Белые зрачки у человека: Помутнение хрусталика глаза: причины, симптомы, лечение

Помутнение хрусталика глаза: причины, симптомы, лечение

15.08.2018

Орган зрения один из первых начинает чувствовать и отражать процесс старения в организме. Снижается острота зрения, глаз становится более чувствительным к изменениям в освещении, а также мутнеет хрусталик. Помутнение хрусталика глаза вызывается в девяноста процентах случаев возрастными изменениями и называется катарактой.

Хрусталик расположен между радужной оболочкой глаза и стекловидным телом, представляет собой естественную линзу органа зрения человека, которая собирает и преломляет световые лучи. Само собой разумеется, что для адекватного функционирования линзы обязательным условием является ее прозрачность. Пока линза прозрачна, глаз работает нормально и человек видит четкую картинку окружающего его мира.

Вследствие помутнения хрусталика глаза развивается катаракта, которая и характеризуется нарушением прозрачности естественной линзы органа зрения.

Название болезни произошло от древнегреческого слова, которое дословно переводится как водопад. Приходилось ли вам хотя бы однажды видеть что-то через текущую плотным потоком воду? Если да, тогда вы можете себе представить, как видит мир человек с катарактой.

От чего мутнеет глаз?

Когда в глазу происходят изменения, характерные для катаракты, появляется ощущение, что весь глаз мутнеет. Как проявляются эти изменения? Для окружающих зрачок больного человека из темного превращается в молочно-белый, мутный. Конечно же, это происходит не моментально. Все эти изменения поражают глаз исподволь, но, начавшись однажды, этот процесс приобретает характер необратимого.

Катаракта по сути своей имеет несколько видов.

• Возрастная, которая появляется в преклонном, а порой и в просто зрелом возрасте.
• Врожденная, которая проявляется на самых ранних этапах жизни.
• Травматическая  — катаракта, возникающая после травм органа зрения.
• Радиационная, на сегодняшний день встречающаяся наиболее редко.

Подавляющее большинство случаев все же занимает так называемая старческая катаракта. Этиологический фактор достоверно не подтвержден. Считается, что помутнение глаза вызывает такая причина, как биохимические изменения в структуре естественной линзы глаза. В процессе жизни и функционирования организма в клетках и тканях накапливаются вещества, накладывающие свой отпечаток на структуру, а соответственно, и на функцию органов. Глаз в этом отношении не исключение. Кроме того, в синтезе ДНК постоянно происходят ошибки, которые молодой организм ликвидирует. С возрастом эта функция иммунитета ослабляется, и контроль над ошибками репликации ДНК снижается, «допуская» в ткани «ошибочные» клетки. В совокупности все указанные факторы приводят к постепенному замещению нормальных клеток ткани на дефектные.

К причинам возникновения помутнения хрусталика также относят:

• эндокринные нарушения, способствующие накоплению в клетках нетипичных веществ;
• авитаминоз, в частности, нарушение обмена или недостаточность витамина А;
• избыточный прием ряда лекарственных средств, приводящий к эндокринным нарушениям;
• длительное (на протяжении жизни) пребывание на солнце, подверженность воздействию солнечного излучения и как следствие запуск свободно-радикальных процессов;
• доказано, что курение находится в числе прочих причин возникновения катаракты.

Впрочем, даже при отсутствии вредных привычек, заботе о собственном здоровье и контроле гормонального фона  с возрастом изменения в глазу все равно появляются. По статистике, каждый третий житель нашей страны после сорока лет подвержен начальным изменениям в органе зрения. К восьмидесяти годам практически каждый болен катарактой.

Симптомы помутнения хрусталика глаза 

Как уже было сказано, помутнение зрачка происходит не сразу, а та стадия болезни, при которой диагноз можно поставить без дополнительных методов исследования, является терминальной и требующей незамедлительного лечения, если человек желает сохранить зрение. Как правило, в этой ситуации диагноз катаракты сомнению не подлежит и в дополнительных симптомах, при наличии которых можно заподозрить у себя это заболевание, пациент уже не нуждается. Ниже приводятся симптомы,  наличие которых может подсказать человеку, что его здоровье начинает неуклонно пошатываться в сторону глазных заболеваний.

• Снижение показателей остроты зрения.
• Расплывчатость, нечеткость изображения. Некоторые пациенты говорят об этом «все как в тумане». Перед глазами появляется «пелена», «водопад».
• Появляется избыточная чувствительность на источники света, но болью данное явление не сопровождается.
• Для чтения возникает потребность в дополнительном источнике освещения, так как без этого читать не представляется возможным.
• В ночное время пациента посещают ощущения ярких вспышек в глазах, бликов света.
• При взгляде на источники света вокруг последних появляются ореолы слепящего расплывчатого света.
• Изменяется цветоощущения, восприятие цветов снижается.
• Страдает контрастность: переходы становятся расплывчатыми и туманными.
• Временно у пациента может отмечаться нарушение рефракции в сторону близорукости. Такие больные отмечают, что могут читать без очков, которые ранее были необходимы для чтения. Это явление кратковременно и на самом деле не представляет собой изменения в зрительном аппарате в лучшую сторону.
• Чаще нарушения зрения прогрессируют и не поддаются коррекции очками или линзами, а если подобрать средство коррекции удается, за счет быстрого изменения показателей остроты зрения оно оказывается неактуальным.

Наконец, самым явным признаком катаракты является непосредственно само помутнение хрусталика. Окончательное, видимое глазу помутнение происходит на последних стадиях болезни, которых всего четыре.

1. Начальная. На данной стадии видимого помутнения естественной линзы глаза еще нет. Микроскопические участки нарушения прозрачности на периферии хрусталика несут за собой последствия в виде незначительных симптомов, которые, впрочем, вообще могут отсутствовать. В этот период пациент часто сталкивается с нарушением преломляющей силы глаза, здесь-то и проявляется пресловутая трудность в подборе или быстрая смена средств коррекции остроты зрения.
2. Незрелая. Эта стадия катаракты проявляется начинающимся помутнением хрусталика, которое можно заметить невооруженным взглядом. У пациента резко снижается зрение вследствие постепенного передвижения помутнений от периферии к центру. Измененная линза глаза набухает, что приводит к повышению внутриглазного давления, а это означает присоединение глаукомы как вторичного процесса, развивающегося в патологически измененном глазу.
3. Зрелая катаракта. Линза полностью реструктурирована, и помутнение хрусталика глаза дает свои симптомы. Острота зрения снижается настолько, что пациент видит «не дальше своего носа», только не в переносном, а в прямом смысле. Все, что происходит дальше уровня лица больного, находится вне досягаемости его зрения.
4.  Перезрелая, на которой происходит сморщивание/разжижение хрусталика. Симптоматика остается той же, а может даже несколько улучшиться за счет «смягчения» субстрата болезни. Однако эти улучшения незначительны, и видеть пациент по-прежнему сможет только на уровне своего лица и светоощущением.

Помутнение хрусталика глаза: есть ли лечение?

К счастью, сегодня такая проблема излечима. Помутнение хрусталика глаза лечением имеет операцию по замене «родной» линзы на искусственную, а называется она факоэмульсификацией.

Во всем мире на сегодня эта операция представляет собой «золотой стандарт» лечения данной болезни, избавляя человека от помутненного, набухшего или сморщенного/разжиженного хрусталика. В ходе операции на место измененной оптической структуры устанавливается искусственная линза с оптимально подобранной силой преломления, что позволяет человеку полностью вернуть зрение. Обратите внимание на то, что оперативное вмешательство, будь оно ультразвуковым или хирургическим, следует проводить на стадии зрелости процесса.

Существует также медикаментозное лечение, которое может дать положительный эффект на начальных стадиях болезни. Но, учитывая катастрофически низкую обращаемость к офтальмологу по поводу незначительных проблем со зрением, на столь ранних стадиях процесс выявляется крайне редко.

В Москве катаракта ежедневно лечится у десятков пациентов в медицинском центре имени Святослава Федорова. Офтальмологи-микрохирурги совершенствуются ради вас и ради того, чтобы вернуть вам радость полноценного видения мира. Это место, где собраны компетентные специалисты, готовые помочь людям в их проблемах со зрением. Если у вас таковые имеются, не откладывайте визит к доктору. Медцентр Федорова открыт для вас!

Глазные заболевания у человека список, симптомы — Центр микрохирургии глаза «Окулюс»

Болезни глаз имеют очень широкое распространение в наши дни.

Причиной этому служит множество факторов. Например, стремительное развитие компьютерных технологий и ухудшение экологической обстановки с каждым годом. Далее рассмотрим наиболее часто встречающиеся заболевания, а также выделим характерные для них симптомы.

Патология зрительного нерва

Глаукома – болезнь, имеющая хронический характер. Из-за повышения давления внутри глаз происходит дисфункция зрительного нерва. Вследствие падает зрение, которое в дальнейшем может пропасть. Болезнь протекает очень быстро, поэтому больной рискует полностью потерять зрение, если будет оттягивать поход к врачу. Признаки: нарушение бокового зрения, чёрные пятна, «туманность» изображения, невозможность различить предметы в темноте, при ярком свете появляются цветные кольца.

Ишемическая нейропатия оптического нерва – нарушение кровообращения во внутриглазном или внутриглазничном отделе. Симптомы: понижение остроты зрения, появление в некоторых областях «слепых» пятен. Уменьшение угла обзора.

Ишемическая нейропатия

Неврит – инфекционное заболевание. Характерен воспалительный процесс в зрительном нерве. Признаки: потеря чувствительности в области вокруг глаза, боль, ослабление работы мышц, связанных со зрительным нервом.

Атрофия нерва – болезнь, для которой характерна дисфункция проведения возбуждения. Нарушается цветовосприятие, угол обзора. Зрение падает, и человек может полностью ослепнуть.

Атрофия нерва

Патология глазной орбиты, век, слезных каналов

Блефарит – воспаление, возникающее по краям век. Симптомы: отек ткани, сопровождающийся жжением и покраснением. Больному кажется, что в глаз попала соринка. Присутствует зуд, характерные выделения. Яркий свет тяжёл для восприятия, слезоточивость, боль. Может появиться сухость глаз и шелушение краёв век. После сна на ресницах образуются гнойные струпья.

Блефарит

Криптофтальм – нераспространенная болезнь, при которой происходит сращивание краешков век. Это становится причиной сужения глазной щели или даже её исчезновения.

Лагофтальм – патология, характеризующаяся нарушением смыкания верхнего и нижнего века. В результате некоторые участки остаются открытыми постоянно, включая время сна.

Заворот века – место роста ресниц повернуто в сторону глазницы. Это создает сильный дискомфорт за счёт натирания и раздражения глазного яблока. На роговице могут образоваться небольшие язвы.

Заворот века

Колобома века – нарушение в строении век. Обычно протекает наряду с другими морфологическими дефектами. Например, волчья пасть или заячья губа.

Отёк века – локализованное накопление избытка жидкости в тканях вокруг века. Симптомы: местное покраснение кожного покрова, дискомфорт. Болезненность глаз усиливается в момент прикосновения.

Отёк века

Блефароспазм – выглядит как судорожное сокращение лицевых мышц, как будто человек быстро жмурится. Не контролируется волей больного.

Птоз – опущение верхнего века вниз. Патология классифицируется на несколько подвидов. В отдельных случаях, веко опускается настолько, что целиком перекрывает глазное яблоко.

Птоз

Ячмень – инфекционное заболевание воспалительного характера, которое протекает с выделениями гноя. Признаки: отёчность краёв век, краснота и шелушение. Нажатие сопровождается сильной болью. Частым является дискомфорт (ощущение инородного объекта в глазу), слезотечение. Острая форма характеризуется признаками интоксикации – упадок сил, повышенная температура, головная боль.

Ячмень

Трихиаз – неправильный рост ресниц. Опасность состоит в том, что болезнетворные микроорганизмы могут легко попасть в глаза. Это провоцирует воспаление, конъюнктивит и другие проблемы.

Дакриоцистит – инфекция слезного канала, вызывает его воспаление. Есть несколько разновидностей патологии: острый, хронический, приобретенный, врождённый. Симптоматика: болезненные ощущения, слёзный мешок красный и отекший, нагноение каналов и постоянное слезоточивость.

Дакриоцистит

Патология слезопродуцирующей системы

Дакриоденит – поражение слёзных желез. Возникает из-за хронических патологий, либо в связи с попаданием в организм инфекции. Если произошло нарушение в работе кровеносной системы, то заболевание может принять хроническую форму. Симптомы: верхнее веко становится красным, отёчным. Яблоко глаза в некоторых случаях выпячивается. Если не лечить дакриоденит, воспаление распространяется, образуются гнойники, поднимается высокая температура, появляется общее недомогание.

Дакриоаденит

Рак слезной железы – развивается в результате аномальной жизнедеятельности клеток железы. Опухоли могут быть как доброкачественными, так и злокачественными. Ко второй группе можно отнести, например, саркому. Признаки: боль в глазах и голове. Связана с увеличением образования, которое давит на нервную ткань. В некоторых случаях давление настолько сильное, что вызывает делокализацию глазного яблока, затрудняет их движение. К дополнительным симптомам относят отёки, упадок зрения.

Патология соединительной оболочки глаза

Ксерофтальмия – глазная болезнь, в процессе которой слёзы вырабатываются меньше нормы. На это есть несколько причин: хронические воспалительные процессы, различные травмы, опухоль, длительный приём курса препаратов. В группу риска попадают люди пожилого возраста.

Конъюнктивит – воспаление, возникающее в слизистой конъюнктивы. Он бывает аллергическим, инфекционным и грибковым. Все эти разновидности являются заразными. Заражение происходит как через физический контакт, так и с помощью обиходных предметов.

Опухоли конъюнктивы – появляющиеся в угле на внутренней стороне слизистой (птеригиум) и образующиеся в области соединения с роговицей (пингвекул).

Патология хрусталика

Катаракта – постепенное помутнение глазного хрусталика. Заболевание имеет очень быстро развитие. Может поражать как один глаз, так и оба. При этом повреждается или весь хрусталик, или какая-то одна часть. Основная категория больных – пожилые люди. Именно этот недуг способен в очень короткий срок снизить зрение, вплоть до слепоты. У молодых людей катаракта возможна из-за травм, заболеваний соматического типа. Симптоматика: скорая утрата зрения (это заставляет менять линзы очень часто), невозможность различить предметы в темноте («куриная слепота»), нарушение в восприятии цветов, глаза быстро устают, в редких случаях – двоение изображения.

Катаракта

Аномалии хрусталика – развивающаяся с рождения катаракта, бифаф, сферофакия, вывих хрусталика, колобома.

Патология сетчатки

Ретинит (пигментная дистрофия сетчатки) – заболевание, проявляющееся возникновением воспаления на различных участках сетчатки глаза. В качестве причин выступают травмирование органов зрения, длительное воздействие солнечного света. Симптомы: сужается нормальное поле зрение, уменьшается обзор, изображение двоится, недостаточная видимость в сумерках, пред глазами появляются характерные цветные пятна.

Отслаивание сетчатки – патология, при которой наблюдается деструкция сетчатки. Её внутренние слои начинают сходить с ближних эпителиальных тканей и кровеносных сосудов. Лечится в большинстве случаев оперативным способом. Отсутствие лечения влечёт за собой утрату зрения. Признаки: «туман» перед глазами, искажение геометрической формы предметов, иногда проскакивают вспышки света и яркие искры.

Отслаивание сетчатки

Ангиопатия сетчатки – разрушение структуры сосудистой оболочки в глазах. К такому заболеванию приводит физическое травмирование, высокий показатель внутриглазного давления, нарушение в функционировании центральной нервной системы, болезни кровеносной системы (артериальная гипертония), отравление, патологические дефекты в морфологии кровеносных сосудов. Симптомы: заметный спад зрения, помутнение в глазах, инородные мелькания, искажение изображения. В самых тяжёлых случаях – потеря зрения.

Дистрофия сетчатки – крайне опасное заболевание, может иметь самые разнообразные причины возникновения. Происходит отмирание тканей сетчатой оболочки глаза или же её уменьшение. Это может произойти, если не будет вовремя оказана квалифицированная помощь специалистов.

Патология роговицы

Кератит – воспалительный процесс, поражающий роговицу глаза. Как результат, замутнение роговицы и возникновение инфильтратов. Причиной может быть инфекция: вирусная, бактериальная. Травмы тоже могут спровоцировать развитие заболевания. Симптомы: слезотечение, покраснение слизистой оболочки глаза, нетипичная чувствительность к яркому свету, роговица теряет свои нормальный свойства – блеск, гладкость. Если пренебрегать лечением, то инфекция распространяется на другие участки зрительной системы.

Кератит

Бельмо – образование на роговой оболочки глаза рубцовой ткани, её стойкое помутнение. Причиной выступают продолжительные воспалительные процессы в организме или травмы.

Бельмо

Роговичный астигматизм (кератоконус) – дегенерация роговицы, возникающая вследствие повышения давления внутри глаза. Это ведёт к изменению формы роговой оболочки глаза. Симптоматика: световая кайма вокруг лампочек, моментальное снижения зрения в одном из глаз, миопия.

Кератоконус

Изменение рефракции глаза

Близорукость (миопия) – нарушение рефракции глаза, при котором человек плохо видит дальние предметы. При близорукости изображение фиксируется перед сетчатой оболочкой. Признаки: собственно плохое различие отдаленных предметов, дискомфорт быстрая утомляемость глаз, давящие боль в области висков или лба.

Близорукость

Дальнозоркость (гиперметропия) – рефракционное нарушение при котором изображение считывается позади сетчатки, является противоположностью миопии. При этом больной плохо видит как ближние, так и дальние предметы. Симптомы: очень часто определяется туманность перед глазами, иногда у больного проявляется косоглазие.

Дальнозоркость

Астигматизм – болезнь характеризуется невозможностью фокусировки световых лучей на сетчатке. Обычно появляется у людей с физиологическими нарушениями органов зрения: роговая оболочка, хрусталик. Симптомы: размытое и нечёткое изображение, человек быстро утомляется, часто жалуется на головную боль, чтобы что-то разглядеть приходится напрягать  глазные мышцы.

Астигматизм

Другие глазные болезни

Нистагм – не поддающиеся контролю колебательные движения глазных яблок.

Синдром «ленивого глаза» или амблиопия – патология, при которой глаз по причине повреждения его мышц, перестает работать, совершать движения.

Анизокория – разность размера зрачков. В основном, появляется при всевозможных травмах глаза. Влечёт за собой острую чувствительность к свету, снижение зрения. Иногда эта патология указывает на нарушение в функционировании одного из отделов мозга – мозжечка.

Анизокория

Эписклерит – воспаление, формирующееся в эписклеральной ткани. Сначала появляется покраснение около роговицы, затем этот участок опухает. Признаки: ощущение дискомфорта, глаза режет от яркого света. Бывают выделения из соединительной оболочки. В большинстве случаев эписклерит проходит сам по себе.

Эписклерит

Аниридия – полное отсутствие радужки глаза.

Аниридия

Поликория – дефект глаза, когда у человека есть несколько зрачков.

Поликория

Офтальмоплегия – болезнь, когда нервы глаза, отвечающие за его движение, перестают правильно функционировать. Это становится причиной параличей и неспособностью вращения глазными яблоками. Симптомы: глаза обращены к носу, не изменяют это положение.

Экзофтальм – патологический выход глазного яблока за пределы глазной орбиты, возникает из-за отёка её ткани. Помимо основного симптомы выделяют покраснение век и боль во время прикосновения к воспаленному участку.

Диплопия – расстройство зрительной системы, состоящее в постоянном двоении видимых предметов.

Катаракта — причины, симптомы, диагностика и лечение катаракты

Офтальмолог, Офтальмохирургия

Геворкян

Армине Сейрановна

Стаж 15 лет

Врач-офтальмолог, высшая квалификационная категория, член Российского общества катарактальных и рефракционных хирургов (RSCRS) и Европейского общества катарактальных и рефракционных хирургов ESCRS

Записаться на прием

Катаракта – это довольно распространенное глазное заболевание и частая причина полной слепоты глаз. Предотвратить разрушение хрусталика реально, а хирургическое вмешательство в борьбе с катарактой считается наиболее эффективным и продуктивным видом операции в мире.Также, это одно из наиболее распространенных заболеваний глаза среди пожилых людей.

Помутнение хрусталика по самым разнообразным причинам профессионалы встречают у людей разных возрастных категорий, но чаще всего от этого глазного заболевания страдают люди преклонного возраста. В основном катаракта начинает развиваться у людей, чей возраст старше 60 лет, поэтому чаще всего проявляются на глазах признаки развития катаракты у взрослых. Если рассматривать общую мировую статистику, то от катаракты глаз страдает больше половины населения всего земного шара. Поэтому это важная проблема, которую нужно решать.

Активно в наши дни используются при катаракте операции удалению катаракты глаз, поэтому если в нужный момент обратиться к врачу, то есть большой шанс на полное спасение зрения. Довольно часто люди, у которых катаракта и проблема хрусталика глаза, жалуются на слепоту при очень ярком свете, это в случае, если произошло нарушение ближнего зрения и преобладает дальнозоркость. Близорукость может стать первым симптомом, на который стоит обратить внимание, потому что резкий отказ от очков при чтении – это возможный риск развития болезни. Важно помнить о том, что данное заболевание прогрессирует, глазные органы, расположенные на хрусталике, страдают, поэтому никогда нельзя предугадать, чем все закончится. Лучше всего обратиться в центр лечения катаракты.

