Как известно, в однородной среде свет, представляющий собой электромагнитные волны, распространяется прямолинейно. Если на пути света встречается другая прозрачная среда с гладкой поверхностью раздела, то луч частично отражается от нее, а частично проходит через нее, меняя свое направление (преломляется). Поскольку в оптометрии чаще приходится встречаться с преломлением света, рассмотрим это явление.

Рефракция (физическая рефракция) — преломляющая сила оптической системы глаза, которая измеряется условной единицей — диоптрией. За одну диоптрию принята преломляющая сила стекла с главным фокусным расстоянием в 1 м. Диоптрия — величина, обратная главному фокусному расстоянию.

Средняя преломляющая сила нормального глаза может варьировать в пределах от 52,0 до 68,0 D.

В офтальмологии важна не рефракция оптической системы глаза, а ее способность фокусировать лучи на сетчатке. Поэтому используется понятие клиническая рефракция, т.е. положение заднего главного фокуса оптической системы глаза по отношению к сетчатке.

Переходя к изложению физической и клинической рефракции глаза, прежде всего необходимо сказать несколько слов об учении Гульстранда, на которое часто придется ссылаться и в дальнейшем.

Знать все учение Гульстранда в целом, как основанное на сложных математических вычислениях, врачам-окулистам не нужно, для большинства из них оно и не под силу из-за плохого знания высшей математики, но совершенно необходимо знать, что Гульстранд „перевел все учение о глазе на диоптрическую систему, чем сильно упростил все оптические представления". Он предложил измерять конвергенцию падающих и преломленных лучей диоптриями; для упрощения вывода формул у Гульстранда источник света всегда находится с левой стороны, а расстояние всегда отсчитывается от оптической системы, при этом все расстояния вправо от нее принимаются за положительные, а влево за отрицательные.

Глаз - орган зрения человека, позвоночных и многих беспозвоночных животных. У человека и позвоночных животных — парный орган; состоит из собственно глаза (глазного яблока), соединенного зрительным нервом с мозгом, и вспомогательного аппарата (глазодвигательных мышц, век, а у наземных позвоночных и слезных желез).

Что собой представляет зрение? Интересно, что большинство людей считают это чувством.

В принципе, они недалеки от истины, но более правильно считать зрение ощущением или сенсорным чувством. Медики определяют зрение как способность воспринимать цвет, свет и расположение объектов и предметов в пространстве в форме образа или изображения. Человек и животные обладают оптическим зрением, хотя есть и другие виды восприятия окружающего мира – например, ультразвуковое ощущение, которым обладают летучие мыши.

Анизометропия представляет собой одно из нарушений рефракционной способности глаз, при котором разница между преломляющей силой двух глазных яблок превышает 2 Д. Разница менее, чем в 2 Д, как правило, не замечается человеком и не приводит к расстройству бинокулярного зрения, то есть изображение предмета, воспринимаемое двумя глазами, формируется на сетчатке как одно целое.

Глаз расположен в глазничной впадине черепа. От костей глазничной впадины к наружной поверхности шаровидного глазного яблока подходят мышцы, которые его поворачивают. В дальнейшем мы особо остановимся на работе этих мышц, поскольку, как будет показано, они имеют самое прямое отношение к силе нашего зрения.

Всё в мире в основном мы видим мозгом и лишь частично глазами. Зрение только на одну десятую представляет собой физический процесс и на девять десятых является процессом психическим. Стало быть, не приходится сомневаться в том, что между зрением и психикой существует тесная взаимосвязь. Рассмотрим, в чем она заключается и какие выводы нам по ходу дела следует из этого извлечь.

По данным некоторых ученых, 70% всех сведений человек получает из окружающего мира с помощью зрения, другие полагают, что цифра должна быть увеличена до 90%. А. М. Горький, которому пришлось несколько дней во время болезни пробыть с повязкой на глазах, писал о своем состоянии так: «Ничто не может быть страшнее, как потерять зрение, — это невыразимая обида, она отнимает у человека девять десятых мира».

Глаз часто сравнивают с фотоаппаратом. Более уместно было бы сравнить его с телевизионной камерой, установленной на треноге, с автоматической системой слежения — машиной, которая самофокусируется, автоматически подстраивается к интенсивности света, имеет самоочищающуюся линзу и присоединена к компьютеру со столь развитыми возможностями параллельной обработки информации, что инженеры еще только начинают обсуждать сходные стратегии для конструируемой ими аппаратуры.

Гигантская работа по преобразованию света, падающего на две сетчатки, в осмысленную зрительную сцену часто странным образом игнорируется, как будто все необходимое нам для того, чтобы видеть, — это изображение внешнего мира, четко сфокусированное на сетчатке. Хотя получение резких изображений и важная задача, она скромна по сравнению с работой нервной системы — сетчатки и мозга. Как мы увидим в этой главе, вклад сетчатки уже сам по себе впечатляет.

Преобразуя свет в нервные сигналы, она начинает извлекать из окружающей среды то, что полезно, и отбрасывать то, что излишне. Никакое человеческое изобретение, включая управляемые компьютером камеры, пока еще не может соперничать с глазом. Эта глава посвящена главным образом нейронной части глаза — сетчатке, но я начну с краткого описания глазного яблока, аппарата, который содержит сетчатку и создает на ней четкое изображение внешнего мира.

Первая физиологическая информация на клеточном уровне была получена спустя 250 лет после Ньютона в исследованиях шведско-финско-венесуэльского физиолога Гуннара Светихина, который в 1956 году на костистой рыбе осуществил внутриклеточную регистрацию активности нейтронов сетчатки — сначала он принял их за колбочки, но они оказались горизонтальными клетками.

На освещение сетчатки эти клетки отвечали только медленными потенциалами (потенциалов действия не наблюдалось). Светихин обнаружил три типа клеток: первый тип, названный им L-клетками, гиперполяризовался при световой стимуляции независимо от спектрального состава света; второй тип, названной r-g-клетками, гиперполяризовался волнами малой длины с максимумом ответа на зеленый свет и деполяризовался волнами большой длины с максимумом ответа на красный свет; третий тип, названный с учетом теории Геринга у-клетками, отвечал по типу клеток r-g, но с максимумом гиперполяризации на синий и максимумом деполяризации на желтый свет.

Перед описанием нейронов представляем кратко архитектонику сетчатки некоторых из изученных видов животных [Школьник-Яррос, Подуголышкова, Дюбина, 1975]. Уже общая архитектоническая картина, как известно, дает очень многое для понимания сложности экранных структур, так хорошо представленных А. А. Заварзиным [1950]. Наиболее ярко выступают особенности расположения нейронов в слоях сетчатки при их сравнительном анализе.