Регуляторные процессы в диоптрическом аппарате

В этом вводном тексте мы не будем касаться принципов физической оптики и создания изображения в глазу. Большинство читателей помнят из школьного курса физики, что преломляющая сила линзы измеряется ее фокусным расстоянием f. Это то расстояние позади линзы, на котором параллельные пучки света сходятся в одной точке. В нормальном глазу общая преломляющая сила диоптрического аппарата составляет около 58,6 D, когда глаз сфокусирован на дальней точке. Большая часть преломления происходит при переходе из воздуха в роговицу; эта поверхность действует как сильная линза в 42 D. В нормальном глазу с рефракцией в 58,6 D на сетчатке возникает четкое изображение бесконечно далеких предметов (например, звезд). Для получения четкого изображения предмета на каком-то определенном расстоянии оптическая система должна быть перефокусирована. Для этого существуют два "простых" способа-смещение хрусталика относительно сетчатки или увеличение его преломляющей силы. В глазу человека используется второй способ, а у лягушки, как и в фотокамере, хрусталик перемещается относительно чувствительной поверхности.

В человеческом глазу с нормальным зрением при увеличении рефракции хрусталика на X диоптрий плоскость наилучшего фокуса движется от бесконечности на расстояние около 1/Х от глаза. Если человек с нормальным зрением (фокус в бесконечности) хочет ясно видеть страницу книги, которую он держит в 30 см от глаз, рефракция должна возрасти на 1/0,3 м = 3,3 D. Усиление рефракции при фокусировании более близкой точки называется аккомодацией на ближнюю точку, а ее снижение при фокусировании более далекой точки называется аккомодацией на дальнюю точку. Усиление рефракции хрусталика при аккомодации на ближнюю точку достигается увеличением кривизны его поверхности. Иными словами, при аккомодации на ближнюю точку хрусталик становится "более круглым".

Чтобы понять изменение формы хрусталика при аккомодации, нужно знать некоторые анатомические детали. В состоянии аккомодации на дальнюю точку ресничная мышца не находится в состоянии сокращения; волокна ресничного пояска пассивно передают натяжение сосудистой оболочки и стенки глаза сумке хрусталика, и благодаря этому эластичный хрусталик становится относительно плоским. При аккомодации на ближнюю точку ресничная мышца сокращается и вследствие своей связи с волокнами ресничного пояска противодействует эластическим силам сосудистой оболочки. В результате натяжение сумки хрусталика снижается. Внутреннее строение хрусталика таково, что при ослабленном натяжении его кривизна увеличивается, в особенности на передней поверхности; фокусное расстояние сокращается. Сокращение ресничной мышцы контролируется автономными нервными волокнами, главным образом парасимпатическими, идущими в составе глазодвигательного нерва.

С возрастом эластичность хрусталика падает и, по мере того как человек становится старше, способность хрусталика к аккомодации снижается. 10-летний ребенок может аккомодировать в среднем на 10 D, но к 50 годам аккомодация часто снижается до 2 D, а к 70 она составляет всего лишь около 0,5 D. Поэтому пожилым людям, у которых в остальном зрение нормальное, чтобы хорошо видеть вблизи и читать, нужны очки с выпуклыми линзами (такое состояние называется пресбиопией). Люди любого возраста, которые систематически работают с мелкими предметами или много читают и у которых аккомодация на ближнюю точку недостаточна, должны носить корректирующие линзы. Иначе может возникнуть большая нагрузка на систему аккомодации, что вызовет усталость и головную боль.