Важно отметить, что изучение катаракты не стоит на месте, врачи занимаются поисками ответов. Сейчас изучается физиология человека и биохимия глазного хрусталика, возможно, новые ответы помогут пожилым людям избегать данной болезни. До сих пор нет эффективного медикаментозного лечения катаракты, которое могло бы прекратить прогрессирование. Эффективные результаты дают различные операции удалению катаракты.

Если хрусталик только начинает ухудшаться и постоянно ощущается какой-то дискомфорт в глазах, то срочно нужно идти к специалисту, потому что шутить с катарактой нельзя. Есть многие различные по своей сложности и стоимости методы удаления катаракты. Если в какой-то государственной больнице профессиональный врач со стажем говорит о том, что можно вылечить катаракту в Москве специальными таблетками и каплями, то лучше найти другое заведение. Чтобы катаракта навсегда ушла, и здоровье глаз восстановилось, нужно провести операцию по удалению катаракты. Тогда будет восстановлено состояние хрусталика глаз, и человек с катарактой никогда не начнет страдать от слепоты.

Как только больной обнаружил, что у него плохая работа хрусталика и проблемы с глазами, уже в этот момент необходимо применять первые меры. Самый простой совет – это обратиться к врачу в клинику, профессиональная клиника всегда окажет услуги на высоком уровне и там можно вылечить катаракту. В медицинском учреждении всегда проводятся высококлассные операции во время катаракты, причем хрусталик получает минимальный дискомфорт. Первое, что нужно сделать, – это провести общую диагностику, выяснить, на какой стадии катаракта и какое заболевание хрусталика.

Чтобы полностью вылечить глаз, нужно сразу же приступать к лечению. С этим нельзя тянуть, потому что болезнь постоянно прогрессирует. Нужно всегда обращать внимание на первые признаки катаракты, которые со временем начинают проявляться. Чем темнее становится хрусталик, тем хуже видит больной и без удаления катаракты этого не изменить. Если не принимать никакие методы лечения, то можно не только осложнить себе повседневную жизнь, но и полостью ослепнуть. Кроме того, катаракта может вызвать ряд других заболеваний, связанных не только с глазами, но и другими органами.

Симптомы, признаки катаракты

Как уже указывалось ранее, заболевание хрусталика имеет несколько уровней развития, и каждый из них указывает на свои основные признаки. Но известны и более-менее общие симптомы катаракты, на которые стоит обратить внимание.

• В глазах периодически без весомой на то причины начинает двоиться. Такой симптом сразу указывает на то, что есть проблемы с работой хрусталика. Этот признак то есть, то исчезает в зависимости от того, на какой стадии прогрессирования находится болезнь.
• Предсказать развитие катаракты может и нечеткая картинка, расплывчатые образы, скорректировать которые не может даже специальная оптика.
• Если человек постоянно видит какие-то блики или в его глазах даже что-то вспыхивает, то это явный симптом проблем с работой хрусталика.
• Если постоянно ощущается дискомфорт в ночное время суток и глаза испытывают чувствительность к осветительным средствам, зрение становится хуже, и каждый источник света начинает раздражать, то все это – симптомы катаракты.
• Вообще развитию катаракты способствуют разные причины, но стоит обращать внимание и на такой симптом, как бледность. Все предметы перестают быть яркими и насыщенными, человек может из-за проблем, которые испытывает хрусталик, перестать различать некоторые цвета.
• Еще один основной признак – зрение наоборот временно улучшилось, такое бывает, если до этого больной постоянно ходил в очках, но важно отметить, что улучшение зрения временное и вскоре все вернется на свои места.
• Заболевание может вызвать и потребность постоянно изменять оптику, будь это очки или линзы. Зрение постоянно скачет, поэтому такие симптомы тоже заставляют задуматься о походе к офтальмологу.

В целом катаракта вызывает симптомы различного характера. У каждого больного они могут проявляться индивидуально, а не все сразу. Заболевание может также вызывать не только пятна перед глазами, но и полоски, шарики. Раньше, в далекой древности, в Греции катаракту называли водопадом, потому что всем больным кажется, будто их глаза запотели, и какая-то пелена мешает ясно видеть. Человек не может нормально жить, потому что письмо, чтение и работа с мелкими деталями становится сложной, а зрачок становится не черным, а белым.

Диагностика катаракты

Если у человека проявляется хотя бы несколько из вышеперечисленных симптомов, то в обязательном порядке срочно нужно посетить высококвалифицированного врача. Доктор поможет справиться с болезнью, изначально проведя специальное исследование, чтобы назначить лечение. Проведением диагностики всегда занимался такой специалист, как офтальмолог. Он может точно поставить диагноз после того, как проведет обследование.

Все работает таким образом: для начала необходимо сдать специальные анализы, зачастую сдается даже анализ крови, но большее обследование проходят глаза. Доктор использует специальную щелевую лампу, которая позволяет лучше рассмотреть строение глаза и поставить изначальный диагноз, используя визуальный осмотр и анализ. Такая лампа помогает не только посмотреть строение хрусталика, но и узнать, насколько острым осталось зрение после болезни, выявить это помогут специальные анализы.

Во время диагностики у врача рекомендуется выполнять все тесты: читать буквы с таблицы, проверяться на специальном приборе, проверять зрение на остроту и чувствительность к свету, потому что вся эта диагностика поможет определить степень поражения. С болезнью хрусталика можно бороться, но для этого необходимо заниматься лечением катаракты, если анализы показали ее наличие.

Классическая диагностика выявляет только наличие болезни, но не определяет причину того, почему глаза продолжают болеть. Если хрусталик глаза темнеет, глаз начинает сильно болеть при ярком свете, то не обойтись без повторных анализов, а лучше пройти комплексное исследование. Вполне вероятно, что пациент страдает от начальной стадии катаракты. Проведение специального анализа может это подтвердить. Если же исследование и анализ показали, что глаз начинает постепенно отмирать, то здесь нужно задумываться об операционном удалении катаракты.

Причины катаракты

Есть немало ситуаций, из-за которых возникают причины проявления заболевания хрусталика, их диагностируют опытные специалисты. Катаракта является довольно распространенным заболеванием, она диагностируется у каждого второго пожилого человека. Заболевание протекает по-разному, поэтому и диагностируют его на разных стадиях, но можно легко понять, почему это происходит, достаточно провериться в стенах клиники.

Основные причины развития катаракты:

• сахарный диабет;
• травма глаза;
• неправильный прием препаратов, которые влияют на зрение;
• известны такие причины, как отслойка сетчатки, проблемы с глазным яблоком, малярия;
• в силу возраста также может начаться развитие заболевания;
• из-за близорукости высокой третьей степени может пойти осложнение в виде катаракты.

На самом деле, причин еще больше, потому что болезнь может развиться даже после самого обычного гриппа или случайного ожога на тяжелом производстве. Нельзя забывать и о генетике, если у кого-то в роду было это заболевание, то, скорее всего, оно будет передано, анемия тоже может стать причиной болезни. У каждого это происходит индивидуально, но чаще всего болезнь проявляется у пожилых людей из-за воздействия солнца и других факторов.

Лечение катаракты

Чтобы избавиться от катаракты навсегда, нужно непременно обращаться к врачу. Есть несколько способов терапии: от консервативных методов до хирургического вмешательства, но чаще всего преобладает операция. Медикаментозное лечение не считается очень эффективным методом, оно может только притупить симптомы. В таких случаях назначаются капли, которые временно улучшают работу хрусталика и стимулируют обмен веществ – прогрессирование болезни замедляется, но если прекратить курс, то катаракта снова начнет развиваться. Именно поэтому медикаментозный подход нельзя считать одним из самых лучших и инновационных методов лечения.

Есть и другие более современные и подходящие принципы лечения этого глазного заболевания. Чаще всего это хирургическое вмешательство. О том, как лечить глаза индивидуально, может рассказать только офтальмолог, но есть система, которой придерживаются все лечебные заведения. Хирургический метод даже не требует того, чтобы пациент проходил стационарное лечение. В основном все проходит как амбулаторное лечение; пациента отправляют домой в день проведения операции. Такой метод нравится многим обратившимся с катарактной больным, но он требует исключительно индивидуального подхода.

Что касается методов, которые в условиях клиники используются как хирургическое вмешательство, то они достаточно разнообразны. Во многих случаях врач рассматривает различные подходы. Например, раньше активно использовался метод интракапсульной экстракции, но сейчас о нем все уже забыли. В большинстве клиник доктора используют современный подход и придерживаются такого метода, как экстракапсульная экстракция катаракты. Самый современный способ лечения – это ультразвук.

Классификация катаракты

В классической научной литературе катаракта глаз делится на несколько видов.

Общепризнанные виды катаракты:

• ядерная;
• кортикальная;
• субкапсулярная;
• смешанного вида.

Абсолютно каждый из видов имеет свои признаки, причины, патологии, местонахождение и возможные риски. Например, если больной страдает от ядерной катаракты, то 100% его зрение глаз нарушится из-за того, что затемнится или помутнеет центральная область хрусталика. Обычно этот вид развивается в глазу довольно медленно и влияет на то, как человек видит вдаль; вблизи же нет никаких признаков нарушения зрения. Кроме того, при дневном очень ярком освещении может ухудшиться зрение больного из-за того, что зрачок и глазные яблоки постоянно будут сужаться. Если степень развития болезни в нужный момент не была замечена, то хрусталик и глазные сосуды могут стать коричневыми или потерять свою прозрачность именно из-за ядерного типа.

Если при катаракте ощущается какой-то дискомфорт в глазах, то это может быть еще и кортикальный тип катаракты хрусталика глаза. Очень часто люди, которые страдают именно от такого типа заболевания глаз, говорят о том, что яркий свет их слепит, а в сумерках зрение еще больше усугубляется. В таком случае с катарактой можно бороться, если обратиться к специалисту сразу же, как только вы начали замечать, что зрачки постоянно расширяются. Из-за катаракт страдают многие люди, но иногда они даже не подозревают о том, что каждый день чувствую симптомы катаракты в глазах.

Есть еще один вид катаракты – субкапсулярная. Этот тип может стать одним из самых главных факторов того, что зрение глаз значительно снизилось, т.к. он этим характеризуется. Это в том случае, если катаракта начинала свое развитие на зрительной оси глаз, глазном яблоке и хрусталике. Важно отметить, что именно такой тип зачастую встречается не у людей, возраст которых перевалил за 60, а у подростков или молодежи. Смешанные типы при катаракте также возможны, они приносят глазу не меньше неприятных последствий.

Врачи, занимающиеся лечением этой болезни

Люди, которые страдают от катаракты или только заподозрили симптомы заболевания, часто задаются вопросом о том, какой врач лечит данное заболевание. Именно лечением и диагностикой катаракты занимается специалист, который называется офтальмологом. Важно отметить, что есть несколько специалистов, которые занимаются тематикой лечения глазных заболеваний – это еще и окулист, но он просто проводит профилактические меры и проверяет зрение. Окулист – это не тот врач, который лечит катаракту, он может только определить первые признаки, но не стать лечащим врачом. Поэтому, узнавая стоимость лечения, важно акцентировать внимание на том, что больной обращается за профессиональной помощью именно к офтальмологу.

В нашей клинике работают врачи-офтальмологи, которые могут помочь в лечении, так как клиника обладает огромным коллективом профессионалов.

Показания

Глаза – это один из самых важных органов, который позволяет жить полной жизнью и четко видеть весь мир, поэтому их нужно беречь, чтобы в будущем не носить линзы или очки, корректирующие зрение или вообще отправляться на хирургическую операцию. Есть несколько рекомендаций, которые дают все специалисты. Придерживаться их необходимо даже если у вас нет проблем с глазами.

Общие показания при катаракте и профилактика:

• рекомендуется посещать офтальмолога хотя бы два раза в год, чтобы выявить возможное прогрессирование болезни или просто проверить состояние глаз;
• при ярком солнце обязательно необходимо носить солнцезащитные очки со специальным покрытием, которое блокирует ультрафиолетовые лучи;
• рекомендуется вести сбалансированное питание, желательно обогатить пишу различными антиоксидантами, есть по-больше свежих овощей и фруктов, богатых витаминами;
• если человек работает на тяжелом производстве или с химическими веществами, то нужно придерживаться мер безопасности, нельзя, чтобы в глаза попадали реактивы, что-то острое или горячее;
• лучше всего часто мыть руки, так будет меньше шансов, что в глаза может попасть какая-то инфекция, которая спровоцирует развитие катаракты. Особенно этот пункт касается людей, которые ежедневно пользуются контактными линзами.

Противопоказания

Людям с катарактой стоит жить предельно осторожно, потому что любой недочет может привести к усугублению заболевания. К примеру, нельзя иметь вредные привычки, потому что курение, алкоголь и без того плохо влияют на зрение. Людям с катарактой не рекомендуется садиться за руль или заниматься спортом, потому что падение зрения может произойти в любой момент. Нельзя есть много вредной, жирной, соленой пищи, так как и этот аспект влияет на развитие болезни. Естественно, стоит ограничить время работы за компьютером, просмотр телевизора, мелкие работы, потому что из-за этого, глаза будут напрягаться еще больше, а это быстрее может привести к слепоте, если не принимать никаких мер.

Внимание!  Вы можете бесплатно получить медицинскую помощь в АО «Медицина» (клиника академика Ройтберга) по программе Государственных гарантий ОМС (Обязательного медицинского страхования) и ВМП (выскокотехнологичной медицинской помощи). Чтобы узнать подробности, позвоните, пожалуйста, по телефону +7(495) 775-73-60, или на странице ВМП по ОМС

Стоимость первичного приема, исследований, лечения

Нельзя назвать точную стоимость лечения катаракты. Итоговая стоимость определяется индивидуально после того, как врач ознакомится со степенью заболевания пациента, составит курс лечения, подберет медикаменты и наиболее эффективный способ лечения. Ознакомиться с прайс-листом на услуги, предоставляемые АО «Медицина» (клиника академика Ройтберга), вы можете в таблице ниже.

Преимущества лечения в клинике АО «Медицина»

Профессиональная клиника АО «Медицина» предоставляет свои услуги на высоком уровне с использованием революционных методов лечения и инновационных технологий. В нашей клинике каждый пациент получит лечение высокого качества. Все пациенты окружены заботой и вниманием, немаловажно и то, что к каждому приставлен свой индивидуальный врач-куратор, который полностью погружается в лечение пациента. Клиника уже давно заработала себе хорошую репутацию и вылечила тысячи больных людей, в том числе излечила людей от развития катаракты. Обратиться за помощью – это верное решение, которое поможет продлить жизнь.

У этой гориллы очень странные глаза

• Мелисса Хогенбум
• BBC Earth

27 августа 2015

Автор фото, Thinkstock

Посмотрите на фотографию выше. Присмотритесь, и вы увидите, что глаза этой гориллы напоминают человеческие.

А теперь – на ту, что снизу. Она неважного качества, поскольку это кадр из старой видеозаписи. Казалось бы, ничего особенного – но обратите внимание на глаза.

Все верно: в их глазах есть белки вокруг зрачков, как и в наших.

Более точный термин для белков глаз – склера. Как и у нас с вами, у гориллы по имени Надя отсутствует пигментация белковой оболочки глаз, в результате чего ее склера белая.

Удивительно, но у гориллы на верхней картинке, найденной в фотобиблиотеке, тоже частично белые глаза. Поиск такой фотографии занял у меня около десяти минут.

Автор фото, JuanCarlos Gomez

Подпись к фото,

Возможно, Надя – не просто причуда эволюции

Долгое время наука была уверена, что человек – единственный примат, глаза которого частично окрашены в белый цвет. Теперь мы знаем, что это не так.

Все началось с того, что Хуан-Карлос Гомес из Сент-Эндрюсского университета в Великобритании заметил, что у гориллы Нади, с которой он работал некоторое время, вокруг зрачков есть белая оболочка.

Сначала он не придал значения этому факту, однако в 2001 году двое исследователей из Токийского технологического института в Японии, Хироми Кобаяси и Сиро Кохсима, опубликовали исследование, посвященное уникальности человеческого глаза (более подробная версия предыдущей публикации на эту тему).

Они сравнили человеческие глаза с глазами почти половины известных науке приматов и пришли к выводу, что белая склера – наша уникальная особенность.

Однако в их исследовании рассматривались лишь четыре гориллы: предполагалось, что они являются типичными представителями своего рода.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

Согласно одной из теорий, белизна глаз важна для взаимодействия с другими людьми

Гомес и его аспирантка Джессика Мэйхью решили дополнительно исследовать этот вопрос.

Изучая видеозаписи из зоопарков и фотографии в интернете, они быстро осознали, что Надя, возможно, является не просто причудой эволюции.

Исследователи рассмотрели выборку из 85 горилл, принадлежавших к двум видам. Из 60 западных равнинных горилл, которых они изучили, лишь у 30% были совершенно темные склеры.

У остальных 70% белый цвет в том или ином виде присутствовал. Среди них у небольшой выборки в 7% были совершенно белые, как у человека, белки глаз – такие, как у Нади.

По словам Хуан-Карлоса Гомеса, эта особенность не дает гориллам никаких преимуществ и не является недостатком.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Мы не единственные существа с белой склерой

Согласно одной из теорий, белизна глаз важна для взаимодействия с другими людьми: «Именно поэтому ее выбрали в качестве основополагающей черты, присутствующей у любого человека».

Эта теория, получившая название «гипотезы взаимосвязанных глаз», предполагает, что белая склера дает нам преимущество, позволяя следить за направлением взгляда других.

Белый – более заметный цвет, чем черный, поэтому когда мы фиксируем взгляд на чем-либо, наши друзья могут с легкостью повторить наше движение.

В процессе эволюции это помогло нам развить практически моментальное понимание намерений друг друга – без лишних слов.

Как рассказал мне недавно Михаэль Томазелло из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка, именно поэтому мы совершенно не умеем делать каменное лицо. Наши глаза могут рассказать о наших намерениях.

Автор фото, Thinkstock

Подпись к фото,

У большинства горных горилл темные глаза

«Если вы будете знать, куда я смотрю, для меня это станет преимуществом – так мы сможем лучше взаимодействовать. Тот факт, что глаза сообщают о направлении моего взгляда, по сути говорит об адаптации с целью повышения согласованности наших действий», — утверждает он.

Не так давно было опубликовано еще одно исследование роли глаз в человеческом обществе, согласно которому человек инстинктивно предпочитает белые глаза – даже если такие глаза у мягких игрушек. Эта работа вновь продемонстрировала уникальность нашей белой склеры.

Теперь же мы можем внести эту черту в список характеристик, общих для человека и животных.

Следовательно, белизна наших глаз не могла стать наиболее важным отличием, способствовавшим улучшению нашего взаимодействия друг с другом, считает Гомес. По его мнению, основную роль сыграла форма наших глаз.

Наши глаза имеют удлиненную по горизонтали форму – менее круглую, чем у обезьян. Именно поэтому человеческий глаз лучше приспособлен к тому, чтобы демонстрировать направление нашего взгляда, уверен исследователь.

Автор фото, SPL

Подпись к фото,

Использование глаз для взаимодействия не является уникальной способностью человека

Известно, что большинство приматов (если не все) используют глаза для общения. «Многие [приматы] прибегают к зрительному контакту не только при агрессивном контакте, но и в игре или дружеском взаимодействии», — говорит Хуан-Карлос Гомес.

Однако человек смог продвинуться на несколько шагов дальше. Мы не только используем глаза в большинстве ситуаций взаимодействия, но и пользуемся эмотиконами (смайликами) для виртуальной коммуникации.

Возможно, белая склера присутствует и у других приматов. Как выяснила Джессика Мэйхью, склера других обезьян – среди них шимпанзе, бонобо и орангутаны – также бывает в той или иной степени белой.

Хотя их белки не такие белые, как наши, это открытие свидетельствует, что у них – равно как и у наших общих предков – возможно, присутствовала генетическая вариация, способствовавшая появлению белой склеры.

Соответственно, переход к белоснежной склере у человека был, скорее всего, постепенным, а не внезапным, подытоживает Гомес.

Филяриоз глазного яблока » Медвестник

В статье описан случай заражения филяриозом на территории Африканского континента (Гвинеи), долгое скрытое носительство и его последствия.

Автором сделан вывод о том, что скорое обращение пациентов позволяет быстро диагностировать серьезную патологию, а своевременная помощь – избежать тяжелых последствий заражения филяриозом.

Актуальность

Приведен клинический случай удаления инородного тела (гельминта) из тенонова пространства глаза. Описана симптоматика, диагностика и результаты лечения пациента.

Несвоевременное распознавание инородных тел в мягких тканях и глазах может повлечь развитие воспалительных процессов, а затем образование инфильтратов, их нагноение, миграцию.

Укусы различных насекомых, даже порой, казалось бы, самых безобидных, могут быть чрезвычайно опасными и иметь последствия в отдаленном периоде.

Филяриоз в Российской Федерации встречается нечасто. Это заболевание экспортировано из тропической климатической зоны, поэтому для окончательной постановки диагноза требуется обнаружить паразитов, обитающих в лимфосистеме человека, что является непростой задачей. [2].

Существует несколько видов филярий, каждый из них вызывает свой вариант болезни: вухерериоз, бругиоз, лоаоз, онхоцеркоз, мансонеллез. Эти заболевания имеют много общего, но несколько отличаются симптомами. Например, онхоцеркоз часто вызывает поражения глаз и кожи, а при вухерериозе больше страдают лимфатические узлы и половые органы.

