Lidské oko

Lidské oko je orgán z vidění na lidské bytosti  ; umožňuje mu zachytit světlo , poté jej analyzovat a komunikovat s jeho prostředím. Lidské oko dokáže rozlišit tvary a barvy. Věda, která studuje oko, se nazývá oftalmologie .

Jednou z velkých výzev technologie bude výroba elektronických očí schopných vyrovnat nebo dokonce překročit schopnosti očí živého světa, například nahradit oko zraněného.

Anatomie a fyziologie lidského oka

Lidské oko se skládá z oční bulvy obsahující:

Oční bulva má průměr přibližně 2,5  cm a hmotnost 8 gramů. Skládá se ze 3 obalů neboli tuniky obklopujících želatinovou látku zvanou sklovité tělo . Tři tuniky se nazývají vnější tunika, střední tunika a vnitřní tunika; sklovité tělo je hlavně voda a používá se k udržení tvaru oka.

Oko se nejprve přizpůsobí okolnímu světlu. Lidská bytost tak může vnímat se stejnou citlivostí na plném slunci nebo ve světle úplňku, to znamená se světelnou intenzitou 10 000krát menší. První adaptace pochází z oddělení duhovky, která v nočním režimu může u mladých lidí dosáhnout maximálního otevření 7  mm (maximum, které s věkem klesá na 4  mm ).

Vnější tunika

Střední tunika

Vnitřní tunika

Přídavky oka

Existují čtyři přídavky oka:

  1. oběžná dráha je kostní dutina pokryté fibro-elastické membrány (peri- oběžné dráze ), která hraje ochrannou úlohu;
  2. že okohybných svalů se používají pro pohyb; u lidí rozlišujeme:
    • 4 pravé svaly: horní přímý, dolní přímý, vnitřní přímý (nebo střední) a vnější přímý (nebo boční);
    • 2 šikmé svaly: velké šikmé (nebo horní šikmé) a malé šikmé (nebo dolní šikmé);
  3. víčka je membrána umožňuje více či méně důležitá izolace elektromagnetického záření , šíření filmu slz, a ochrany rohovky;
  4. slzné žlázy , která se nachází nad a vně, vylučuje 40% našich slz, zbytek je vyrobeno přídatných žláz.

Receptory sítnice

Receptory v oku se používají k rozložení světelné informace na elektrické signály, které budou odeslány do optického nervu . U lidí existují:

Každé oko má asi 7 milionů kuželů a 120 milionů tyčinek, dokáže rozeznat 300 000 barev, snadněji v odstínech zelené nebo červené než odstíny modré.

Dysfunkce jednoho ze tří typů čípků vede k barvosleposti a dysfunkce všech tří typů čípků vede k achromatopsii , jejíž jedním z příznaků je úplná absence barevného vidění.

Barva duhovky

Genetická mutace v na OCA2 genu , nese chromozomu 15, se předpokládá, že je odpovědná za modrou barvu očí a sahá až do asi 8000 roky. Bylo by to kvůli jedinému společnému předkovi a vydržel.

OCA2 kóduje protein P, který se podílí na produkci melaninu , pigmentu, který barví vlasy, pokožku a oči. Mutace není umístěna přímo na OCA2, ale na sousedním genu, který neničí jeho aktivitu, ale omezuje jeho pole působení snížením produkce melaninu v duhovce. Když je gen zcela deaktivován, tělo vůbec nevylučuje žádný melanin: jedná se o albinismus .

Oční patologie

Mohou být ovlivněny všechny části oka:

Optický provoz

První modelování oka, zvané „zmenšené oko“, spočívá v tom, že je považujeme za sférickou dioptrii opatřenou bránicí a umožňující umístění za Gaussových podmínek umožňujících přibližný stigmatismus . Tento model pomáhá porozumět tvorbě obrazů na sítnici a vlivu zakřivení (upraveného čočkou) na akomodaci .

