Структура глаза
В течение XVIII и XIX веков по мере совершения все новых открытий знания анатомии человека продолжали накапливаться. Однако для понимания того, как работает глаз, требовались и знания в области химии.
Еще до начала использования микроскопа многое в анатомии глаза млекопитающих было уже известно благодаря Галену. Так, римский врач сделал описание конъюнктивы, формирующей внешнюю мембрану передней стенки глаза. Под ней находится роговица, покрывающая цветную радужную оболочку глаза и темный зрачок, знакомый всем, кто когда-либо всматривался в глаза другому человеку.
Затем следует хрусталик, окно в главное тело глаза, заполненное чистым студенистым веществом: это стекловидное тело. Белая оболочка глазного яблока — склера (хорошо видна у людей; считается, что ее функция состоит в том, чтобы делать наше зрение более острым). Следующий слой — хороид, или сосудистая оболочка глаза, образующая основу для сетчатой оболочки. По современным понятиям, последняя представляет собой светочувствительную часть глаза. Гален и его коллеги могли лишь описать ее внешний вид, напоминавший им рыболовную сеть. (Латинское слово retina означает «похожий на сеть».)
Альхазен показал, что глаз функционирует как камера-обскура, где зрачок служит для света входом в «темную комнату», представляющую собой сам глаз. Кристаллический хрусталик фокусирует свет на заднюю стенку, покрытую сетчаткой.
В 1668 году Эдм Мариотт открыл слепое пятно — в этом месте зрительный нерв соединяется с сетчатой оболочкой. Следующим шагом стало открытие того, что визуальная информация от части каждого глаза, вероятно, дробится в области перекрёста зрительных нервов. Способы влияния света на нервы продолжали оставаться загадкой.
Рецепторы и пигменты
В 1791 году Самуэль фон Зёммеринг сообщил о том, что слепое пятно, каким он его увидел, является мелким углублением в центре сетчатой оболочки. На самом деле местоположение слепого пятна несколько смещено от центра. То, что увидел Зёммеринг, было центральной ямкой, наиболее чувствительной частью сетчатки глаза.
Первоначальное изучение этой области через микроскоп позволило увидеть то, что ученый принял за палочки, или цилиндрические бугорки, которые, как он допускал, представляют собой светочувствительные рецепторы. Обнаружилось, что каждый рецептор имеет отдельную связь со зрительным нервом посредством определенных вспомогательных клеток сетчатой оболочки.
Одно из решающих открытий в изучении глаза было сделано в 1876 году Францем Боллом. Болл обнаружил, что, находясь на свету, отделенная сетчатка меняет окраску от интенсивного красно-розового до слабого желтого. С тех пор меняющий цвет пигмент, обнаруженный Боллом, носит название родопсин, или зрительный пурпур. Под воздействием энергии света происходит обесцвечивание пигмента.
Хороид — внешняя оболочка, содержащая сосуды. Центральная ямка — самая чувствительная часть сетчатки.
Конусообразные клетки, или колбочки, преобладающие в центральной ямке, как было установлено, содержат три других пигмента, каждый из которых абсорбирует свет определенного цвета. По этой причине палочки используются для монохроматического зрения в условиях слабого освещения, в то время как колбочки обеспечивают более острое цветное зрение в течение дня.
СЕТЧАТКА
Подробное изучение строения сетчатки показало, что она находится в перевернутом состоянии. Светочувствительные клетки находятся под двумя другими слоями. Для контакта с ними луч света должен пройти через ганглионарные и биполярные клетки. Биполярные клетки соединяются с несколькими палочками или колбочками (но не с теми и другими одновременно) и анализируют их реакцию на воздействие света. Эти сигналы затем посылаются в ганглионарные клетки, которые передают их зрительному нерву.