Филярия, или нитчатка, – круглый червь-паразит. Семейство филярий объединяет 380 видов, которые широко распространены во всех тропических странах, но для человека опасны только 8 из них. [5].

Паразиты имеют длинное нитевидное тело. Самки достигают 10 см в длину, а самцы до 4 см и всего 0,1–0,5 мм в диаметре. По внешнему виду филярии напоминают длинные белые нитки. Продолжительность жизни филярии в организме человека 8–17 лет, за этот период самка может произвести до миллиона личинок.

Окончательным хозяином (организмом, в котором живут взрослые половозрелые паразиты) и источником заражения является человек. В некоторых случаях обезьяны, кошки и собаки.

Взрослые филярии в теле человека обычно живут «клубками», в которых есть особи обоих полов. После спаривания самки рожают живых личинок, которых называют микрофилярии. Личинки в огромном количестве циркулируют в крови больного человека и концентрируются в подкожных капиллярах. Именно они вызывают аллергическую реакцию организма, с которой связано большинство симптомов болезни [1,4].

Когда больного человека кусает кровососное насекомое, то в его кишечник вместе с кровью попадают и личинки филярий. В этом случае насекомое (комар, слепень, мошка) становится промежуточным хозяином (организмом, в котором созревают личинки). Через 2–7 лет после заражения взрослые филярии скапливаются под кожей и образуют подвижные узлы, размером от горошины до перепелиного яйца. Обычно они безболезненные, кожа над ними может быть слегка покрасневшей. Такие узлы или онхоцеркомы появляются около коленных или локтевых суставов, на ребрах, в подмышечных впадинах или на голове. Когда в узлы попадают бактерии, то начинается гнойное воспаление.

Описаны случаи, когда взрослые филярии скапливаются под кожей века. В этом случае возникают отеки верхнего и нижнего века, иногда и всей половины лица. Под кожей века заметна припухлость, похожая на опухоль. Она не имеет признаков воспаления: не краснеет, не болит, не нагнаивается. Глаз слезится, может появиться зуд [3].

Если филярии проникли в глаз, то конъюнктива становится белесой, под ней заметны серо-белые пятна. Сосуды расширяются, наливаются кровью и становятся хорошо заметными. Под конъюнктивой видны неровности, а в некоторых случаях и свернутые тела филярий. Человек жалуется на ощущение инородного тела в глазу [1]. Могут появиться «мушки» и «ползающие змейки» в глазах, боль при движении глазных яблок. Возникает блефароспазм – глаз закрывается часто и непроизвольно, до 100 раз в минуту.

Цель работы – демонстрация случая филяриоза в офтальмологической практике

Материалы и методы

Пациентка N., 1974 г.р. (44 лет), обратилась в «МЕДИНЦЕНТР» с жалобами на зуд в левом глазу, который беспокоил ее в течение двух недель. Из анамнеза выяснилось, что, проживая на территории Гвинеи, она неоднократно была укушена неизвестными насекомыми.

Две недели назад появилось покраснение глазного яблока и продолжал беспокоить зуд, ощущение инородного тела. Больная самостоятельно не лечилась, а через неделю обратилась в «МЕДИНЦЕНТР». При осмотре боковым освещением в левом глазу в наружном сегменте обнаружен бугорок приподнятой конъюнктивы с подозрением на наличие постороннего предмета округлой формы диаметром приблизительно 5–6 мм. При осмотре в щелевую лампу под конъюнктивой виден шевелящийся клубок белесоватого цвета нитевидной формы, предположительно гельминт (рис.1–2). Учитывая анамнез пациентки и возможную локализацию гельминта, пациентке было назначено УЗИ левой орбиты и консультации инфекциониста для подтверждения предварительного диагноза.

При проведении УЗИ-исследования орбиты левого глаза в области проекции внутренней прямой мышцы визуализировался плоский не гомогенный соединительнотканый конгломерат, идущий практически от ее начала к диску зрительного нерва без сдавления его.

Больная взята в операционную для удаления гельминта. 

Рис.1–2. Филярий под конъюнктивой левого глаза

Результаты и обсуждения

В операционной под местной анестезией раствором инокаина капельно, лидокаина субконъюнктивально произведен разрез конъюнктивы длиной 6 мм. Пинцетом захвачен нитевидный извивающийся предмет белого цвета (гельминт) и извлечен наружу. Его длина оказалась около 4,5 см, диаметр 0,5 мм, оба конца заострены. Гельминт помещен в пробирку для отправки на паразитологическое исследование. В дальнейшем при осмотре субтенонова пространства обнаружен соединительнотканый плоский конгломерат, включающий в себя жировую ткань и мелкие осумкованные личинки (рис. 2), идущий по ходу внутренней прямой мышцы вдоль глазного яблока к диску зрительного нерва и плотно спаянный с ней. При постепенном его удалении пациентка не испытывала никаких болевых ощущений. Длина включения составляла 23–25 мм.  Субконъюнктивальное пространство в месте нахождения гельминта обработано растворами антисептика и антибиотика, на конъюнктиву наложены 3 узловых шва.

Гельминт был направлен на паразитологическое исследование в Центр гигиены и эпидемиологии, где дано заключение, что данный гельминт является самкой филярии.

При проведении анализа крови на серологические маркеры инфекционных заболеваний было выявлено:

• Антитела к эхинококкам IgG-1:200
• Антитела к трихинеллам IgG-1:100
• Антитела к эхинококкам IgG-34.5DU

Через 7 дней больная пришла на проверку. Был снят шов с конъюнктивы. Глаз при осмотре спокоен, отмечалось лишь небольшое локальное покраснение слизистой в области шва. Никаких жалоб больная не предъявляла.

Выводы

Укусы различных насекомых, даже порой, казалось бы, самых безобидных, могут быть чрезвычайно опасными и иметь последствия в отдаленном периоде. Поэтому в данном случае обращение пациентки к врачу-офтальмологу через относительно небольшой срок после укуса позволило выявить серьезную патологию на ранней стадии, оказать своевременную помощь и избежать тяжелых последствий в дальнейшем.

Литература

1. Авдюхина Т.И., Постнова В.Ф., Абросимова Л.М. и др. Дирофиляриоз (D. repens) в Российской Федерации и некоторых странах СНГ: ситуация и тенденция ее изменения // Мед. паразитол. 2003. № 4. С. 44–48.
2. Авдюхина Т. И., Лысенко А.Я., Супряга В.Г. и др. // Вестник офтальмологии. 1999. № 3. С. 36–39.
3. Майчук Ю.Ф. Паразитарные заболевания глаз. Медицина. 1988. 288 с.
4. Профилактика паразитарных болезней на территории Российской Федерации. СанПиН 3.2.1333-03. 2003. С. 42–43.
5. Аветисов С.Э., Егоров Е.А., Мошетова Л. К., Нероев В.В., Тахчиди Х.П. Офтальмология: национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 944 с.
6. Эпштейн Ш.И., Лычманов Н.Г. // Медицинская паразитология. 1954. № 2. С. 175–176.
7. Возианова Ж.И. Инфекционные и паразитарные болезни. В 3 т. К.: Здоров’я, 2001. Т. 2. С. 501–502.
8. Эпштейн Ш.И., Лычманов Н.Г. // Медицинская паразитология. 1954. № 2. С. 175–176.
9. Ефименко С.Г., Лысенко В.В. Случай диагностики дирофиляриоза с помощью сонографии // Медицина неотложных состояний. 2011. № 1–2. С. 32–33.
10. Кондрацкий В.Ф., Пархоменко Л.Ф. Дифиляриоз века // Вестник офтальмологии. 1977. № 3. С. 78–79.

Желтые глаза: болезнь или ничего страшного? Надо ли принимать меры?

Вы заметили, что белки ваших глаз пожелтели? Желтуха, чрезмерное употребление некоторых лекарств или другие заболевания, порой даже серьезные, могут вызывать пожелтение глаз.

В этой статье рассказывается все, что нужно знать о пожелтении глаз и о том, какие меры следует принимать.

Что вызывает пожелтение глаз?

  Склера (белочная оболочка глаза) всегда должна выглядеть белой. Если вдруг она краснеет или меняет свой цвет, необходимо обратиться к офтальмологу, чтобы выявить причину изменения цвета. 

Иктеричность (желтушность) конъюнктивы

Одной из причин изменения цвета глаз может быть иктеричность конъюнктивы. Это медицинский термин, используемый для пожелтения глаз. (Иногда для описания пожелтения глаз также используется термин «иктеричность склер» ).

Желтуха

В большинстве случаев желтые глаза являются симптомом желтухи: из-за повышения уровня пигмента билирубина, кожа и глаза меняют свой цвет. Хотя сама по себе желтуха не является заболеванием, она свидетельствует о том, что печень, желчный пузырь и желчные протоки не функционируют должным образом.

Чаще всего желтуха встречается у новорожденных. По данным Центров по контролю и профилактики заболеваний в США (CDC), примерно 60% всех новорожденных подвержены желтухе. Недоношенные младенцы подвержены повышенному риску, поскольку их печень еще не развилась в достаточной степени, чтобы выводить билирубин.

Желтуха значительно реже встречается у детей более старшего возраста или у взрослых. Если это произошло, то, как правило, подозревается наличие более серьезного заболевания, требующего лечения. Как и в случае с новорожденными, в первую очередь внимание стоит обращать на печень.

Легкие случаи желтухи новорожденных обычно проходят сами по себе. Только 1 ребенку из 20 может понадобиться специализированное лечение. В качестве стандартного лечения желтухи средней степени тяжести применяется свет (фототерапия), который снижает уровень билирубина, и ребенок обычно очень быстро выздоравливает.

Примечание. Изменение цвета глаз при желтухе не влияет на зрение.

Заболевания, ассоциированные с пожелтением глаз

Самые распространенные заболевания, которые могут вызвать пожелтение глаз:

• Острый панкреатит, или инфекция поджелудочной железы

• Некоторые виды злокачественных опухолей, включая рак печени, поджелудочной железы или желчного пузыря.

• Гемолитическая анемия (врожденное заболевание крови), характеризующаяся недостатком эритроцитов в результате их преждевременного распада.

• Малярия (инфекционное заболевание крови), передаваемое при укусах комарами.

• Некоторые заболевания крови, которые влияют на выработку и жизненный цикл эритроцитов, например, серповидноклеточная анемия.

• Редкие генетические заболевания, которые влияют на способность печени выводить билирубин.

Другие заболевания и лекарственные препараты, которые могут вызывать пожелтение глаз:

• Аутоиммунные заболевания, которые поражают иммунную систему человека. Вирусы гепатита A, B, и C поражают клетки печени, вызывая острый (скоротечный) или хронический (длительный) гепатит и пожелтение глаз.

• Обструктивная желтуха может возникнуть в том случае, когда один или несколько протоков, по которым желчь выводится из печени в желчный пузырь, перекрывается камнями в желчном пузыре. В результате нарушения оттока желчь всасывается в кровь. 

• Цирроз, конечная стадия хронических заболеваний печени, когда происходит рубцевание, снижает способность печени отфильтровывать билирубин. Цирроз возникает в результате различных форм болезней печени, в т. ч. гепатита, неалкогольного стеатогепатита и хронического алкоголизма. Все эти заболевания вызывают пожелтение глаз.

• Определенные лекарства, такие как отпускаемый без рецепта ацетаминофен (при избыточном употреблении) или отпускаемые по рецепту препараты типа пенициллина, оральные контрацептивы, хлорпромазин и анаболические стероиды, также могут привести к пожелтению глаз.

Пингвекула: Не совсем желтые глаза, но…

Еще одно заболевание, которое вызывает пожелтение глаз — это пингвекула.

Пингвекула — это отложение желтого цвета, которое появляется на поверхности склеры, из-за чего эта часть глаза желтеет.

Глаз становится желтым не полностью, а только в том месте, где выросла пингвекула.

Причиной таких образований может стать излишнее воздействие УФ-лучей при длительном нахождении на солнце. Если пингвекула разрастается и вызывает дискомфорт, показано хирургическое вмешательство.

ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ: Пингвекула (желтое образование на глазу): определение, причины и способы удаления

Лечение желтых глаз

Лечение желтых глаз зависит от первопричины пожелтения глаз.

Пожелтение глаз является видимым признаком определенных заболеваний. При этом важно определить и сопутствующие симптомы, чтобы узнать природу проблемы со здоровьем.

Могут наблюдаться следующие сопутствующие симптомы: зуд кожи, вздутие живота, повышенная утомляемость, жар, светлый стул, моча темного цвета, потеря аппетита, тошнота и резкая потеря веса.

Чтобы назначить правильное и эффективное лечение, необходимо провести обследование, в том числе проверить уровень билирубина в крови, сделать развернутый клинический анализ крови и проверить печень.

Результаты обследования, анализ симптомов, анамнез, медицинский осмотр пациента и, возможно, исследования с использованием визуализационных методов диагностики помогут поставить правильный диагноз.

Если первопричиной пожелтения глаз является инфекционное заболевание, например, гепатит C или малярия, для лечения могут быть назначены антибиотики, а также противогрибковые и противовирусные препараты.

Если в анамнезе пациента фигурирует чрезмерное употребление алкоголя или наркотических средств, лечение следует начинать с прекращения употребления этих веществ.

Диета тоже может играть значительную роль. Печень перерабатывает и метаболизирует большинство поступающих в организм питательных веществ. Но трудноусваиваемые вещества затрудняют ее работу. Это рафинированный сахар, соль и жир с высоким содержанием насыщенных жирных кислот.

Пациентам с желтухой рекомендуется соблюдать режим питья и употреблять в пищу продукты, полезные для печени — фрукты и овощи, цельнозерновые, полезные белки, орехи и бобовые.

По мере выздоровления печени после курса лечения, желтуха и пожелтение глаз также проходят.

В некоторых случаях может понадобиться хирургическое вмешательство, чтобы скорректировать сопутствующие факторы, например, закупорку желчных протоков.

Пожелтение глаз? Посетите офтальмолога

Если вам кажется, что ваши глаза пожелтели, немедленно посетите офтальмолога.

После тщательного обследования глаз и при подозрении заболевания, оптометрист или офтальмолог может направить вас к узкому специалисту или другому врачу.

Не стоит недооценивать пожелтение глаз. Если заболевание печени или другое заболевание является первопричиной, быстрая постановка диагноза и эффективное лечение может предотвратить серьезное осложнение, которое может выражаться в повреждении внутренних органов.

Page updated March 2021

Необычные и интересные факты о человеческом зрении

Глаз — самый важный из органов чувств человека, с помощью зрения мы получаем 90% информации из окружающего нас мира. Глаза — сложный оптический прибор и их основная задача передать изображение через зрительный нерв в мозг, для дальнейшей обработки.

При этом это уникальный по структуре и еще не до конца изведанный орган человека. Но на сегодняшний день ученые открыли множество его тайн, а профессиональные медики проводят операции невообразимой сложности.

30 фактов о человеческом зрении:

1. Зрачки человека расширяются почти на 50% , если он смотрит на человека, к которому испытывает сильную симпатию;
2. Глаза человека способны различить примерно 500 оттенков серого цвета;
3. Каждый глаз содержит 107 миллионов светочувствительных клеток;
4. Глаза фокусируются примерно на 50 объектах в секунду;
5. Морганиедлится около 100- 150 миллисекунд, и вы можете моргнуть 5 раз в секунду;
6. Глаза обрабатывают около 36 000 частиц информации каждый час;
7. Не получится непроизвольно чихнуть с открытыми глазами;
8. Роговица акулы максимально похожа на роговицу глаз человека, поэтому хирурги применяют ее в качестве донорского материала при операциях;
9. Около 10 000 лет назад у всех людей на планете были карие глаза, пока у человека, жившего в области Черного моря, не появилась генетическая мутация, которая привела к появлению голубых глаз;
10. Карие глаза на самом деле голубые, но под коричневым пигментом. Существует даже лазерная процедура, которая позволяет превратить глаза из карих в голубые навсегда.
11. Каждый 12-й представитель мужского пола — дальтоник;
12. Все дети, когда только родились — дальтоники;
13. Глазамладенца не вырабатывают слезы, пока он не достигнет возраста 6-8 недель;
14. Глазчеловека различает только три цвета: красный, синий и зеленый. Остальные оттенки являются сочетанием этих цветов;

Интересно знать! Майя считали косоглазие привлекательным и пытались обеспечить своим детям косоглазие.

15. Диаметр наших глаз составляет около 2,5 см, и они весят около 8-ми грамм;
16. Глазачеловека останутся такого же размера, что и при рождении, а уши и нос не перестают расти;
17. Только 1/6 часть глазного яблока видна;
18. В среднем за всю жизнь человек видит около 24 миллионов разных изображений;
19. Отпечаткипальцев человека имеют 40 уникальных характеристик, в то время как радужная оболочка глаза — 256!Поэтому сканирование сетчатки используется в целях безопасности;

Интересно знать! Шизофрению можно определить с точностью до 98,3 процентов с помощью обычного теста на движение глаз.

20. Человек моргает в среднем 17 раз в минуту, 14 280 раз в день и 5,2 миллиона раз в год;
21. Оптимальная продолжительность зрительного контакта с человеком, которого вы впервые встретили, составляет 4 секунды. Именно столько нужно, чтобы определить какой у него цвет глаз;
22. Изображения, которые отправляются в мозг, на самом деле перевернуты;
23. Глаза используют около 65 % ресурсов головного мозга— это больше чем любая другая часть человеческого тела;
24. «Извивающиеся»частички, появляющиесяв поле зрения, называются «плавающие помутнения». Это тени, отбрасываемые на сетчатку крошечными нитями белка внутри глаза;
25. Людии собаки – единственные, кто ищут зрительные подсказки в глазах других, а собаки делают это только, общаясь с людьми;
26. Глазчеловека может делать плавные (не прерывистые) движения, только если следит за движущимся объектом;
27. Человек «видит мозгом», а не глазами. Во многих случаях размытое или плохое зрение вызвано не отклонениями глазных яблок, а проблемами со зрительной корой мозга.
28. Некоторые люди рождаются с глазами разных цветов. Это явление называется гетерохромией;
29. Диабет часто диагностируют во время осмотра зрения – диабет второго типа часто обнаруживают во время осмотра зрения в виде мелких кровоизлияний из кровеносных сосудов на задней части глаза. Это еще одна причина, по которой стоит регулярно проверять зрение;
30. Люди с голубыми глазами лучше видят в темноте, чем люди с карими глазами.

Необычные особенности человеческого зрения

Значительный недостаток зрения человека — это так называемая мертвая зона— предметы, расположенные рядом друг с другом, при фокусировке на них взгляда, вдруг каким-то образом начинают «исчезать». На самом деле они, конечно, никуда не пропадают: просто глаза их перестают видеть. Может быть, поэтому так часто случаются автомобильные аварии? 

В каждом глазу здорового человека существует область сетчатки, не чувствительная к свету, которая называется слепым пятном. Слепые пятна в двух глазах находятся в разных местах, но симметрично. Этот факт, а так же то, что мозг корректирует воспринимаемое изображение, объясняет, почему при использовании обоих глаз они незаметны.

Проверьте сами: ниже на картинке изображены красный крестик и синяя точка. Закройте левый глаз и смотрите правым только на крестик. Боковым зрением вы видите и точку. А теперь медленно приблизьтесь к монитору.  В какой-то момент синяя точка вообще исчезнет!

Интересно знать! У глаз осьминога нет слепого пятна, эти организмы развивались отдельно от других позвоночных.

• Доминирующий глаз

У каждого человека есть доминирующий глаз, который имеет более широкую область обзора. 

Интересно знать!У 80% людей в мире доминирующий глаз правый.

Чтобы определить доминирующий глаз сделайте следующее:

• Соедините ваши ладони таким образом, чтобы получился «треугольник». 
• Выберите какой-нибудь объект в метре от вас и посмотрите на него через этот треугольник. 
• Закройте правый глаз, а после —  левый.
• Доминирующий глаз будет видеть предмет полностью, без смещения, а другой глаз — только часть предмета.

• Остаточное изображение

Глаза человека имеют три типа рецепторов, воспринимающих три основных цвета: красный, зеленый и синий. Если смотреть на цветное изображение слишком долго, то рецепторы устанут. Резко заменив эту жекартинку на черно-белую— рецепторы не успеют адаптироваться, в итоге вам будет казаться, что вы видите цветное изображение.

• Сосуды наших глаз

Для этого эксперимента понадобится небольшой лист бумаги с отверстием в нем. Поместите бумагу напротив ярко-белого экрана монитора. Смотрите прямо через отверстие и слегка встряхивайте лист. Спустя некоторое время вы увидите темную сетку линий, напоминающую сеть, которую мы видим на листьях дерева — это и есть сосуды и вены глазного яблока, а точнее — отбрасываемая ими тень.

Интересно знать! Примерно у 2% женщин есть редкая генетическая мутация, благодаря которой у них наблюдается дополнительная колбочка сетчатки. Это позволяет им видеть 100 миллионов цветов.

• Процедура Ганцфелда

Чтобы провести этот эксперимент, необходимо включить телевизор или радио с белым шумом или помехами, поместить половинки мячика от пинг-понга на глаза и смотреть сквозь них на свет, принять горизонтальное положение. 

Через некоторое время метод начнет действовать и человек ощутит яркие и сложные галлюцинации. Так некоторые могут видеть лошадей, других животных или даже говорить с родственниками, которых нет в живых.

