозга с данными условиями, зрение вернулось к нормальному состоянию. Задокументировав эти интересные нюансы, экспериментатор снял оптический прибор. Так как работа мозговых центров, была направлена на получение картинки, полученной с помощью прибора, в результате его снятия зрение испытуемого снова перевернулось вверх тормашками. На этот раз его восстановление заняло около двух часов.
Зрительное восприятие начинается с проекции изображения на сетчатку глаза и возбуждения фоторецепторов
При проведении дальнейших исследований выяснилось, что проявлять такую способность к адаптации, способен лишь мозг человека. Использование таких приборов на обезьянах, привело к тому, что они впадали в коматозное состояние. Это состояние сопровождалось угасанием рефлекторных функций и низкими показателями кровяного давления. В точно такой же ситуации, таких сбоев в работе организма человека не наблюдается.
Довольно интересен тот факт, что и мозг человека не всегда может справиться со всей поступающей зрительной информацией. Когда происходит сбой в работе определенных центров, появляются зрительные иллюзии. В результате чего, рассматриваемый предмет может изменять свою форму и строение.
Существует еще одна интересная отличительная черта зрительных органов. В результате изменения дистанции от оптической линзы до определенной фигуры, изменяется дистанция и до её изображения. Возникает вопрос, в результате чего картинка сохраняет свою четкость, когда человеческий взгляд меняет свой фокус, с предметов, находящихся в значительном удалении, на расположенные более близко.
Результат этого процесса достигается при помощи мышечных тканей, расположенных возле хрусталика глазного яблока. В результате сокращений они изменяют его контуры, изменяя фокусировку зрения. В процессе, когда взгляд сфокусирован на предметах, находящихся в отдалении, данные мышцы находятся в состоянии покоя, что почти не изменяет контур хрусталика. Когда фокусировка взгляда направлена на предметах, расположенных вблизи, мышцы начинают сокращаться, хрусталик искривляется, а сила оптического восприятия увеличивается.
Данная особенность зрительного восприятия получала название аккомодацией. Под этим термином рассматривается тот факт, что зрительные органы способны приспосабливаться к фокусировке на предметах, расположенных на любом удалении.
Долгое рассматривание предметов, расположенных очень близко, может вызвать сильное напряжение зрительных мышц. В результате их усиленной работы, может появиться зрительное утопление. Для того чтобы избежать этого неприятного момента, при чтении или работе за компьютером, расстояние должно составлять не менее четверти метра. Такую дистанцию называют дистанцией ясного зрения.
оптическую систему глаза составляют роговица, хрусталик и стекловидное тело.
Преимущество двух зрительных органов
Наличие двух зрительных органов, существенно увеличивает размеры поля восприятия. Кроме того, появляется возможность различать расстояние, отделяющее предметы от человека. Это происходит потому, что на сетчатой оболочке обоих глаз, происходит разное построение картинки. Так картинка, воспринимаемая левым глазом, соответствует взгляду на предмет с левой стороны. На втором глазу картинка строится прямо противоположно. В зависимости от приближённости предмета, можно оценить разницу в восприятии. Такое построение изображения на сетчатке глаза позволяет различать объемы окружающих предметов.
Источник