Druhý model používaný při experimentálních činnostech spočívá v nahrazení sítnice plochou obrazovkou (bílý list) a optické sestavy (rohovka / krystal) konvergující čočkou s ohniskovou vzdáleností obrazu f '= 16,7  mm, je- li oko v klidu.

V některých didaktických zařízeních je čočkou flexibilní čočka vyrobená z plastové membrány, která může být víceméně naplněna vodou. Můžeme tak ukázat akomodaci a přiblížit pojmy punctum proximum a punctum remotum .

Použití skleněné čočky umožňuje modelovat normální oko ( emmetropické , jasné vidění v nekonečnu bez akomodace), poté úpravou vzdálenosti čočky obrazovky modelovat krátkozrakost (obrazovka příliš daleko) a hyperopii (obrazovka příliš blízko) ), s možností poté přidat k modelům brýlí korekční čočku .

Zde jsou některá optická data (průměr) oka:

Struktury Přední poloměr zakřivení Zadní poloměr zakřivení Index lomu
Rohovka 7,8  mm 6,8  mm 1377
Mokrý humor - - 1337
Krystalický 10  mm 6  mm 1.413
Skleněný humor - - 1,336

Oko lze redukovat na středový systém s následujícími charakteristikami:

Evoluční aspekt

Složitost očního orgánu již byla použita k diskreditaci darwinismu tím, že se uvádí extrémní nepravděpodobnost, že všechny nezbytné mutace se spojily, aby se dospělo k vysoce funkčnímu oku. Ve skutečnosti byl vývoj oka proveden postupným vrtáním každé z jeho částí, kde je každá fáze postavena na předchozí, a zároveň představuje zlepšení ve srovnání s předchozí situací. Tato posloupnost náplastí může vysvětlit zejména určité „nedokonalosti“ složitých struktur, jako je oko. Koncept slepého bodu je příkladem: orgán citlivý na světlo, sítnice , se nachází za nervovými vlákny vedoucími do mozku a proto „skrývá“ část sítnice, odtud název.

Elektronické oko

Osm systémů je studováno v elektronických zařízeních zaměřených na obnovení zhoršeného vidění. Závisí na části oka, kterou chcete nahradit:

Všechny tyto systémy se vztahují k tématu bionického oka .

Poznámky a odkazy

Poznámky

  1. U některých plazů a ptáků jsou čtyři; tyto mohou detekovat ultrafialové světlo a jejich kužely nezjistí zcela stejné barvy.

Reference

  1. Backhaus, Kliegl & Werner „  Barevné vidění, perspektivy z různých oborů  “ (De Gruyter, 1998), s.  115-116 , oddíl 5.5.
  2. P r  Mollon (University of Cambridge), P r  Jordan (University of Newcastle) „Study of women heterozygote for color problems“ (Vision Research, 1993)
  3. Bernard Value , barva v celé své kráse , Belin ,2011, 224  s. ( ISBN  978-2-7011-5876-1 a 2-7011-5876-1 )
  4. Eiberg H, Troelsen J, Nielsen M, Mikkelsen A, Mengel-From J, Kjaer KW, Hansen L, Barva modrých očí u lidí může být způsobena dokonale asociovanou zakladatelskou mutací v regulačním prvku umístěném v genu HERC2 inhibujícím expresi OCA2 , Hum Genet, 2008 3. ledna
  5. Simulace vlastností optického systému lidského oka a odchylka hloubky ostrosti - Zilong Wang a Shuangjiu Xiao, International Journal of Machine Learning and Computing, Vol. 3, č. 5, říjen 2013
  6. Vincent Bauchau a Kate Lessells, „  Přirozený výběr, nezbytný a dostatečný princip  “, La Recherche ,Březen 1997, str.  7 ( číst online Je nutná registrace , konzultováno v (datum konzultace) )
  7. Jean-Luc Picq, Biologie pro psychology , De Boeck ( číst online ).

Podívejte se také

Související články

externí odkazy