Но необходимо учесть, что данный эксперимент интересен будет лишь лицам с развитым воображением, которые чаще всего видят яркие и запоминающиеся сны.

Объясняя белки наших глаз

Майк Лозингер Опубликовано в 6:00 утра по восточному времени 29 сентября 2017 г.

ЗАКРЫТЬ

25 сентября 2017 года стало самым жарким для этой даты за всю историю наблюдений в Бингемтоне.

Лили Хатала (Фото: предоставлено фото)

ВОПРОС: Почему у людей белые глаза?

ОТВЕТ: Люди во многом отличаются от других животных.

Например, в отличие от многих других животных, в человеческих глазах есть белый цвет.Эта белая часть, называемая склерой, находится на внешних краях глазного яблока. У других животных склера обычно темная и плохо различимая, но у людей она видимая и белая.

Чтобы понять, почему человеческие глаза такие разные, ученые провели эксперимент с человеческими младенцами и ближайшими родственниками животных — обезьянами.

Ученые задали вопрос: «Позволяет ли белая часть человеческого глаза видеть направление, в которое смотрят другие люди?» Они хотели знать, лучше ли люди следят за движением глаз по сравнению с обезьянами.Чтобы проверить это, ученые поворачивали голову и глаза в разные стороны и измеряли, какие движения младенцы следят чаще всего. Они провели тот же эксперимент с обезьянами и обнаружили кое-что очень интересное.

Когда ученые поворачивали головы в одном направлении, а смотрели в другом, младенцы следили за движением их глаз, а многие игнорировали движение головы. Обезьяны предпочитали следить за движением головы, а не за движением глаз. Это показало, что люди особенно хорошо следят за взглядом других людей по сравнению с обезьянами, и это может быть связано с видимой белой частью наших глаз.

Так почему же у других животных нет белого в глазах? Люди — очень социальный вид, и способность следить за взглядом другого человека может быть очень важной в социальных ситуациях. Представим, что вы сидите в школе, а пара ваших друзей начинает смотреть в окно, но они не хотят, чтобы учитель знал об этом, поэтому они не двигают головами. Так как же узнать, куда они смотрят? Из-за белых глаз!

Итак, вы видите, как ваши друзья смотрят в окно, и что вы делаете? Вы смотрите в другую сторону? Нет, вероятно, вы пытаетесь увидеть то, на что они смотрят.А если это что-то смешное, странное или крутое, вы можете даже начать обсуждать это друг с другом.

У людей способность отслеживать движения глаз другого человека может создавать и укреплять социальные связи и дружбу. Но не забывайте, что учителя тоже могут следить за движением глаз.

Познакомьтесь с учеником

Имя: Лили Хатала.

Оценка: Детский сад.

Школа: African Road Elementary, Vestal Central School District.

Учитель: Госпожа Фридрих.

Хобби: Футбол, раскрашивание, жевательная резинка и выдувание пузырей.

Карьерные интересы: Воспитатель детского сада.

Познакомьтесь с ученым

Майк Лозингер (Фото: предоставлено фото)

Ответил: Майк Лозингер.

Звание: к.э.н. студентка факультета биологических наук Бингемтонского университета.

Направление исследований: Поведение и общение животных, нейрофизиология.

Интересы / хобби: Музыка, чтение, походы, походы.

На вопросы отвечают преподаватели Бингемтонского университета. Учителей в районе Большого Бингемтона, желающих участвовать в программе, просят написать по адресу Ask a Scientist, через Университет Бингемтона, Управление коммуникаций и маркетинга, PO Box 6000, Binghamton, NY 13902-6000, или по электронной почте ученому. @ binghamton.edu. Для получения дополнительной информации посетите binghamton.edu/mpr/ask-a-scientist.

Прочтите или поделитесь этой историей: https: // www.pressconnects.com/story/news/local/2017/09/29/ask-scientist-explaining-whites-our-eyes/714556001/

Цвет склеры улучшает восприятие взгляда у людей

Abstract

Взгляд — это важное поведение, которое позволяет людям определять, куда другие направляют их внимание, но мы относительно мало знаем о том, как морфология глаза влияет на это. Поэтому мы проверили, эволюционировали ли глаза с заметной морфологией для облегчения восприятия взгляда.Во время задачи визуального поиска мы записывали движения глаз участников-людей ( Homo sapiens ), когда они искали лица с направленным взглядом в массивах лиц с отведенным взглядом или наоборот; лица были большими и прямыми, маленькими и прямыми или большими и перевернутыми. На лицах были заметные склеры (белые или окрашенные светлее радужной оболочки) или незаметные (такие же или более темные, чем цвет радужной оболочки). Мы обнаружили, что участники быстрее и точнее находили лица с заметной склерой по сравнению с незаметной склерой.Наши результаты показывают, что глаза с заметной морфологией способствуют восприятию взгляда у людей.

Образец цитирования: Yorzinski JL, Miller J (2020) Цвет склеры улучшает восприятие взгляда у людей. PLoS ONE 15 (2): e0228275. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228275

Редактор: Ацуши Сенджу, Лондонский университет Биркбека, СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО

Поступила: 15 августа 2019 г .; Принята к печати: 12 января 2020 г .; Опубликовано: 27 февраля 2020 г.

Авторские права: © 2020 Yorzinski, Miller.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и доступны на сайте Harvard Dataverse: https://doi.org/10.7910/DVN/CDAOZV.

Финансирование: Это исследование финансировалось Национальным научным фондом (BCS # 1926327), Колледжем сельского хозяйства и наук о жизни Техасского университета A&M и Texas A&M AgriLife Research.Кроме того, плата за публикацию этой статьи в открытом доступе частично покрывается Фондом открытого доступа к знаниям Техасского университета A&M (OAKFund) при поддержке университетских библиотек и Управления вице-президента по исследованиям. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Многие виды сильно полагаются на визуальную коммуникацию, чтобы узнать о своей физической и социальной среде.Они могут собирать информацию о событиях и объектах, а также раскрывать эмоциональные и намеренные состояния других [1]. Восприятие взгляда — способность определять, куда другие люди направляют свое открытое внимание — играет фундаментальную роль в этом процессе, позволяя людям отслеживать взгляд других, включая оценку того, направляют ли другие свой взгляд на них или от них [2– 5]. Несмотря на важность восприятия взгляда и его очевидную адаптивную ценность, мы относительно мало знаем о том, как морфология глаза влияет на него.

Гипотеза усиления взгляда [6] предполагает, что морфология глаза влияет на восприятие взгляда. Он предсказывает, что глаза с заметной морфологией эволюционировали, чтобы облегчить восприятие взгляда, в то время как глаза с замаскированной морфологией эволюционировали, чтобы скрыть восприятие взгляда.

Предыдущая работа предоставила некоторую поддержку гипотезе об усилении взгляда у людей [7–14]. Взрослые и дети отдают предпочтение мягким игрушкам с глазами, имеющими белую склеру, а не тем, у которых их нет [13].Более того, взрослые люди более точно оценивают направление взгляда, когда радужная оболочка темнее склеры (черные радужки, белые зрачки и белые склеры), но не наоборот (белые радужки, черные зрачки и черная склера; [7]) . Точно так же младенцы предпочитают смотреть на лица с белой склерой и черными радужками / зрачками, но не на полярную противоположность [12]. Дополнительные исследования также показали, что яркость склеры влияет на восприятие взгляда [8–11,14]. Эти исследования предоставляют все больше доказательств того, что цвет склеры важен для восприятия взгляда у людей.

Среди приматов у людей особенно большие белые склеры [6]. Напротив, склера большинства других приматов, кроме человека, менее обнажена и часто пигментирована. Фактически, из 81 отобранного вида приматов, 99% имели склеры, которые близко соответствовали цвету радужной оболочки, и только 1% имели склеры, которые были темнее радужной оболочки. Нам неизвестны какие-либо предыдущие исследования на людях, которые проверяли, необходима ли для восприятия взгляда белая склера, а не склера, которая соответствует естественному цвету радужной оболочки (как это наблюдается у большинства других видов приматов; [6]).Возможно, контраст между черным зрачком и цветом радужной оболочки достаточен для восприятия взгляда [5]. Предыдущие исследования, изучающие влияние цвета склеры на восприятие взгляда у людей, не изменяли цвет склеры, чтобы он напоминал цвет, наблюдаемый у большинства других видов приматов (то есть цвет склеры соответствовал цвету радужной оболочки).

Поэтому мы исследовали взаимосвязь между восприятием взгляда и цветом склеры у людей, используя цвета склеры, которые напоминают цвета большинства других видов приматов.В частности, мы представили участникам цифровые лица, демонстрирующие склеры естественного цвета (белые) или склеры, соответствующие цвету радужной оболочки лица (аналогично 99% видов приматов, демонстрирующих эту цветовую схему склеры-радужки; [6]) . Мы записали движения глаз участников-людей, когда они искали лица (склера или склера естественного цвета, которая соответствовала цвету радужной оболочки) с направленным взглядом внутри массивов лиц с отведенным взглядом или наоборот. Эта задача визуального поиска имитирует ситуацию, в которой участники должны быстро определить направление взгляда среди группы лиц.Мы представили им лица, которые были большими и прямыми, маленькими и прямыми или большими и перевернутыми. Большие и вертикальные лица имитировали наблюдаемые лица при взаимодействии с близкого расстояния, в то время как маленькие и вертикальные лица имитировали наблюдаемые лица на расстоянии. Большие и перевернутые лица сохранили низкоуровневые визуальные свойства (такие как контраст и яркость), но нарушили конфигурацию лица [15]. Кроме того, мы также представили участникам цифровые лица со склерой, которые были темнее, чем цвет радужной оболочки лица (аналогично 1% видов приматов, демонстрирующих эту цветовую схему склера-радужная оболочка; [6]), а также цифровые лица, демонстрирующие склеры светлее радужной оболочки лица.

Мы проверили гипотезу о том, что глаза с заметной морфологией (белая склера или склера, окрашенная светлее, чем цвет радужной оболочки), эволюционировали для облегчения восприятия взгляда, в то время как глаза с более замаскированной морфологией (склера, окрашенная в цвет радужной оболочки или темнее), эволюционировали, чтобы скрывать взгляд восприятие [6]. Мы предсказали, что участники будут быстрее определять взгляд стоящих лиц с заметной или незаметной морфологией, потому что лица с заметным взглядом имеют более высокий контраст.Кроме того, мы предсказали, что этот эффект будет усиливаться на больших и маленьких вертикальных лицах, потому что взгляд труднее обнаружить на расстоянии [16]. Наконец, мы предсказали, что участники будут быстрее обнаруживать взгляд лиц с заметной или незаметной морфологией, даже когда лица были перевернуты и, следовательно, имели нарушенную конфигурацию лиц.

Материалы и методы

Участники

взрослых человека участвовали в этом исследовании в Техасском университете A&M с сентября 2016 года по декабрь 2018 года.Они были европейского происхождения, в возрасте от 18 до 30 лет, и у них было исправленное до нормального или нормального зрения. Для набора участников использовались листовки и электронная почта. Участникам сказали, что они будут участвовать в исследовании, посвященном обнаружению взгляда. Они заработали 10 долларов за участие в экспериментах «поисковая задача» и «поисковая клавиатура» и 20 долларов за участие в эксперименте «поисковая эффективность» (см. Ниже). Девяносто участников (53 женщины и 37 мужчин; средний возраст ± стандартное отклонение: 20.6 ± 2,6 года) участвовали в «поисковой задаче» (30 участников в каждой из трех процедур), 90 участников (49 женщин и 51 мужчина; средний возраст ± стандартное отклонение: 20,6 ± 2,8 года) участвовали в «поисковой клавиатуре». задача »(30 участников в каждой из трех процедур), и шестьдесят участников (30 женщин и 30 мужчин; средний возраст ± стандартное отклонение: 19,8 ± 2,4 года) участвовали в« задаче эффективности поиска ». Университет (# 2016-0575D) одобрил это исследование. Информированное согласие было получено от всех участников.

Оборудование

Движения глаз участников регистрировались с помощью экранного айтрекера Tobii Pro (X2-60; Tobii Technology, Inc., Дандерид, Швеция; точность: 0,4 градуса; скорость передачи данных: 60 Гц; бинокулярное отслеживание), который запускался. с помощью портативного компьютера (Dell Mobile Precision 7510) и отображается на 25-дюймовом мониторе (Dell UltraSharp UP2516D, 2560 x 1440 пикселей; Dell Computer Corporation, Round Rock, TX) с использованием специального программного обеспечения для отслеживания взгляда (Tobii Studio 3.4, Tobii Technology) . Айтрекер неинвазивно отслеживал движения глаз участников и записывал точное местоположение того, куда они смотрели.Участники располагались примерно в 60 см от экрана и подпирали подбородок чашей для подбородка (UHCOTech HeadSpot), чтобы минимизировать движения головы. Чтобы свести к минимуму возможность того, что участники активно думали о своих паттернах движения глаз, участникам сказали, что мы измеряли размер их зрачков, но не сказали, что их движения глаз отслеживаются, пока они не завершили испытание. Для исследований «поисковая задача» и «поисковая клавиатура» яркость монитора (датчик, расположенный посередине монитора и направленный в сторону экрана) с белым фоном составляла 190 кд / м2, а яркость при тестировании в комнате (датчик, расположенный в центре монитора и направленный на участника) составлял 250 люкс (Spectra Cine PhoRad Meter, SC-820, Бербанк, Калифорния).Для исследования «задачи эффективности поиска» яркость монитора (датчик, расположенный в середине монитора и направленный на экран) на белом фоне также составляла 190 кд / м2, но освещенность испытательной комнаты (датчик установлен в центре монитора и направлен на участника) составлял 30 люкс (Spectra Cine PhoRad Meter, SC-820, Бербанк, Калифорния). Исследования «поисковой задачи» и «поисковой клавиатуры» проводились в одном месте, в то время как «задача эффективности поиска» проводилась в другом месте (исследования проводились в разных местах по материально-техническим причинам, не зависящим от исследователей).Айтрекер калибровали (5 баллов) перед началом каждого испытания. Мы использовали фильтр Tobii Velocity-Threshold Identification (фильтр I-VT; заполнение промежутков: 75 мс; выбор глаза: среднее; окно калькулятора скорости: 20 мс; порог классификатора I-VT: 30 градусов / с; время объединения смежных: 75 мс; угол слияния прилегающих друг к другу: 0,5 градуса) для классификации фиксаций и саккад. Этот фильтр классифицирует движения глаз как фиксации или саккады в зависимости от скорости движений глаз. Движения глаз ниже и выше порога скорости (30 градусов / с в данном исследовании) классифицируются как фиксации и саккады соответственно.Данные айтрекинга состояли из координат того, куда участники, как известно, смотрели во время каждой точки отбора проб.

Экспериментальные стимулы

Экспериментальные стимулы были получены из базы данных лиц (Oslo Face Database), в которой участники демонстрировали нейтральное выражение: их голова была обращена прямо к камере, а их глаза были либо направленными, либо отведенными [17]. Поскольку стимулы были взяты из базы данных лиц, люди в стимулах, вероятно, были незнакомы участникам.Фотографии были обработаны с помощью Adobe Photoshop (Adobe Systems, Сан-Хосе, Калифорния). Мы удалили все отражения на роговице, удалив их и используя соседние цвета, чтобы заполнить пространство.

Мы создали три процедуры с тремя блоками лиц, каждый с четырьмя наборами (рис. 1). Три процедуры включали изменение лица таким образом, чтобы склера соответствовала цвету радужной оболочки («совпадение»), была светлее, чем цвет радужной оболочки («светлый»), или была темнее, чем цвет радужной оболочки («темный»). ).В «подходящем» лечении цвет склеры соответствовал среднему цвету радужной оболочки. При «светлом» и «темном» лечении цвет склеры был на 75% светлее и на 75% темнее, чем радужная оболочка, соответственно. «Соответствующие» цвета склеры были созданы с использованием средних значений RGB радужной оболочки; «Темные» и «светлые» цвета склеры были созданы путем мультипликативного масштабирования средних значений RGB радужной оболочки на 0,25 и 1,75 соответственно. Измененные цвета склеры, которые мы основали на цветовом пространстве RGB, аналогичны тем, которые будут генерироваться цветовым пространством CIELAB, цветовым пространством, смоделированным на основе зрительной системы человека и спроектированным для единообразного восприятия [18].В частности, если бы цвета склеры были сгенерированы с использованием цветового пространства CIELAB, а не цветового пространства RGB, средняя разница в цветах склеры между нашими стимулами (на основе цветового пространства RGB) и стимулами, использующими цветовое пространство CIELAB, была бы минимальной. (совпадение склеры: L *: 0, a *: 0, b *: 0; светлый: L *: 3, a *: -3, b *: -8; темный: L *: 2, a *: 3, б *: 10).

Рис. 1. Примеры стимулов для сопоставления, затемнения и светлой обработки при прямом или отведенном взгляде для лица со светлой радужкой.

Человек в этой рукописи дал письменное информированное согласие (как указано в форме согласия PLOS) на публикацию этих деталей случая [17].

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228275.g001

Три блока включали лица, которые были вертикальными и наклоненными на 5,7 ° («большие и вертикальные»), лица, которые были вертикальными и наклонными на 2,85 ° («маленькие и вертикальное »), и лица, которые были перевернуты и наклонены на 5,7 ° (« большие и перевернутые »). В каждом из трех блоков были показаны четыре набора фотографий из 8 массивов: (1) лицо с прямым взглядом и естественным цветом внутри массива лиц с отведенным взглядом и естественным цветом (« Target Directed Natural »), (2) лицо с прямым взглядом и измененным цветом склеры в массиве лиц с отведенным взглядом и измененным цветом склеры (‘Target Directed Modified’), (3) лицо с отведенным взглядом и естественным цветом в массиве лиц с прямым взглядом и естественным цвет («Target Averted Natural») и (4) лицо с отведенным взглядом и измененным цветом склеры в массиве лиц с прямым взглядом и измененным цветом склеры («Target Averted Modified»; Рис. 1 и S1A Рис.).В каждом наборе было показано 40 разных лиц; у половины этих лиц были светлые радужки (субъективно классифицируются как синие или зеленые; a *: меньше двух; b *: меньше восьми; среднее ± SE L *: 48,8 ± 0,99), а у другой половины этих лиц были темные -цветные радужки (субъективно классифицируются как коричневые; a *: больше четырех; b *: больше семнадцати; среднее ± SE L *: 35,5 ± 1,4).

Методика эксперимента

Экспериментатор сначала попросил участников провести практическое испытание, чтобы они могли ознакомиться с процедурой.В практическом испытании участникам были показаны массивы фотографий домашних кошек ( Felis catus ). В каждой группе у семи кошачьих морд были направленные глаза, а у одного глаза были отведены. Участникам было поручено как можно быстрее и точнее найти морду кошки, глаза которой были отведены, а затем нажать клавишу пробела. Им также показали массивы фотографий кошек с противоположным расположением: у семи кошачьих морд были отведенные глаза, а у одного — направленные глаза.Им было приказано как можно быстрее и точнее найти морду кошки, глаза которой были направлены, а затем нажать клавишу пробела. После того, как они нажали пробел, появился следующий массив.

После завершения практического испытания участники выполнили экспериментальное задание («поисковое задание»). Участникам было дано указание искать направленный взгляд в массивах одного лица с направленным взглядом и семи лиц с отведенным взглядом (Target Directed Natural & Target Directed Modified), а затем нажать клавишу пробела; или им было дано указание искать отведенный взгляд в массивах одного лица с отведенным взглядом и семи лиц с направленным взглядом (Target Averted Natural & Target Averted Modified), а затем нажать клавишу пробела.После того, как они нажали пробел, появился следующий массив. Эта парадигма визуального поиска обычно используется в исследованиях внимания [19–23]. Данный участник завершил только одно лечение (совпадающее, светлое или темное; рандомизированное по участникам), чтобы свести к минимуму любые эффекты утомления участников. Блоки и наборы были рандомизированы внутри участников.

Поскольку участники не обязательно определили правильную цель (т. Е. Они, возможно, нажали пробел, но неправильно определили цель), мы выполнили дополнительную экспериментальную задачу («задачу поиска клавиатуры»), которая была похожа на указанную выше задачу, за исключением того, что участники указали свои ответы с помощью специальной клавиатуры (модель: CP24-USBHID; Genovation, Irvine, CA).На клавиатуре было восемь клавиш, которые были расположены в той же конфигурации, что и экспериментальные стимулы (сетка 3×3 без клавиши посередине). В практическом испытании и экспериментальном задании участники нажимали клавишу, соответствующую стимулам, которые они определили как правильную цель.

Наконец, чтобы проверить эффективность поиска, мы выполнили еще одну экспериментальную задачу («задачу эффективности поиска»), которая была похожа на «задачу клавиатуры поиска», за исключением того, что участникам были представлены массивы, состоящие из 4 фотографий, а также 8 фотографий (S1 Рис.) .Участники завершили только согласованную обработку этой задачи. Каждый участник просмотрел три блока с четырьмя наборами в каждом как для фотографий с 4 массивами, так и для фотографий с 8 массивами.

Измерения и статистический анализ

Используя настроенную программу MATLAB, мы нарисовали прямоугольные области интереса (ROI) вокруг каждой грани. Для каждой координаты фиксации мы определили, в какой области интереса она попадает, чтобы определить, смотрел ли участник на целевое лицо, лица-отвлекающие факторы или ни на лицо-цель, ни на лица-отвлекающие факторы.Мы рассчитали количество времени, которое прошло до того, как участники зафиксировали цель (Задержка для фиксации цели), и количество времени, которое прошло между фиксацией участниками правильной цели и ручным ответом путем нажатия клавиши, чтобы указать, что они обнаружили правильную цель (Задержка нажать клавишу после фиксации цели). Для каждого участника мы рассчитали среднее значение показателей в каждом из четырех наборов (Target Directed Natural, Target Directed Modified, Target Averted Natural и Target Averted Modified) трех блоков (большого, малого и инвертированного) для каждого. обработка (спичка, свет и темнота).В массивах, где данные указывали, что участник никогда не фиксировал цель, было невозможно определить, не зафиксировали ли участники цель (и, следовательно, неправильно выполнили задачу), или айтрекер не смог записать взгляд участников. когда они фиксировали цель. Поэтому мы исключили данную матрицу из анализа, если фиксации участника никогда не попадали в пределы цели или если отсутствовало более 10% данных взгляда (5,9%, 9,6% и 4,6% матриц были исключены из задачи поиска, «задача клавиатуры поиска» и «задача эффективности поиска» соответственно).

Мы проанализировали наши данные, используя линейные модели смешанных эффектов с повторными измерениями в SAS (PROC MIXED; неструктурированная ковариационная структура; версия 9.4; SAS Institute Inc., Кэри, Северная Каролина). Зависимой переменной была задержка фиксации лица цели. Независимыми переменными были: блок (большой, маленький или инвертированный), набор (естественная направленность цели, измененная направленность цели, естественная предотвращенная цель и измененная цель), обработка (совпадение, светлая и темная), цвет радужной оболочки (светлая или dark) и их взаимодействия, а также порядок блоков (порядок, в котором блоки отображались для каждого участника), возраст и пол участников.Идентификация участников была включена в модели для учета повторных измерений. Мы выполнили априорных контрастов , чтобы сравнить задержку обнаружения целевого лица между модифицированной склерой (совпадающей, светлой или темной) и естественной склерой; мы выполнили 18 сравнений и использовали поправку на частоту ложных открытий [24] для оценки статистической значимости. Мы выполнили аналогичные смешанные линейные модели с повторными измерениями, используя задержку, чтобы указать их реакцию (нажатие клавиши) после фиксации цели в качестве зависимой переменной.Мы запускали отдельные модели для экспериментов с «поисковой задачей» и «поисковой клавиатурой». Кроме того, мы выполнили аналогичную обобщенную линейную смешанную модель (PROC GLIMMIX; распределение Пуассона), используя процент правильных ответов в качестве зависимой переменной в «задаче поиска клавиатуры».

Наконец, мы выполнили линейную модель смешанных эффектов с повторными измерениями для проверки эффективности поиска. Модель была такой же, как и линейные модели смешанных эффектов выше, за исключением того, что размер массива (четыре или восемь лиц) был включен в качестве дополнительной независимой переменной, обработка была исключена как независимая переменная (участники только завершили обработку соответствия), компонент дисперсии была использована структура (структура, которая привела к наилучшему соответствию модели), и мы выполнили 12 априорных сравнений .Мы также запустили аналогичную линейную модель со смешанными эффектами, используя наклон (наклон каждого набора в четырех или восьми массивах лиц; «эффективность поиска»; [25]) в качестве зависимой переменной.

Результаты

Цвет склеры повлиял на количество времени, которое участники тратили на поиск целевых лиц (F _2,80 = 6,35, p = 0,0028; Таблица 1: Задержка для фиксации цели; Рис. 2). Независимо от направления взгляда участники тратили больше времени на поиск лиц со склерой, соответствующей цвету радужной оболочки (большая и прямая, направленная: F _1,80 = 2.76, р = 0,0071; большие и прямостоячие, отклоненные: F _1,80 = 4,66, p <0,0001) или были темнее, чем цвет радужной оболочки (большие и вертикальные, направленные: F _1,80 = 8,48, p <0,0001; большие и вертикальные, предотвращено: F _1,80 = 5,22, p <0,0001), чем они делали для лиц с естественной склерой, когда лица были относительно большими (наклон 5,7 °). Точно так же, когда лица были относительно небольшими (отклонение на 2,85 °), участники также медленнее находили лица со склерой, соответствующей цвету радужной оболочки (большие и вертикальные, направленные: F _1,80 = 5.93, р <0,0001; большие и вертикальные, в боковом направлении: F _1,80 = 5,76, p <0,0001) или были темнее, чем цвет радужки (большие и прямые, направленные: F _1,80 = 12,65, p <0,0001; большие и вертикальные предотвращено: F _1,80 = 7,66, p <0,0001) по сравнению с лицами с естественной склерой. Эти эффекты были наиболее выражены, когда участники искали лица, на которых склера была темнее, чем цвет радужной оболочки. Например, когда лица были вертикальными и маленькими, участников было 1.В 22 раза и 1,48 раза медленнее поиск лиц с направленным взглядом, когда склера соответствовала цвету радужной оболочки или была темнее, чем цвет радужной оболочки, соответственно, по сравнению с тем, когда склера была естественной окраски. Даже когда лица были перевернуты, участники все равно тратили больше времени на поиск лиц со склерой, которая соответствовала цвету радужной оболочки (большие и вертикальные, направленные: F _1,80 = 3,88, p = 0,0002; большие и вертикальные, боковые: F. _1,80 = 5,35, p <0,0001) или были темнее цвета радужной оболочки (большая и прямая, направленная: F _1,80 = 5.87, р <0,0001; большие и вертикальные, в отведенном положении: F _1,80 = 5,77, p <0,0001), чем для лиц с естественной склерой. Когда склера была светлее, чем цвет радужной оболочки, участники тратили столько же времени на поиск этих лиц по сравнению с лицами с естественной склерой (большой и прямой, направленной: F _1,80 = 0,30, p = 0,76; большой и прямой. , предотвращено: F _1,80 = 0,82, p = 0,41). Участники также потратили больше времени на поиск лиц с темной радужной оболочкой по сравнению со светлой (F _1,80 = 23.88, р <0,0001).

Рис. 2. Задержка для первоначальной фиксации цели и задержка для указания выбора (посредством нажатия клавиши) после первоначальной фиксации цели для больших и вертикальных лиц, маленьких и вертикальных лиц, а также больших и перевернутых лиц для соответствия, темного и светлого обращение в «поисковую задачу».

Горизонтальные линии указывают на запланированные сравнения, которые были статистически значимыми.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228275.g002

Таблица 1.Влияние блокировки, набора, обработки, цвета радужной оболочки, порядка блоков, возраста и пола на задержку для фиксации цели и задержку нажатия клавиши после фиксации цели для «поисковой задачи».

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228275.t001

Результаты были аналогичными в отношении задержки участников, чтобы указать свои ответы после первоначальной фиксации на правильной цели (Таблица 1: Задержка нажатия клавиши после Зафиксируйте цель; рис. 2). Участники медленнее указали свои ответы для лиц со склерой, которая соответствовала цвету радужной оболочки (большая и прямая, направленная: F _1,80 = 5.77, р <0,0001; большие и вертикальные, в боковом направлении: F _1,80 = 2,17, p = 0,033) или были темнее, чем цвет радужной оболочки (большие и вертикальные, направленные: F _1,80 = 8,96, p <0,0001; большие и вертикальные, предотвращено: F _1,80 = 9,16, p <0,0001), чем они были для лиц с естественной склерой. Не было никакой разницы в задержке, чтобы указать их ответы для лиц со склерой, которая была светлее, чем цвет радужной оболочки, по сравнению с лицами с естественной склерой (большой и прямой, направленной: F _1,80 = 1.62, р = 0,11; большие и вертикальные, в отведенном положении: F _1,80 = 0,98, p = 0,33). Результаты были аналогичными, когда участники выполнили одно и то же задание, но также вручную указали (с помощью клавиатуры), какое лицо было правильной целью (таблица S1).

В целом, участники были точны в выборе лиц, которые были правильной целью (средняя точность выше 98%; таблица S2; рис S2). Однако их точность в выборе правильной цели варьировалась в зависимости от цвета склеры и размера лица (F _12,519 = 13.07, р <0,0001). Их точность была самой низкой (средняя точность менее 90%) для лиц, которые были маленькими и имели склеры темнее, чем цвет радужной оболочки (направлено: F ₁₅₁₉ = 12,93, p <0,0001; предотвращено: F ₁₅₁₉ = 14,16 , p <0,0001). Точность участников была выше для лиц со светлой радужкой по сравнению с темными радужками (F _1,87 = 31,77, p <0,0001).

Как и ожидалось, участники тратили больше времени на поиск правильной цели, когда в каждом массиве было восемь лиц вместо четырех (F _1,59 = 6286.20, р <0,0001; Стол S3; S3 Рис). Их эффективность поиска маленьких лиц со склерой, соответствующей цвету радужной оболочки, была наименее эффективной [25]: наклоны поиска маленьких лиц со склерой, соответствующей цвету радужной оболочки, были круче, чем наклоны поиска маленьких лиц с естественной склерой (направлено: F _{). 1,354} = 3,12, p = 0,0020; предотвращено: F _1,354 = 2,84, p = 0,0047; таблица S4; диаграмма S3). Эффективность поиска для больших и вертикальных лиц (направлено: F _1,354 = 1,40, p = 0.16; предотвращено: F _1,354 = 1,18, p = 0,24), а также перевернутые лица (направленные: F _1,354 = 1,73, p = 0,085; предотвращенные: F _1,354 = 2,03, p = 0,043) были подобны независимо от склеры цвет.

Обсуждение

Наши результаты подтверждают гипотезу о том, что глаза с заметной морфологией эволюционировали для облегчения восприятия взгляда. Мы обнаружили, что глаза с заметной морфологией необходимы для быстрого восприятия взгляда у людей: взрослые участники быстрее обнаруживали целевые лица с заметной склерой (белая склера или склера, окрашенная светлее, чем цвет радужной оболочки), по сравнению с лицами с незаметной склерой (склера, окрашенная как цвет радужки или темнее).Эти результаты демонстрируют, что заметная склера, в отличие от замаскированной склеры, наблюдаемой у большинства других видов приматов [6], имеет решающее значение для быстрого восприятия взгляда у людей.

Участники-люди быстро фиксировали лица мишеней с заметной склерой. Независимо от того, искали ли участники лицо с направленным взглядом среди лиц с отведенным взглядом или лицо с отведенным взглядом среди лиц с направленным взглядом, они быстро нашли целевое лицо с заметной склерой.Напротив, когда склера была незаметна, участники тратили больше времени на поиск этих лиц по сравнению с лицами с заметной склерой. Эти шаблоны были похожи для больших лиц, которые имитировали взаимодействие крупным планом, а также маленьких лиц, которые моделировали взаимодействия на расстоянии. Они также были похожи на перевернутые лица, которые сохраняли низкоуровневые визуальные свойства (такие как яркость), но нарушали конфигурацию лица [26]. Поскольку на зрительное внимание могут сильно влиять восходящие процессы (такие как контраст [27,28]), неудивительно, что участники быстро фиксировали целевые лица с заметными склерами, которые демонстрируют высокий контраст.Важно отметить, что участники одинаково быстро фиксировали лица со склерой естественного цвета и лица с цветом склеры, который был светлее цвета радужной оболочки; это демонстрирует, что цифровая манипуляция цветом склеры не обязательно изменяет латентность фиксации. Мы также обнаружили, что участники быстрее фиксировали целевые лица с помощью светлых радужных оболочек по сравнению с темными; будущие эксперименты могут оценить, как цвет радужной оболочки взаимодействует с цветом склеры и влияет на восприятие взгляда.

После того, как участники зафиксировали целевые лица с заметной склерой, они быстро вручную указали, что они нашли целевые лица (посредством нажатия клавиши).Однако, когда склера была незаметна, участники намного медленнее вручную указали, что они нашли целевые лица; их время отклика вручную было особенно медленным для маленьких лиц с цветом склеры, который был темнее, чем цвет радужной оболочки. Эти более медленные ручные ответы, вероятно, указывают на то, что участники были менее уверены в своих решениях и, следовательно, тратили больше времени, чтобы указать свои ответы. Их время отклика вручную для лиц со склерой естественного цвета и лиц с цветом склеры, который был светлее, чем цвет радужной оболочки, было одинаковым, что указывает на то, что цифровое управление цветом склеры не обязательно изменяет задержки ручного отклика.

Участники очень аккуратно выбирали целевые лица. За исключением маленьких лиц со склерой, которая была темнее, чем цвет радужной оболочки, участники смогли найти правильное целевое лицо с точностью более 98%. Таким образом, даже несмотря на то, что участники тратили больше времени на поиск целевого лица, когда на лице была незаметная склера (см. Выше), они в конечном итоге точно идентифицировали правильное лицо. Единственными целевыми лицами, которые участникам было трудно правильно идентифицировать, были маленькие лица с темным цветом склеры: они были на 90% точны в обнаружении этих целевых лиц.Предыдущая работа показала, что люди имеют точность восприятия взгляда только на 52%, когда склера темнее радужной оболочки (черная склера, белый зрачок и белая радужная оболочка [7]). Напротив, мы обнаружили, что точность восприятия взгляда была более 90% независимо от цвета склеры. Вместо того, чтобы предъявлять стимулы, в которых цвет склеры и радужной оболочки был полярно противоположным [7], наши стимулы только регулировали цвет склеры (а не одновременно регулировали цвет склеры, зрачка и радужной оболочки), и мы делали это относительно естественного цвета радужной оболочки.Учитывая, что у большинства видов приматов склера точно соответствует цвету их радужной оболочки [6], наши стимулы, в которых цвет склеры соответствовал цвету радужной оболочки, близко имитировали морфологию глаз этих других видов приматов. Кроме того, в нашем исследовании использовалась задача поиска взгляда, в то время как в предыдущей работе использовалась задача распознавания взгляда, которая также могла учитывать различия в уровнях точности.

Удивительно, но эффективность поиска в целом была одинаковой для лиц со склерой естественного цвета и лиц со склерой, соответствующей цвету радужной оболочки.Когда лица были большими и вертикальными, а также большими и перевернутыми, участники были одинаково эффективны при поиске этих лиц. Однако участники были менее эффективны при поиске лиц со склерой, которая соответствовала цвету радужной оболочки, по сравнению со склерой естественного цвета, когда лица были маленькими, что позволяет предположить, что цвет склеры для восприятия взгляда может быть особенно важен во время удаленных взаимодействий. Способность людей общаться друг с другом на больших расстояниях, вероятно, имеет решающее значение для многих типов взаимодействий.Эта способность может быть особенно полезна во время охоты, когда бесшумное общение имеет решающее значение для успешного исхода [5,29]. Предыдущая работа показала, что люди могут надежно определять направление взгляда с расстояния до 10 метров [30,31], и наши результаты показывают, что цвет склеры способствует этой способности.

Наши результаты подтверждают гипотезу об усилении взгляда, демонстрируя, что глаза с заметной морфологией облегчают восприятие взгляда. Люди быстрее и точнее всего воспринимают взгляд, когда лица имеют склеры естественного цвета (или склеры светлее радужной оболочки).Когда лица изменены так, что морфология глаз менее заметна (склера, которая соответствует цвету радужной оболочки или темнее, чем цвет радужной оболочки), восприятие взгляда замедляется. Учитывая, что у 99% нечеловеческих приматов морфология глаз менее заметна (с цветом склеры, который точно соответствует цвету их радужной оболочки; [6]), будущие эксперименты, которые исследуют способность нечеловеческих приматов воспринимать взгляд, будут информативными. Наши результаты показывают, что морфология глаза играет решающую роль в восприятии взгляда человека и, следовательно, влияет на эволюцию социального познания.

Благодарности

Мы благодарим Меган Тарбет за проведение некоторых испытаний.

Ссылки

1. 1. Эмери, штат Нью-Джерси. У глаз есть это: нейроэтология, функция и эволюция социального взгляда. Neuroscience & Biobehavioral Reviews 2000; 24: 581–604.
2. 2. Косс Р.Г., Маркс С., Рамакришнан У. Ранняя среда формирует развитие отвращения взгляда у диких шляпных макак ( Macaca radiata ). Primates 2002; 43: 217–222.pmid: 12145402
3. 3. Тальятела Дж. П., Рассел Дж. Л., Поуп С. М., Мортон Т., Богарт С., Ример Л. Р. и др. Мультимодальное общение у шимпанзе. Американский журнал приматологии, 2015 г .; 77: 1143–1148. pmid: 26212686
4. 4. Томаселло М., Заяц Б., Леманн Х., Калл Дж. Опора на голову и глаза при взгляде, который следует за большими обезьянами и человеческими младенцами: гипотеза кооперативного глаза. Журнал эволюции человека 2007; 52: 314–320. pmid: 17140637
5. 5. Уэда С., Кумагаи Г., Отаки Ю., Ямагути С., Кохима С.Сравнение окраски лица и пристального взгляда у собак позволяет предположить, что у серых волков ( Canis lupus ) общение взглядами. PLoS ONE 2014; 9: e98217. pmid: 24918751
6. 6. Кобаяси Х., Кохима С. Уникальная морфология человеческого глаза и ее адаптивное значение: сравнительные исследования внешней морфологии глаза приматов. Журнал эволюции человека 2001; 40: 419–435. pmid: 11322803
7. 7. Риччарделли П., Бейлис Г., Драйвер Дж. Положительные и отрицательные стороны человеческого опыта в восприятии взгляда.Познание 2000; 77: B1 – B14. pmid: 10980254
8. 8. Лэнгтон С.Р., Ватт Р.Дж., Брюс В. Есть ли это у глаз? Подсказки к направлению общественного внимания. Тенденции в когнитивных науках 2000; 4: 50–59. pmid: 10652522
9. 9. Андо С. Смещение видимого направления взгляда, вызванное яркостью. Восприятие 2002; 31: 657–674. pmid: 12092793
10. 10. Андо С. Восприятие направления взгляда на основе отношения яркости. Восприятие 2004; 33: 1173–1184. pmid: 15693663
11. 11.Дженкинс С. И последнее, но не менее важное. Восприятие 2007; 36: 1266–1268. pmid: 17972488
12. 12. Джессен С., Гроссманн Т. Бессознательное различение социальных сигналов от белков глаз у младенцев. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 2014 г .; 111: 16208–16213. pmid: 25349392
13. 13. Сегал Н.Л., Гетц А.Т., Мальдонадо переменного тока. Предпочтения видимой белой склеры у взрослых, детей и детей с расстройством аутистического спектра: последствия гипотезы кооперативного глаза.Эволюция и поведение человека 2015; 37: 35–39.
14. 14. Андерсон NC, Риско Е.Ф., Кингстон А. Движение влияет на распознавание направления взгляда и устраняет противоречивые сигналы яркости. Психономический бюллетень и обзор 2016; 23: 817–823.
15. 15. Ёкояма Т., Сакаи Х., Ногучи Ю., Кита С. Восприятие прямого взгляда не требует концентрации внимания. Научные отчеты 2014; 4: 3858. pmid: 24457351
16. 16. Мартин У.В., Джонс РФ. Точность оценки взгляда: подход обнаружения сигнала.Британский журнал социальной психологии 1982; 21: 293–299. pmid: 7171930
17. 17. Челнокова О., Лаенг Б., Эйкемо М., Ригельс Дж., Лёсет Дж., Мааруд Х. и др. Награда за красоту: опиоидная система опосредует социальную мотивацию человека. Молекулярная психиатрия 2014; 19: 746–747. pmid: 24514570
18. 18. Pazda AD, Thorstenson CA, Elliot AJ., Perrett D. Покраснение лица женщин увеличивает их воспринимаемую привлекательность: посредничество через воспринимаемое здоровье. Восприятие 2016; 45: 739–754.pmid: 26
7
19. 19. Охман А., Фликт А., Эстевес Ф. Эмоции привлекают внимание: обнаружение змеи в траве. Журнал экспериментальной психологии: Общие 2001; 130: 466–478.
20. 20. LoBue V. И появился паук: предвзятость при обнаружении пауков у маленьких детей и взрослых. Журнал экспериментальной детской психологии 2010; 107: 59–66. pmid: 20529694
21. 21. Пенкунас MJ, Coss RG. Быстрое обнаружение зрительно вызывающих животных детьми дошкольного возраста и взрослыми.Журнал экспериментальной детской психологии 2013; 114: 522–536. pmid: 23218450
22. 22. Йорзинский JL, Пенкунас MJ, Platt ML, Coss RC. Опасные животные привлекают и удерживают внимание людей. Эволюционная психология 2014; 12: 534–548. pmid: 25299991
23. 23. Кавай Н., Кубо К., Масатака Н., Хаякава С. Сохранена эволюционная история для быстрого обнаружения угрожающих лиц. Познание животных 2016; 19: 655–660. pmid: 26714818
24. 24. Бенджамини Ю., Хохберг Ю.Контроль уровня ложного обнаружения: практичный и эффективный подход к множественному тестированию. Журнал Королевского статистического общества, серия B, 1995 г .; 57: 289–300.
25. 25. Купер Р.М., Закон А.С., Лангтон СРЗ. Оглядываясь назад на эффект пристального взгляда в толпе: пристальные глаза не привлекают внимания при визуальном поиске. Журнал Vision 2013; 13: 1–22.
26. 26. Танака Дж. В., Симони Д. «Части и целые» распознавания лиц: обзор литературы. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии 2016; 69: 1876–1889.
27. 27. Насанен Р., Оджанпаа Х., Коджо И. Влияние контраста стимулов на производительность и движения глаз при визуальном поиске. Vision Research 2001; 41: 1817–1824. pmid: 11369045
28. 28. Итти Л., Кох К. Компьютерное моделирование визуального внимания. Nature Reviews Neuroscience 2001; 2 (3): 194–203. pmid: 11256080
29. 29. Гроссманн Т. Глаза как окно в другие умы: интегративная перспектива. Перспективы психологической науки 2017; 12: 107–121.pmid: 28073330
30. 30. Сато Т., Мацузаки Н. Влияние расстояния просмотра и разрешения изображения на восприятие взгляда (на японском языке). Human Interface 2000; 2: 127–131.
31. 31. Ватт Р., Крейвен Б., Куинн С. Роль бровей в регулировании видимости направления взгляда. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии 2007; 60: 1169–1177.

Как работает человеческий глаз

Человеческий глаз принадлежит к общей группе глаз, встречающихся в природе, которые называются «глаза камеры».«Подобно тому, как объектив камеры фокусирует свет на пленку, структура в глазу, называемая роговицей, фокусирует свет на светочувствительную мембрану, называемую сетчаткой.

Структура глаза

Роговица — это прозрачная структура, находящаяся в самой передней части глаза, который помогает фокусировать падающий свет. Позади зрачка расположена бесцветная прозрачная структура, называемая хрусталиком. Прозрачная жидкость, называемая водянистой влагой, заполняет пространство между роговицей и радужной оболочкой.

«Роговица фокусирует большую часть свет, затем он проходит через линзу, которая продолжает фокусировать свет », — пояснил д-р.Марк Фромер, офтальмолог и специалист по сетчатке глаза в больнице Ленокс Хилл в Нью-Йорке. [ 7 величайших тайн человеческого тела ]

Позади роговицы находится цветная кольцеобразная мембрана, называемая радужной оболочкой. По словам Фромера, радужная оболочка имеет регулируемое круглое отверстие, называемое зрачком, которое может расширяться или сужаться, чтобы контролировать количество света, попадающего в глаз.

Ресничные мышцы окружают хрусталик. Мышцы удерживают линзу на месте, но они также играют важную роль в зрении.Когда мышцы расслабляются, они притягивают и сглаживают линзу, позволяя глазу видеть объекты, находящиеся далеко. Чтобы четко видеть близкие объекты, ресничная мышца должна сокращаться, чтобы сделать хрусталик утолщенным.

Внутренняя камера глазного яблока заполнена желеобразной тканью, называемой стекловидным телом. Пройдя через линзу, свет должен пройти через эту жидкость, прежде чем поразить чувствительный слой клеток, называемый сетчаткой.

(Изображение предоставлено: LiveScience Graphic / Изображение любезно предоставлено 3DScience.com)

Сетчатка

Фромер объяснил, что сетчатка — это самый внутренний из трех слоев ткани, составляющих глаз. Самый внешний слой, называемый склерой, придает большей части глазного яблока белый цвет. Роговица также является частью внешнего слоя.

Средний слой между сетчаткой и склерой называется сосудистой оболочкой. Сосудистая оболочка содержит кровеносные сосуды, которые снабжают сетчатку питательными веществами и кислородом и удаляют продукты жизнедеятельности. [ Image Gallery: Глазной имплантат восстанавливает зрение слепоте ]

В сетчатку встроены миллионы светочувствительных клеток, которые бывают двух основных видов: палочки и колбочки.

Палочки используются для монохромного зрения при плохом освещении, а колбочки используются для цвета и для обнаружения мелких деталей. Колбочки расположены в части сетчатки непосредственно за сетчаткой, называемой ямкой, которая отвечает за резкое центральное зрение.

Когда свет попадает на стержни или колбочки сетчатки, он преобразуется в электрический сигнал, который передается в мозг через зрительный нерв. Затем мозг преобразует электрические сигналы в изображения, которые видит человек, сказал Фромер.

Проблемы со зрением / заболевания

Наиболее частыми проблемами со зрением являются близорукость (миопия), дальнозоркость (дальнозоркость), дефект глаза, вызванный несферической кривизной (астигматизм) и возрастная дальнозоркость (пресбиопия), согласно данным Национальный глазной институт.

У большинства людей пресбиопия разовьется в возрасте 40-50 лет, и им потребуются очки для чтения, сказал Фромер. По его словам, с возрастом хрусталик становится плотнее, и цилиарным мышцам становится труднее сгибать его.

К основным причинам слепоты в США относятся катаракта (помутнение хрусталика), возрастная дегенерация желтого пятна (ухудшение центральной части сетчатки), глаукома (повреждение зрительного нерва) и диабетическая ретинопатия (повреждение крови сетчатки). сосуды), по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Другие распространенные заболевания включают амблиопию («ленивый глаз») и косоглазие (косоглазие), сообщает CDC.

Дополнительная информация от Тани Льюис, штатного писателя

Примечание редактора: Если вам нужна дополнительная информация по этой теме, мы рекомендуем следующую книгу:

Связанные страницы о человеческом теле

Части тела человеческое тело

• Мочевой пузырь: факты, функции и заболевание
• Человеческий мозг: факты, анатомия и картографический проект
• Толстая кишка: факты, функции и заболевания
• Уши: факты, функции и заболевания
• Пищевод: факты, функции и заболевания
• Желчный пузырь: функции, проблемы и здоровое питание
• Сердце человека: анатомия, функции и факты
• Почки: факты, функции и заболевания
• Печень: функции, отказы и заболевания
• Легкие: факты, функции И болезни
• Нос: факты, функции и заболевания
• Поджелудочная железа: функция, расположение и заболевания
• Тонкий кишечник: функция, длина и проблемы
• S Pleen: функции, расположение и проблемы
• Желудок: факты, функции и заболевания
• Язык: факты, функции и заболевания

Системы человеческого тела

• Система кровообращения: факты, функции и болезни
• Пищеварительная система Система: факты, функции и заболевания
• Эндокринная система: факты, функции и заболевания
• Иммунная система: болезни, нарушения и функции
• Лимфатическая система: факты, функции и заболевания
• Мышечная система: факты, функции и болезни
• Нервная система Система: факты, функции и заболевания
• Репродуктивная система: факты, функции и заболевания
• Дыхательная система: факты, функции и заболевания
• Скелетная система: факты, функции и заболевания
• Кожа: факты, болезни и состояния
• Мочевыделительная система : Факты, функции и заболевания

Дополнительные ресурсы

Части глаза

Части глаза

Детали Глаза

Здесь я кратко опишу различные части глаза:

Склера

Склера это белок глаза.«Не стреляйте, пока не увидите их склеры».

• Внешний вид гладкий и белый
• Интерьер коричневый и рифленый
• Чрезвычайно прочный
• Гибкость добавляет силы
• Непрерывный с оболочкой зрительного нерва
• Сухожилия прикреплены к это

The Роговица

Роговица это четкая выпуклая поверхность перед глазом. Это главный преломляющий поверхность глаза.

• Первичное преломление поверхность глаза
• Показатель преломления: п = 1,37
• Обычно прозрачный и равномерной толщины
• Почти бессосудистая
• Богато укомплектован нервные волокна
• Чувствительность к иностранному тела, холодный воздух, химическое раздражение
• Питание на водной основе юмор и
• Слезы поддерживают кислород обмен и водность
• Слезы предотвращают рассыпание и улучшить оптическое качество

Передний И задние камеры

• Передняя камера находится между роговицей и радужкой
• Задняя камера находится между диафрагмой и линзой
• Содержит водный юмор
• Показатель преломления: п = 1.33
• Удельная вязкость воды чуть более 1,0 (как вода, отсюда и название)
• Давление 15-18 мм ртути сохраняет форму глазка и расстояние между элементами
• Водный юмор из плазмы крови
• Для продления требуется около час
• Глаукома — это результат повышенного давления жидкости в глазу из-за уменьшения или закупорки водянистой влаги из передней камеры в заднюю.

Ирис / зрачок

• Ирис сильно пигментирован
• Сфинктерная мышца до сужать или расширять зрачок
• Зрачок сквозное отверстие какой свет проходит
• Диапазоны диаметра зрачка примерно от 3-7 мм
• Площадь 7-38 кв. мм (коэффициент 5)
• Цвет глаз (карие, зеленые, синий и т. д.) в зависимости от количества и распределения пигмента меланина

Линза

• Прозрачный корпус закрытый в эластичной капсуле
• Состоит из белков и вода
• Состоит из слоев, как лук, с твердым ядром, мягкой коркой
• Градиент преломления индекс (1,38 — 1,40)
• Молодой человек может измениться форма хрусталика через цилиарные мышцы
• Сокращение мышцы вызывает выпирание линзы
• Примерно 50 лет, линза больше не меняет форму
• становится более желтым с возрастом: Катаракта

График справа показана оптическая плотность (-log пропускания) линзы в виде функция длины волны.Кривые показывают изменение плотности с возрастом. Более коротковолновый свет блокируется с возрастом.

стекловидное тело Юмор

• Заполняет пространство между хрусталик и сетчатка
• Прозрачный студенистый кузов
• Удельная вязкость 1,8 — 2,0 (желеобразная консистенция)
• Показатель преломления, п = 1,33
• Питание от сетчатки глаза сосуды, цилиарное тело, водная оболочка
• Плавающие тени отслоившийся материал / мусор в стекловидном теле
• Также поддерживает глаз форма

Сетчатка

Уведомление ориентация сетчатки в глазу.Центр глазного яблока к нижней части этого рисунка, а задняя часть глазного яблока — к вершина. На этом рисунке свет проникает снизу. г. свет должен пройти через множество слоев клеток, прежде чем, наконец, достигнет фоторецепторы. Фоторецепторы — это место, где поглощается свет и преобразованы в электрохимические сигналы, используемые нервными система. Это изменение называется ПРЕОБРАЗОВАНИЕ . г. внутренняя часть глазного яблока — это «внутренняя» сторона, а внешняя это «внешняя» сторона. Ядерные слои содержат тела клеток. Плексиформные слои содержат связи между клетками сетчатки.

Следующее Картинка показывает схематическое изображение клеток сетчатки:

снова свет, входящий снизу, проходящий через все эти слои до всасывания в рецепторах. Вы можно увидеть два типа рецепторов: стержневые стержни и конусообразные конусы. Сигнал после трансдукции передается в горизонтальные ячейки (H). и биполярные клетки через слой связей. Боковая обработка занимает поместите в этот слой через горизонтальные ячейки. Пропускная способность передается к другому слою связей с амакриновыми клетками (А) и ганглием клетки. Амакриновые клетки также имеют боковые связи в этой внутренней плексиформный слой.Сигналы выходят из глаза через ганглиозную клетку. аксоны, которые связаны вместе, образуя зрительный нерв. г. сетчатка имеет такую ​​же слоистую структуру, как и верхние слои серого вещества кора больших полушарий головного мозга. Фактически сетчатка — это расширение центральной нервной системы (головного и спинного мозга), которая образуется во время эмбриональное развитие. Это одна из причин, по которой ученые заинтересованы при обработке сетчатки глаза; сетчатка — доступная часть мозга, которая можно легко стимулировать светом.

Говорящий зрительного нерва …

Расположение где зрительный нерв связан и выходит из сетчатки, известен как зрительный нерв. диск. В месте расположения диска зрительного нерва нет фоторецепторов. следовательно, есть слепое пятно. Научный термин для слепого пятна — скотома. Таким образом, слепое пятно из-за диска зрительного нерва в норме является естественной постоянной скотомой. зрение. Вот демонстрация естественной постоянной скотомы:

Закрыть левый глаз.Сосредоточьтесь на кресте своим правым глазом. Это вызовет изображение креста, чтобы упасть на вашу ямку. Отрегулируйте расстояние просмотра пока черное пятно не исчезнет. Когда это происходит, изображение пятна падает на ваше слепое пятно. Что Вы видите (или не видите), когда делаете это с верхней фигурой? Что происходит, когда пробел в нижнем рисунке выпадает на ваше слепое пятно?

Вам следует увидеть, как «смайлик» на верхнем рисунке исчезнет, ​​когда он упадет в ваш слепая зона.Когда зазор на нижнем рисунке попадает в слепую зону, визуальный система «заполняет» строку. Так почему бы нам не заметить слепое пятно в нормальном зрении? Во-первых, у нас два глаза, а слепые зоны не соответствуют друг другу. места (они расположены в носу (по направлению к носу) на сетчатке, поэтому слепые пятна — височные (по направлению к виску) в поле зрения). Кроме того, процесс заполнения делает слепое пятно менее заметным, особенно в периферическая зона зрения с меньшей остротой зрения (способность видеть детали).

As упомянутые выше, перед рецепторами находятся слои клеток через который должен пройти свет. Вдобавок спереди есть сосудистая сеть. поверхность сетчатки. Вы можно увидеть эту сосудистую сеть (или, вернее, ее тень), нажав кнопку направьте свет в сторону глазного яблока и осторожно пошевелите им. Что ты будет выглядеть как на рисунке ниже.

Почему разве мы не видим это регулярно? Как упоминалось ранее, зрительная система чувствителен к изменениям, и когда свет проходит нормально через зрачок, сосуды стабильны.Они также маленькие и узкие, поэтому они однако не блокируют много света при освещении со стороны, которую они отбрасывают более широкая тень. Если вы смотрите на темно-синее поле или на небо (не на солнце) на ясном днем вы можете заметить пульсацию или завитки, движущиеся вокруг. Эти тени красных кровяных телец в этих сосудах.

The Ямка

Фовеа это место на сетчатке центрального взгляда.Когда вы смотрите прямо или фиксируете, при воздействии раздражителя локусом этой центральной фиксации на сетчатке является ямка. Там только колбочки в ямке человека (без палочек). Они более тонкие, удлиненные, любые очень плотно упакован. Из-за этого фовеа является местом наивысшего зрительного восприятия. острота и лучшее цветовое зрение.

На схеме ниже видно, что слои сетчатки отодвинуты в сторону (аксоны рецепторы имеют удлиненную форму), оставляя свету более четкий путь для достижения рецепторов.На самом деле на месте фовеа есть небольшое углубление или ямка из-за к этому, и это явный ориентир на сетчатке во время офтальмологического обследования. Удлиненные наружные сегменты колбочек (где фотопигмент, а где происходит преобразование) увеличивайте чувствительность, увеличивая количество фотопигмент. В центральной ямке сосудов нет.

Макула

Покрытие фовеа — это пигмент, называемый макулой.считается, что макула служит как защитный фильтр над фовией, поглощающий синее и ультрафиолетовое излучение. Этот пигмент варьируется от наблюдателя к наблюдателю и является источником индивидуальных вариаций. в цветовом зрении. Обычно мы не замечаем фильтрацию макулы, но под в особых условиях мы можем заметить его присутствие, вызывая так называемый синдром Максвелла. место.

Вот график зависимости плотности макулы от длины волны:

Кому увидеть пятно Максвелла попробуйте поочередно просматривать через синий и желтый фильтр.Если смотреть через синий фильтр после адаптации через желтый фильтра вы можете увидеть темную область, покрывающую примерно центральные 3 ° угла обзора. Попробуйте, нажав здесь . Никаких гарантий. г. средне- и длинноволновые чувствительные колбочки выборочно адаптированы к желтый, чтобы их реакция была ослаблена при последующем поиске через синий, тем самым усиливая визуальный эффект макулы.

Другой демонстрация макулы называется кистями Хайдингера. Look на однородном синем поле (опять же, ясное небо хорошо подходит для этого) через линейный поляризатор. Вы можете увидеть маленькие желтые песочные часы в центральная зона 3 °. При изменении ориентации поляризатора ориентация песочных часов меняется. Кому справа — кисти Хайдингера, изображенные художниками.

The Офтальмоскоп

ОК, офтальмоскоп не является частью глаза …

Если хотите заглянуть кому-то в глаза — у вас проблема. Ваша голова заблокирует свет попадание в глаз. Приписанный Гельмгольцу офтальмоскоп решает эту проблему. направив в глаза небольшой луч света. Отраженный свет затем доступны для просмотра.

Это схематическая диаграмма, показывающая, как работает офтальмоскоп.Альтернатива использовать половинное посеребренное зеркало, которое покрывает всю входную зону и пропускает половину света на глаз, а затем пропускает половину отражающего свет проходит через зеркало в глаз наблюдателя. В класса, я стараюсь взять офтальмоскоп, чтобы студенты могли смотреть в глаза друг другу. Возможно, вы можете получить один или спросить своего врача или окулист, чтобы вы могли попробовать это на нем / ней. Один в другой раз, когда вы видите внутреннюю часть глаза, вы получаете красные глаза на фотографии.Здесь вы видите отражение на сетчатке родопсин, розовый фотопигмент в стержневых фоторецепторах.

Что означает кольцо вокруг роговицы

У некоторых людей появляется серый, белый или голубоватый круг вокруг всей или части цветной части глазного яблока (называемой роговицей). Состояние, которое иногда называют «кольцом вокруг зрачка», официально известно как роговичная дуга .Он также может обозначаться как arcus senilis у пожилых людей и arcus juvenilis у молодых людей.

Роговичная дуга может выглядеть как дуга над или под роговицей, или она может образовывать целое кольцо вокруг роговицы. Хотя он часто считается доброкачественным, особенно у пожилых людей, данные свидетельствуют о том, что он может служить предиктором сердечных заболеваний у молодых людей.

Afrodriguezg / Wikimedia Commons / CC BY 4.0

Об Arcus Senilis

Arcus senilis часто встречается у пожилых людей.Беловатая дуга вызвана отложением жира (липидов) вокруг роговицы. Состояние обычно связано с более высоким уровнем холестерина. Изменение цвета, вызванное arcus senilis, не ухудшает зрение и не вредит глазам.

Роговичная дуга чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и у чернокожих, чем у белых. Его распространенность увеличивается с возрастом. Это связано с гиперхолестеринемией, алкоголем, гипертонией (высоким кровяным давлением), курением, диабетом, возрастом и ишемической болезнью сердца.Взаимодействие с другими людьми

При этом появление старческой дуги в возрасте старше 50 лет не связано с повышенным риском заболевания. Скорее, он отражает ожидаемую частоту гипертонии, диабета и ишемической болезни сердца у людей этой возрастной группы.

О компании Arcus Juvenilis

Хотя это считается относительно доброкачественным для пожилых людей, большинство офтальмологов рекомендуют людям младше 50 лет с роговичной дугой сдавать кровь на анализ на гиперхолестеринемию (повышенный уровень холестерина) и другие нарушения, связанные с липидами.

Исследование, проведенное в 2010 году в Бостонском университете, показало, что роговичная дуга моложе 45 лет связана с высоким уровнем «плохого» холестерина ЛПНП (в среднем 133 мг / дл). Из 3890 взрослых с arcus juvenilis каждый десятый уже получал гипертоническую терапию.

Более того, к 64 годам исследование предсказало, что эта же группа людей будет иметь не только чрезмерно высокий уровень ЛПНП (154 мг / дл), но и высокий уровень триглицеридов (115 мг / дл), высокий общий холестерин (232 мг / дл). и высокое систолическое артериальное давление (138 мм рт. ст.).Все эти факторы позволяют прогнозировать ИБС и ССЗ.

Когда обращаться к врачу

Arcus senilis — это безвредное заболевание для пожилых людей. То же самое и с некоторыми изменениями цвета глаз. Например, цвет глаз ребенка может измениться и снова измениться, пока ему не исполнится 3 года.

Другие изменения цвета глаз следует проверить у офтальмолога или оптометриста. Например:

• Если белки ваших глаз пожелтели, возможно, у вас желтуха — состояние, связанное с проблемами с печенью.
• Красные глаза также могут быть связаны с субконъюнктивальным кровоизлиянием, состоянием, симптоматическим диабетом, гипертонией или даже лейкемией.
• Красные пятна могут быть признаком серповидно-клеточной анемии, доброкачественной или раковой опухоли.
• Конъюнктивит («розовый глаз») — очень заразная инфекция глаза, которая может вызывать зуд и боль.
• Побеление или обесцвечивание зрачка может быть признаком катаракты.

Физика света и цвета — человеческое зрение и цветовое восприятие

Цветовое стереозрение человека — очень сложный процесс, который до конца не изучен, несмотря на сотни лет интенсивных исследований и моделирования.Зрение включает почти одновременное взаимодействие двух глаз и мозга через сеть нейронов, рецепторов и других специализированных клеток. Первыми шагами в этом сенсорном процессе являются стимуляция световых рецепторов в глазах, преобразование световых стимулов или изображений в сигналы и передача электрических сигналов, содержащих зрительную информацию, от каждого глаза к мозгу через зрительные нервы . Эта информация обрабатывается в несколько этапов, в конечном итоге достигая зрительной коры головного мозга.

Человеческий глаз оснащен множеством оптических компонентов, включая роговицу, радужную оболочку, зрачок, водянистую влагу и стекловидное тело, линзу с переменным фокусным расстоянием и сетчатку (как показано на рисунке 1). Вместе эти элементы формируют изображения объектов, попадающих в поле зрения каждого глаза. Когда объект наблюдается, он сначала фокусируется через выпуклую роговицу и элементы линзы, образуя перевернутое изображение на поверхности сетчатки , многослойной мембраны, содержащей миллионы светочувствительных клеток.Чтобы достичь сетчатки, световые лучи, сфокусированные роговицей, должны последовательно пройти через водянистую влагу (в передней камере), хрусталик, студенистое стекловидное тело, а также сосудистые и нейронные слои сетчатки, прежде чем они достигнут светочувствительные внешние сегменты колбочек и стержневых ячеек. Эти фотосенсорные клетки обнаруживают изображение и преобразуют его в серию электрических сигналов для передачи в мозг.

Несмотря на некоторые заблуждения из-за широкого спектра терминологии, используемой для описания анатомии глаза, именно роговица, а не хрусталик, отвечает за большую часть общей преломляющей силы глаза.Гладкая и прозрачная, как стекло, но такая же гибкая и прочная, как пластик, передняя, ​​сильно изогнутая, прозрачная часть внешней стенки глазного яблока позволяет световым лучам, формирующим изображение, проходить внутрь. Роговица также защищает глаз, создавая физический барьер, который защищает внутреннюю часть глаза от микроорганизмов, пыли, волокон, химических и других вредных материалов. Хотя она намного тоньше хрусталика, роговица обеспечивает около 65 процентов преломляющей силы глаза.Большая часть силы преломления света сосредоточена вблизи центра роговицы, которая более округлая и тонкая, чем периферические части ткани.

Как окно, контролирующее попадание света в глаз, роговица (рис. 2) необходима для хорошего зрения, а также действует как фильтр ультрафиолетового света. Роговица удаляет некоторые из наиболее разрушительных ультрафиолетовых длин волн, присутствующих в солнечном свете, тем самым дополнительно защищая высокочувствительную сетчатку и хрусталик от повреждений. Если роговица слишком сильно изогнута, как в случае близорукости, удаленные объекты будут выглядеть размытыми из-за несовершенного преломления света на сетчатке.При состоянии, известном как астигматизм , несовершенства или неровности роговицы приводят к неравномерному преломлению, что создает искажение изображений, проецируемых на сетчатку.

В отличие от большинства тканей тела роговица не содержит кровеносных сосудов для питания или защиты от инфекции. Даже самые маленькие капилляры могут помешать точному процессу рефракции. Роговица получает питание от слез и водянистой влаги, которая заполняет камеры позади структуры.Внешний эпителиальный слой роговицы заполнен тысячами маленьких нервных окончаний, что делает роговицу чрезвычайно чувствительной к боли при трении или царапании. Эпителиальный слой роговицы, составляющий около 10 процентов толщины ткани, блокирует попадание инородных тел в глаз, обеспечивая гладкую поверхность для поглощения кислорода и питательных веществ. Центральный слой роговицы, известный как строма , составляет около 90 процентов ткани и состоит из водонасыщенной волокнистой белковой сети, которая обеспечивает прочность, эластичность и форму для поддержки эпителия.Питательные клетки завершают оставшуюся часть слоя стромы. Поскольку строма имеет тенденцию поглощать воду, основная задача ткани эндотелия — откачивать лишнюю воду из стромы. Без этого перекачивающего действия строма набухла бы от воды, стала бы мутной и, в конечном итоге, сделала бы непрозрачную роговицу, делая глаза слепыми.

Частичная или полная потеря прозрачности хрусталиком или его капсулой приводит к общему состоянию, известному как катаракта . Катаракта — основная причина слепоты во всем мире и важная причина ухудшения зрения в Соединенных Штатах.Развитие катаракты у взрослых связано с нормальным старением, воздействием солнечного света, курением, плохим питанием, травмой глаз, системными заболеваниями, такими как диабет и глаукома, и нежелательными побочными эффектами некоторых фармацевтических препаратов, включая стероиды. На ранних стадиях человек, страдающий катарактой, воспринимает мир как размытый или не в фокусе. Четкому зрению препятствует уменьшение количества света, попадающего на сетчатку, и помутнение изображения (из-за дифракции и рассеяния света), как если бы человек наблюдал за окружающей средой через туман или дымку (см. Рис. 3).Удаление непрозрачной линзы во время операции по удалению катаракты с последующей заменой пластиковой линзы ( имплантат интраокулярной линзы, ) часто приводит к коррекции зрения на несвязанные состояния, такие как близорукость или дальнозоркость.

Функция сетчатки глаза аналогична комбинации цифрового датчика изображения (такого как устройство с зарядовой связью (CCD)) с аналого-цифровым преобразователем, как это предусмотрено в современных системах цифровых камер. Рецепторы захвата изображения глаз, известные как стержни и конусы , связаны с волокнами пучка зрительных нервов через ряд специализированных клеток, которые координируют передачу сигналов в мозг.Количество света, попадающего в каждый глаз, регулируется диафрагмой iris , круглой диафрагмой, которая широко открывается при низких уровнях освещенности и закрывается для защиты зрачка (апертура) и сетчатки при очень высоких уровнях освещения.

При изменении освещенности диаметр зрачка (расположенного перед хрусталиком) рефлекторно изменяется от 2 до 8 миллиметров, модулируя количество света, попадающего на сетчатку. При очень ярком освещении зрачок сужается, и периферийные части преломляющих элементов исключаются из оптического пути.В результате световые лучи, формирующие изображение, сталкиваются с меньшим количеством аберраций, а изображение на сетчатке становится более резким. Очень узкий зрачок (примерно 2 миллиметра) создает дифракционные артефакты, которые распространяют изображение точечного источника на сетчатке.

В головном мозге нервные волокна зрительных нервов каждого глаза пересекаются в зрительном перекресте , где визуальная информация от обеих сетчаток, проходящая параллельными путями, коррелируется, что-то вроде функции генератора коррекции временной развертки в цифровом видео. магнитофон.Оттуда зрительная информация проходит через зрительный тракт к коленным латеральным коленчатым ядрам в таламусе , где сигналы распределяются через оптическое излучение к двум зрительным кортикам , расположенным на нижний задний отдел каждой половины головного мозга . В нижних слоях коры информация от каждого глаза сохраняется в виде столбчатых полосок доминирования глаза . Когда зрительные сигналы передаются в верхние слои коры, информация от двух глаз объединяется и формируется бинокулярное зрение.В аномальных офтальмологических условиях, таких как фория, (смещение) глаз, в том числе косоглазие , (более известное как косоглазие), стереозрение нарушается, равно как и ориентация человека и восприятие глубины. В случаях, когда офтальмологическая хирургия не оправдана, призматические линзы, установленные в очках, могут исправить некоторые из этих аномалий. Причинами прерывания бинокулярного слияния могут быть травмы головы или родовые травмы, нервно-мышечные заболевания или врожденные дефекты.

Центральная ямка расположена в области около центра сетчатки и расположена непосредственно вдоль оптической оси каждого глаза.Ямка, известная также как «желтое пятно», небольшая (менее 1 квадратного миллиметра), но очень специализированная. Эти области содержат исключительно плотно упакованные колбочковые клетки с высокой плотностью (более 200000 колбочек на квадратный миллиметр у взрослых людей; см. Рисунок 4). Центральная ямка — это область самого острого зрения, обеспечивающая максимальное разрешение пространства (пространственное разрешение), контраст и цвет. Каждый глаз населен примерно семью миллионами колбочек, очень тонких (3 микрометра в диаметре) и удлиненных.Плотность колбочек уменьшается за пределами ямки по мере постепенного увеличения отношения палочковых клеток к колбочек (рис. 4). На периферии сетчатки общее количество обоих типов световых рецепторов существенно уменьшается, вызывая резкую потерю зрительной чувствительности на границах сетчатки. Это компенсируется тем фактом, что люди постоянно сканируют объекты в поле зрения (из-за непроизвольных быстрых движений глаз), в результате чего воспринимаемое изображение остается равномерно резким. Фактически, когда изображение не может перемещаться относительно сетчатки (с помощью устройства оптической фиксации), глаз больше не воспринимает изображение через несколько секунд.

Расположение сенсорных рецепторов во внешних сегментах сетчатки частично определяет предел разрешения в различных областях глаза. Чтобы разрешить изображение, ряд менее стимулированных фоторецепторов должен быть помещен между двумя рядами фоторецепторов, которые сильно стимулируются. В противном случае невозможно отличить, исходит ли стимуляция от двух близко расположенных изображений или от одного изображения, которое охватывает два ряда рецепторов. С межцентровым интервалом в пределах 1.5 и 2 микрометра для колбочек в центральной ямке, оптические стимулы, разделенные приблизительно 3-4 микрометрами, должны давать разрешаемый набор интенсивностей на сетчатке. Для справки, радиус первого минимума дифракционной картины, сформированной на сетчатке, составляет около 4,6 микрометра при 550-нанометровом свете и диаметре зрачка 2 миллиметра. Таким образом, расположение сенсорных элементов в сетчатке будет определять предельное разрешение глаза. Другой фактор, получивший название , острота зрения (способность глаза обнаруживать мелкие объекты и разрешать их разделение) зависит от многих параметров, включая определение термина и метод измерения остроты зрения.Над сетчаткой острота зрения обычно наиболее высока в центральной ямке, которая охватывает поле зрения примерно на 1,4 градуса.

Пространственное расположение палочко-колбочковых клеток и их связь с нейронами сетчатки показано на рисунке 5. Стержневые клетки, содержащие только фотопигмент родопсин , обладают максимальной чувствительностью к сине-зеленому свету (длина волны около 500 нанометров. ), хотя они демонстрируют широкий диапазон чувствительности во всем видимом спектре. Это наиболее распространенные зрительные рецепторные клетки, в каждом глазу которых содержится около 125–130 миллионов палочек.Светочувствительность стержневых ячеек примерно в 1000 раз выше, чем у колбочек. Однако изображения, генерируемые одной лишь стимуляцией палочек, относительно нечеткие и ограничены оттенками серого, подобными тем, которые можно найти на черно-белом фотоизображении с мягким фокусом. Стержневое зрение обычно называют зрением scotopic или сумеречным зрением, потому что в условиях низкой освещенности можно различать формы и относительную яркость объектов, но не их цвета. Этот механизм адаптации к темноте позволяет обнаруживать потенциальную жертву и хищников по форме и движению у широкого спектра позвоночных.

Реакция зрительной системы человека является логарифмической, а не линейной, что приводит к способности воспринимать невероятный диапазон яркости (межсценовый динамический диапазон ) более 10 десятилетий. Средь бела дня люди могут визуализировать объекты в ярком солнечном свете, а ночью крупные объекты могут быть обнаружены при свете звезд, когда луна темная. При пороге чувствительности человеческий глаз может обнаружить присутствие примерно 100-150 фотонов сине-зеленого света (500 нанометров), проникающих в зрачок.Для верхних семи декад яркости преобладает фотопическое зрение , и именно колбочки сетчатки в первую очередь отвечают за фоторецепцию. Напротив, более низкие четыре декады яркости, называемые зрением scotopic , контролируются стержневыми клетками.

Адаптация глаза позволяет зрению функционировать при таких крайних значениях яркости. Однако в течение промежутка времени до того, как происходит адаптация, люди могут ощущать диапазон яркости, охватывающий только около трех десятилетий.Несколько механизмов отвечают за способность глаза адаптироваться к широкому диапазону уровней яркости. Адаптация может происходить за секунды (по начальной реакции зрачков) или может длиться несколько минут (для адаптации к темноте), в зависимости от уровня изменения яркости. Полная чувствительность колбочки достигается примерно за 5 минут, тогда как требуется около 30 минут, чтобы адаптироваться от умеренной фотопической чувствительности к полной скоптической чувствительности, создаваемой палочковыми клетками.

Когда человеческий глаз полностью адаптирован к свету, его длина волны составляет от 400 до 700 нанометров, а максимальная чувствительность составляет 555 нанометров (в зеленой области спектра видимого света).Глаз, адаптированный к темноте, реагирует на более низкий диапазон длин волн от 380 до 650 нанометров, при этом пик приходится на 507 нанометров. Как для фотопического, так и для скоптического зрения эти длины волн не являются абсолютными, но меняются в зависимости от интенсивности света. Пропускание света через глаз становится все меньше при более коротких длинах волн. В сине-зеленой области (500 нанометров) только около 50 процентов света, попадающего в глаз, достигает точки изображения на сетчатке. При 400 нанометрах это значение уменьшается до 10 процентов даже для молодого глаза.Рассеяние и поглощение света элементами в хрусталике способствует дальнейшей потере чувствительности в далеком синем.

Колбочки состоят из трех типов ячеек, каждая из которых «настроена» на определенный максимум отклика по длине волны с центром на 430, 535 или 590 нанометрах. Основой для индивидуальных максимумов является использование трех разных фотопигментов, каждый из которых имеет характерный спектр поглощения видимого света. Фотопигменты изменяют свою конформацию при обнаружении фотона, что позволяет им реагировать с трансдуцином , инициируя каскад визуальных событий.Трансдуцин — это белок, который находится в сетчатке глаза и способен эффективно преобразовывать световую энергию в электрический сигнал. Популяция колбочек намного меньше, чем палочковых, каждый глаз содержит от 5 до 7 миллионов этих цветовых рецепторов. Истинное цветное зрение вызывается стимуляцией колбочек. Относительная интенсивность и распределение длин волн света, воздействующего на каждый из трех типов конусообразных рецепторов, определяет цвет, который отображается (в виде мозаики), аналогично аддитивному видеомонитору RGB или цветной камере CCD.

Луч света, который содержит в основном коротковолновое синее излучение, стимулирует клетки колбочек, которые реагируют на свет 430 нм в гораздо большей степени, чем два других типа колбочек. Этот луч активирует синий пигмент в определенных конусах, и этот свет воспринимается как синий. Свет с большей частью длин волн, сосредоточенных вокруг 550 нанометров, отображается как зеленый, а луч, содержащий в основном длину волны 600 нанометров или более, визуализируется как красный. Как упоминалось выше, чистое коническое зрение называется фотопическим зрением и преобладает при нормальном уровне освещенности как в помещении, так и на улице.Большинство млекопитающих — дихромат , обычно способные различать только голубоватые и зеленоватые компоненты цвета. Напротив, некоторые приматы (в первую очередь люди) демонстрируют трехцветное цветовое зрение со значительной реакцией на красный, зеленый и синий световые стимулы.

На рисунке 6 показаны спектры поглощения четырех зрительных пигментов человека, которые имеют максимумы в ожидаемых красной, зеленой и синей областях спектра видимого света. Когда все три типа колбочек стимулируются одинаково, свет воспринимается как ахроматический или белый.Например, полуденный солнечный свет кажется людям белым светом, потому что он содержит примерно равное количество красного, зеленого и синего света. Отличной демонстрацией цветового спектра от солнечного света является перехват света стеклянной призмой, которая преломляет (или изгибает) волны различной длины в разной степени, распределяя свет по составляющим его цветам. Восприятие цвета человеком зависит от взаимодействия всех рецепторных клеток со светом, и это сочетание приводит к почти трихромной стимуляции.Есть сдвиги в цветовой чувствительности с вариациями уровней освещенности, так что синие цвета выглядят относительно ярче при тусклом свете, а красные цвета выглядят ярче при ярком свете. Этот эффект можно наблюдать, направив фонарик на цветной отпечаток, в результате чего красный цвет внезапно станет намного ярче и насыщеннее.

В последние годы учет зрительной восприимчивости человека к цвету привел к изменениям в давней практике окраски автомобилей скорой помощи, таких как пожарные машины и машины скорой помощи, полностью в красный цвет.Несмотря на то, что цвет предназначен для того, чтобы автомобили можно было легко увидеть и на которые можно было реагировать, распределение длин волн не очень заметно при слабом освещении, а ночью кажется почти черным. Человеческий глаз гораздо более чувствителен к желто-зеленым или подобным оттенкам, особенно ночью, и теперь большинство новых автомобилей скорой помощи, по крайней мере, частично окрашены в ярко-желтовато-зеленый или белый цвет, часто сохраняя некоторые красные блики в интересах традиции.

Когда стимулируются только один или два типа колбочек, диапазон воспринимаемых цветов ограничен.Например, если узкая полоса зеленого света (от 540 до 550 нанометров) используется для стимуляции всех клеток колбочек, только те, которые содержат зеленые фоторецепторы, будут реагировать, создавая ощущение зеленого цвета. Зрительное восприятие человеком основных субтрактивных цветов, таких как желтый, может возникать одним из двух способов. Если красные и зеленые клетки колбочек одновременно стимулировать монохроматическим желтым светом с длиной волны 580 нанометров, рецепторы колбочек реагируют почти одинаково, потому что их спектральное перекрытие поглощения примерно одинаково в этой области спектра видимого света.Такое же цветовое ощущение может быть достигнуто путем индивидуальной стимуляции клеток красного и зеленого колбочек смесью различных длин волн красного и зеленого цветов, выбранных из областей спектров поглощения рецепторов, которые не имеют значительного перекрытия. Результатом в обоих случаях является одновременная стимуляция красных и зеленых клеток колбочек для создания ощущения желтого цвета, хотя конечный результат достигается двумя разными механизмами. Способность воспринимать другие цвета требует стимуляции одного, двух или всех трех типов колбочек в различной степени с соответствующей палитрой длин волн.

Хотя зрительная система человека включает три типа колбочек с соответствующими цветовыми пигментами плюс светочувствительные стержневые клетки для скотопического зрения, именно человеческий мозг компенсирует вариации длин волн света и источников света в восприятии цвета. Метамеры представляют собой пары разных световых спектров, воспринимаемых человеческим мозгом как один и тот же цвет. Интересно, что цвета, которые человек интерпретирует как одинаковые или похожие, иногда легко различимы другими животными, в первую очередь птицами.

Промежуточные нейроны, передающие визуальную информацию между сетчаткой и мозгом, не просто однозначно связаны с сенсорными клетками. Каждая колбочка и палочковая клетка в ямке посылает сигналы по крайней мере трем биполярным клеткам, тогда как в более периферических областях сетчатки сигналы от большого количества палочковых клеток сходятся к одной ганглиозной клетке. Пространственное разрешение во внешних частях сетчатки ухудшается из-за наличия большого количества стержневых клеток, питающих один канал, но наличие множества сенсорных клеток, участвующих в улавливании слабых сигналов, значительно улучшает пороговую чувствительность глаза.Эта особенность человеческого глаза в некоторой степени аналогична последствиям биннинга в системах цифровых камер CCD с медленным сканированием.

Сенсорные, биполярные и ганглиозные клетки сетчатки также связаны с другими нейронами, обеспечивая сложную сеть тормозных и возбуждающих путей. В результате сигналы от 5 до 7 миллионов колбочек и 125 миллионов палочек в сетчатке человека обрабатываются и транспортируются в зрительную кору только с помощью около 1 миллиона миелинизированных волокон оптического нерва.Глазные мышцы стимулируются и контролируются ганглиозными клетками в теле латерального коленчатого тела , которое действует как контроль обратной связи между сетчаткой и зрительной корой.

Сложная сеть возбуждающих и тормозных путей в сетчатке организована в трех слоях нейрональных клеток, которые возникают из определенной области мозга во время эмбрионального развития. Эти схемы и петли обратной связи приводят к комбинации эффектов, которые производят резкость краев, усиление контраста, пространственное суммирование, усреднение шума и другие формы обработки сигналов, возможно, включая те, которые еще не были обнаружены.В человеческом зрении значительная часть обработки изображений происходит в головном мозге, но сама сетчатка также участвует в широком спектре задач обработки.

В другом аспекте человеческого зрения, известном как цветовая инвариантность , кажется, что цвет или оттенок серого объекта не меняется в широком диапазоне яркости. В 1672 году сэр Исаак Ньютон продемонстрировал цветовую инвариантность в визуальном восприятии человека и предоставил ключи к классической теории восприятия цвета и нервной системы.Эдвин Х. Лэнд, основатель Polaroid Corporation, предложил теорию цветового зрения Retinex , основанную на своих наблюдениях за цветовой инвариантностью. Пока цвет (или значение серого) просматривается при адекватном освещении, цветовой фрагмент не меняет свой цвет даже при изменении яркости сцены. В этом случае градиент освещения по всей сцене не изменяет воспринимаемый цвет или оттенок серого пятна. Если уровень яркости достигает порога для скотопического или сумеречного зрения, ощущение цвета исчезает.В алгоритме Лэнда вычисляются значения яркости цветных областей, и энергия в определенной области сцены сравнивается со всеми другими областями сцены для этого диапазона волн. Вычисления выполняются трижды, по одному для каждого диапазона волн (длинная волна, короткая волна и средняя волна), и полученный триплет значений яркости определяет положение области в трехмерном цветовом пространстве , определяемом теорией Retinex. .

Термин «дальтонизм» употребляется неправильно, поскольку широко используется в разговорной речи для обозначения любых трудностей с различением цветов.Истинная цветовая слепота или неспособность видеть какой-либо цвет встречается крайне редко, хотя до 8 процентов мужчин и 0,5 процента женщин рождаются с той или иной формой дефекта цветового зрения (см. Таблицу 1). Унаследованные недостатки цветового зрения обычно являются результатом дефектов фоторецепторных клеток сетчатки, нейромембраны, которая функционирует как поверхность изображения в задней части глаза. Дефекты цветового зрения также могут быть приобретены в результате болезни, побочных эффектов некоторых лекарств или в результате нормальных процессов старения, и эти недостатки могут влиять на другие части глаза, кроме фоторецепторов.

Нормальные колбочки и чувствительность к пигментам позволяют человеку различать все разные цвета, а также тонкие смеси оттенков. Этот тип нормального цветового зрения известен как трихроматия и основан на взаимном взаимодействии перекрывающихся диапазонов чувствительности всех трех типов колбочек фоторецепторов. Легкий дефицит цветового зрения возникает, когда пигмент в одном из трех типов колбочек имеет дефект, и его пиковая чувствительность смещается на другую длину волны, что приводит к нарушению зрения, называемому аномальной трихроматией , одной из трех широких категорий дефектов цветового зрения. Дихроматия , более серьезная форма дальтонизма или цветовой недостаточности, возникает, когда один из пигментов серьезно отличается по своим характеристикам поглощения или когда конкретный пигмент не образуется вообще. Полное отсутствие цветового восприятия, или монохроматичность , встречается крайне редко, но люди с полной дальтонизмом (стержневые монохроматы) видят только разную степень яркости, и мир появляется в черном, белом и оттенках серого. Это состояние встречается только у людей, унаследовавших ген заболевания от обоих родителей.

Дихроматы могут различать некоторые цвета и поэтому менее подвержены влиянию в повседневной жизни, чем монохроматы, но обычно они осознают, что у них проблемы со своим цветовым зрением. Дихроматия подразделяется на три типа: протанопия , дейтеранопия и тританопия (см. Рисунок 7). Примерно два процента мужского населения наследует один из первых двух типов, а третий встречается гораздо реже.

Тест на дальтонизм Исихара

Дальтонизм, нарушение нормального функционирования светового зрения человека, может быть вызван множеством состояний, в том числе обусловленных генетикой, биохимией, физическим повреждением и болезнями.В этом интерактивном руководстве исследуется и моделируется, как полноцветные изображения появляются у людей, страдающих дальтонизмом, и сравниваются эти изображения с диагностическим тестом Исихара для дальтоников.

Протанопия — это красно-зеленый дефект, возникающий в результате потери чувствительности к красному, что приводит к отсутствию заметной разницы между красным, оранжевым, желтым и зеленым. Кроме того, яркость красного, оранжевого и желтого цветов резко снижается по сравнению с обычными уровнями. Эффект пониженной интенсивности может привести к тому, что красный светофор станет темным (не зажженным), а красный цвет (в целом) станет черным или темно-серым.Протанопы часто учатся правильно различать красный и зеленый, а также красный от желтого, в первую очередь на основании их видимой яркости, а не какой-либо заметной разницы в оттенках. Зеленый цвет обычно кажется этим людям светлее красного. Поскольку красный свет возникает на одном конце видимого спектра, существует небольшое перекрытие чувствительности с двумя другими типами колбочек, и люди с протанопией имеют выраженную потерю чувствительности к свету на длинноволновом (красном) конце спектра.Люди с этим дефектом цветового зрения могут различать синий и желтый цвета, но лавандовый, фиолетовый и фиолетовый нельзя отличить от различных оттенков синего из-за ослабления красного компонента в этих оттенках.

Люди с дейтеранопией, которая представляет собой потерю чувствительности к зеленому, имеют многие из тех же проблем с различением оттенков, что и протанопы, но имеют довольно нормальный уровень чувствительности в видимом спектре. Из-за расположения зеленого света в центре видимого светового спектра и перекрывающихся кривых чувствительности рецепторов колбочек наблюдается некоторая реакция красных и синих фоторецепторов на зеленые длины волн.Хотя дейтеранопия связана, по крайней мере, с реакцией яркости на зеленый свет (и небольшим аномальным снижением интенсивности), названия красный, оранжевый, желтый и зеленый кажутся дейтеранопу слишком большим количеством терминов для обозначения цветов, которые кажутся одинаковыми. Точно так же синий, фиолетовый, пурпурный и лавандовый цвета не различимы для людей с этим дефектом цветового зрения.

Частота возникновения и причины дальтонизма

КЛАССИФИКАЦИЯ	ПРИЧИНА ДЕФЕКТА	ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ (%)
Анома0
Протаномалия	Аномальный пигмент, чувствительный к красному цвету	1.0
Дейтераномалия
Дейтераномалия	Аномалия Аномалия 9037	Аномальный пигмент, воспринимающий синий цвет	0,0001
Дихромия		2.1
Протанопия	Отсутствует пигмент, чувствительный к красному цвету,	1.0
Дейтеранопия	Зеленый цвет	Отсутствует пигмент, воспринимающий синий цвет	0,001
Монохроматичность стержня	Колбочки, не работающие0001

Таблица 1

Тританопия — это отсутствие чувствительности к синему, которое функционально вызывает сине-желтый дефект цветового зрения. Люди с этим недостатком не могут различать синий и желтый, но регистрируют разницу между красным и зеленым. Заболевание встречается довольно редко и примерно одинаково у обоих полов. Тританопы обычно не испытывают таких трудностей при выполнении повседневных задач, как люди с любым из красно-зеленых вариантов дихроматии.Поскольку синие длины волн встречаются только на одном конце спектра, а чувствительность двух других типов колбочек мало перекрывается, полная потеря чувствительности по всему спектру может быть довольно серьезной в этом состоянии.

Когда происходит потеря чувствительности рецептором колбочек, но колбочки все еще функционируют, возникающие в результате нарушения цветового зрения считаются аномальной трихроматией и классифицируются аналогично типам дихроматии. Часто возникает путаница, потому что эти условия названы одинаково, но к ним добавлен суффикс, полученный из термина аномалия .Таким образом, протаномалия и дейтераномалия создают проблемы распознавания оттенка, которые подобны дефектам красно-зеленой дихроматии, хотя и не столь выражены. Протаномалия считается «красной слабостью» цветового зрения, когда красный цвет (или любой цвет, имеющий красный компонент) визуализируется как более светлый, чем обычно, а оттенки смещены в сторону зеленого. Дейтераномальный человек проявляет «слабость к зеленому» и испытывает аналогичные трудности в различении небольших вариаций оттенков, попадающих в красную, оранжевую, желтую и зеленую области видимого спектра.Это происходит потому, что оттенки кажутся смещенными в сторону красного. Напротив, у дейтераномальных особей нет дефекта потери яркости, который сопровождает протаномалию. Многие люди с этими аномальными вариантами трихроматии не испытывают особых трудностей при выполнении задач, требующих нормального цветового зрения, а некоторые могут даже не осознавать, что их цветовое зрение нарушено. Тританомалия , или слабость синего цвета, не была описана как наследственный дефект. В тех немногих случаях, когда дефицит был идентифицирован, считается, что он был приобретен, а не унаследован.Некоторые глазные заболевания (например, глаукома, поражающая синие шишки) могут привести к тританомалии. При этих заболеваниях чаще всего встречается потеря периферического синего конуса.

Несмотря на ограничения, дальтонизм дает некоторые преимущества в остроте зрения, такие как повышенная способность различать замаскированные объекты. Контуры, а не цвета, отвечают за распознавание образов, а улучшение ночного видения может произойти из-за определенных недостатков цветового зрения. По этим причинам в армии очень ценятся дальтоники-снайперы и корректировщики.В начале 1900-х годов, чтобы оценить аномальное цветовое зрение человека, был разработан аномалоскоп Нагеля. Используя этот инструмент, наблюдатель манипулирует ручками управления, чтобы сопоставить два цветных поля для цвета и яркости. Другой метод оценки, тест с псевдоизохроматической пластиной Исихары на дальтонизм, названный в честь доктора Шинобу Исихара, различает нормальное цветовое зрение и красно-зеленую дальтонизм (как показано в учебном пособии и на Рисунке 7). Испытуемый с нормальным цветовым зрением может определить разницу оттенков между фигурой и фоном.Наблюдателю с дефицитом красно-зеленого цвета пластины кажутся изохроматическими без различия между фигурами и узором рисунка.

Как естественная часть процесса старения, человеческий глаз начинает по-другому воспринимать цвета в более поздние годы, но не становится «дальтоником» в истинном смысле этого слова. Старение приводит к пожелтению и потемнению хрусталика и роговицы, дегенеративным эффектам, которые также сопровождаются уменьшением размера зрачка. При пожелтении поглощаются более короткие длины волн видимого света, поэтому синие оттенки кажутся более темными.Как следствие, пожилые люди часто испытывают трудности с различением цветов, которые различаются в первую очередь по содержанию синего, например, синего и серого или красного и пурпурного. В возрасте 60 лет, по сравнению с зрительной эффективностью 20-летнего человека, только 33 процента света, падающего на роговицу, достигает фоторецепторов сетчатки. К середине 70-х это значение упадет примерно до 12,5%.

Аккомодация человеческого глаза

Аккомодация глаза относится к физиологическому акту настройки элементов хрусталика для изменения преломляющей силы и обеспечения резкости объектов, находящихся ближе к глазу.В этом руководстве исследуются изменения в структуре линзы при перемещении объектов по отношению к глазу.

Аккомодация глаза относится к акту физиологической регулировки элемента хрусталика, чтобы изменить преломляющую силу и привести объекты, которые находятся ближе к глазу, в резкий фокус. Световые лучи, первоначально преломленные на поверхности роговицы, далее сходятся после прохождения через линзу. Во время аккомодации сокращение цилиарных мышц снимает напряжение хрусталика, что приводит к изменению формы прозрачной и эластичной ткани, а также к ее небольшому перемещению вперед.Чистый эффект изменений линзы заключается в регулировке фокусного расстояния глаза, чтобы изображение точно фокусировалось на светочувствительном слое клеток, находящихся в сетчатке. Аккомодация также ослабляет напряжение, прикладываемое к линзе волокнами зонулы, и позволяет передней поверхности линзы увеличивать ее кривизну. Повышенная степень преломления в сочетании с небольшим сдвигом вперед положения линзы позволяет сфокусировать объекты, расположенные ближе к глазу.

Фокусом в глазу управляет комбинация элементов, включая радужную оболочку, хрусталик, роговицу и мышечную ткань, которые могут изменять форму линзы, чтобы глаз мог фокусироваться как на близлежащих, так и на удаленных объектах.Однако в некоторых случаях эти мышцы не работают должным образом или форма глаза немного изменяется, а точка фокусировки не пересекается с сетчаткой (состояние, называемое конвергентным зрением ). С возрастом хрусталик становится тверже и не может быть правильно сфокусирован, что приводит к ухудшению зрения. Если точка фокусировки находится ниже сетчатки, это состояние называется близорукостью или миопией , и люди с этим недугом не могут сосредоточиться на удаленных объектах.В случаях, когда фокус находится за сетчаткой, глазу будет сложно сосредоточиться на близлежащих объектах, что создает состояние, известное как дальнозоркость или гиперметропия . Эти нарушения функции глаза обычно можно исправить с помощью очков (рис. 8), используя вогнутую линзу для лечения миопии и выпуклую линзу для лечения гиперметропии.

Конвергентное зрение не является полностью физиологическим, и на него можно повлиять тренировкой, если глаза не повреждены. Повторяющиеся процедуры можно использовать для развития сильного конвергентного видения.Спортсмены, такие как бейсболисты, обладают хорошо развитым конвергентным зрением. При каждом движении два глаза должны переводиться в унисон, чтобы сохранить бинокулярное зрение, с точным и отзывчивым нервно-мышечным аппаратом, который обычно не подвержен утомлению, контролируя их подвижность и координацию. Изменения конвергенции глаз или движения головы учитываются в расчетах, производимых сложной глазной системой, чтобы обеспечить правильные нервные импульсы для глазных мышц. Движение глаза на 10 градусов может быть выполнено примерно за 40 миллисекунд, при этом вычисления происходят быстрее, чем глаз может достичь своей намеченной цели.Небольшие движения глаз известны как саккады , а более крупные движения от одной точки к другой называются версиями .

Человеческая зрительная система должна не только обнаруживать свет и цвет, но как оптическая система должна уметь различать различия между объектами или объектом и его фоном. Известная как физиологический контраст или различение контрастности , взаимосвязь между кажущейся яркостью двух объектов, которые видны одновременно ( одновременный контраст ) или последовательно ( последовательный контраст ) на фоне, может или может не быть таким же.В зрительной системе человека контраст снижается в темноте окружающей среды и у людей, страдающих цветными зрительными дефектами, такими как красно-зеленая дальтонизм. Контрастность зависит от бинокулярного зрения, остроты зрения и обработки изображений зрительной корой головного мозга. Объект с низким контрастом, который нельзя отличить от фона, если он не движется, считается замаскированным . Однако люди с дальтонизмом часто способны обнаруживать замаскированные объекты из-за усиленного зрения палочек и потери вводящих в заблуждение цветовых сигналов.Увеличение контраста приводит к увеличению видимости, а количественное числовое значение контраста обычно выражается в процентах или соотношении. В оптимальных условиях человеческий глаз едва ли может обнаружить двухпроцентный контраст.

Человеческое зрение воспринимает явное увеличение контраста в узкой зоне с каждой стороны границы между двумя областями с разной яркостью и / или цветностью. В конце девятнадцатого века французский физик Мишель Эжен Шеврёль обнаружил одновременный контраст.В качестве специальной функции визуального восприятия человека выделяются края или контур объекта, отводя объект от фона и облегчая пространственную ориентацию. При размещении на ярком фоне область на краю темного объекта кажется светлее, чем остальной фон (по сути, увеличивается контраст). При этом явлении восприятия цвет с наиболее сильным контрастом, дополнительный цвет, создается (мозгом) на краю. Поскольку цвет и его дополнение воспринимаются одновременно, эффект известен как одновременный контраст .Границы и другие демаркационные линии, разделяющие контрастирующие области, как правило, уменьшают эффект (или оптическая иллюзия ) за счет устранения пограничного контраста. Многие формы оптической микроскопии, в первую очередь фазово-контрастное освещение, используют преимущества этих свойств зрительной системы человека. За счет увеличения физического контраста изображения без необходимости изменять объект путем окрашивания или другой техники, образец фазового контраста защищен от повреждения или смерти (в случае живых образцов).

Пространственно-частотная характеристика человеческого глаза может быть оценена путем определения способности обнаруживать серию полос в модулированной синусоидальной решетке. Испытательные решетки имеют чередующиеся области (полосы) светлого и темного, которые линейно возрастают от более высоких к более низким частотам по горизонтальной оси, в то время как контраст логарифмически уменьшается сверху вниз. Граница полос, которые могут различить люди с нормальным зрением, составляет от 7 до 10 циклов на градус.Для ахроматического зрения, когда пространственная частота очень низкая (большой интервал между линиями), требуется высокий контраст для обнаружения синусоидально изменяющейся интенсивности. По мере увеличения пространственной частоты люди могут обнаруживать периоды с меньшим контрастом, достигая пика около 8 циклов на градус в поле зрения. За пределами этой точки снова требуется более высокий контраст для обнаружения более тонких синусоидальных полос.

Исследование передаточной функции модуляции ( MTF ) зрительной системы человека показывает, что контраст, необходимый для обнаружения изменения яркости в стандартизованных синусоидальных решетках, увеличивается как на более высоких, так и на более низких пространственных частотах.В этом отношении поведение глаза совершенно отличается от поведения простого устройства обработки изображений (например, пленочной камеры или ПЗС-матрицы). Функция передачи модуляции простой сфокусированной системы камеры отображает максимальную модуляцию на нулевой пространственной частоте, причем степень модуляции снижается более или менее монотонно до нуля на частоте среза камеры.

Когда яркость сцены периодически колеблется несколько раз в секунду (как это происходит с экранами телевизоров и компьютерных мониторов), люди воспринимают раздражающее ощущение, как если бы последовательные сцены были разделены.Когда частота колебаний увеличивается, раздражение усиливается и достигает максимума около 10 герц, особенно когда яркие вспышки света чередуются с темнотой. На более высоких частотах сцена больше не кажется разобщенной, а объекты, перемещаемые от одной сцены к другой, теперь воспринимаются как плавно движущиеся. Обычно называемое мерцанием , раздражающее ощущение дрожания света может сохраняться до 50-60 герц. За пределами определенной частоты и яркости, известной как критическая частота мерцания ( CFF ), мерцание экрана больше не воспринимается.Это основная причина, по которой увеличение частоты обновления монитора компьютера с 60 до 85–100 Гц обеспечивает стабильное отображение без мерцания.

Достижения в технологии производства полупроводников, особенно дополнительных металлооксидных полупроводников ( CMOS ) и биполярных CMOS ( BiCMOS ) технологий, привели к появлению нового поколения миниатюрных фотодатчиков, которые обладают исключительным динамическим диапазоном и быстрым откликом. Недавно были организованы массивы сенсорных чипов CMOS для моделирования работы сетчатки глаза человека.Эти так называемые глазные чипы , объединяющие оптику, человеческое зрение и микропроцессоры, продвигают офтальмологию в новой области оптобионики . Повреждения сетчатки в результате изнурительных заболеваний зрения, таких как пигментный ретинит и дегенерация желтого пятна , а также старение и травмы сетчатки, которые лишают зрения, корректируются с помощью имплантированных глазных чипов. Кремниевые глазные чипы содержат около 3500 миниатюрных световых детекторов, прикрепленных к металлическим электродам, которые имитируют функцию палочек и колбочек человека.Детекторы света поглощают падающий свет, преломленный роговицей и хрусталиком, и производят небольшое количество электрического заряда, который стимулирует нейроны сетчатки. Имея диаметр два миллиметра (см. Рис. 9), замещающая сетчатка вдвое меньше обычного листа бумаги и имплантируется в карман под поврежденной сетчаткой.

В качестве альтернативы глазному чипу протез сетчатки, использующий цифровой сигнальный процессор и камеру, установленную на очках, захватывает и передает изображение объекта или сцены.По беспроводной связи изображение отправляется на встроенный чип приемника рядом со слоями сетчатки, откуда нервные импульсы отправляются в мозг. Однако искусственная сетчатка не лечит глаукому или нарушения зрения, которые повреждают нервные волокна, ведущие к зрительному нерву. По мере развития оптобионики растет и понимание науки сложной зрительной системы человека.

Соавторы

Кеннет Р. Спринг — научный консультант, Ласби, Мэриленд, 20657.

Томас Дж.Fellers и Майкл У. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 Ист. Пол Дирак, доктор философии, Государственный университет Флориды, Таллахасси, Флорида, 32310.

Как работает человеческий глаз | Слои роговицы / роль

Чтобы понять кератоконус, мы должны сначала понять, как глаз позволяет нам видеть и какую роль в этом процессе играет роговица.

Просмотр видео

Световые лучи попадают в глаз через роговицу, прозрачное переднее «окно» глаза.Благодаря преломляющей способности роговицы световые лучи изгибаются таким образом, что они беспрепятственно проходят через зрачок, отверстие в центре радужной оболочки, через которое свет попадает в глаз.

Диафрагма работает как затвор в фотоаппарате. Он может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от того, сколько света попадает в глаз.

Пройдя через радужную оболочку, лучи света проходят через естественный хрусталик глаза. Эта прозрачная гибкая структура работает как объектив в фотоаппарате, укорачивая и удлиняя его ширину, чтобы правильно фокусировать световые лучи.

Световые лучи проходят через плотное прозрачное гелеобразное вещество, называемое стекловидным телом, которое заполняет глазное яблоко и помогает глазу сохранять свою сферическую форму.

В нормальном глазу световые лучи попадают в точку фокусировки на сетчатке. Сетчатка работает так же, как пленка в фотоаппарате. Он отвечает за улавливание всех световых лучей, преобразование их в световые импульсы через миллионы крошечных нервных окончаний, а затем отправку этих световых импульсов через более миллиона нервных волокон к зрительному нерву.

Поскольку кератоконус роговицы имеет неправильную форму и форму конуса, лучи света попадают в глаз под разными углами и фокусируются не на одной точке сетчатки, а на множестве разных точек, вызывая размытое, искаженное изображение.

Таким образом, роговица представляет собой прозрачное переднее покрытие, пропускающее свет и запускающее процесс рефракции. Он также предотвращает попадание посторонних частиц в глаза.

Зрачок — это регулируемое отверстие, которое регулирует интенсивность света, попадающего в линзу.Хрусталик фокусирует свет через стекловидное тело — прозрачное гелеобразное вещество, которое заполняет заднюю часть глаза и поддерживает сетчатку.

Сетчатка получает изображение, которое роговица фокусирует через внутреннюю линзу глаза, и преобразует это изображение в электрические импульсы, которые передаются по зрительному нерву в мозг. Мы можем терпеть очень большие шрамы на теле, не беспокоясь только о своем тщеславии. В роговице дело обстоит иначе. Даже небольшой шрам или неправильная форма могут ухудшить зрение.Независимо от того, насколько хорошо функционирует остальная часть глаза, если роговица поцарапана, помутнена или деформирована, зрение пострадает.

При кератоконусе неправильная форма роговицы не позволяет ей правильно выполнять свою работу, что приводит к искажению изображения, передаваемого на сетчатку и передаваемого в мозг.

КОРНЕА

Глаз закрыт твердым белым мешком, склерой. Роговица — это прозрачное окно в этом белом мешочке, которое позволяет предметам, на которые вы смотрите, переноситься в виде световых волн внутрь глаза.

Поверхность роговицы — это место, где свет начинает свой путь в глаз. Миссия роговицы — собирать и фокусировать зрительные образы. Поскольку он находится впереди, как лобовое стекло автомобиля, он подвергается серьезным злоупотреблениям со стороны внешнего мира.

Роговица искусно сконструирована так, что только самые дорогие искусственные линзы могут соответствовать ее точности. Гладкость и форма роговицы, а также ее прозрачность жизненно важны для правильного функционирования глаза.Если ухудшается гладкость поверхности или прозрачность роговицы, зрение будет нарушено.

РОЗОВЫЕ СЛОИ

Несмотря на то, что роговица выглядит как одна прозрачная мембрана, она состоит из пяти различных слоев ткани, каждый из которых выполняет свою функцию.