दृष्टि मनुष्य की सबसे मूल्यवान इंद्रियों में से एक है। जबकि दृश्य प्रणाली मस्तिष्क का एक अपेक्षाकृत जटिल हिस्सा है, प्रक्रिया एक विनम्र ऑप्टिकल तत्व द्वारा संचालित होती है: आंख। यह रेटिना पर चित्र बनाता है, जहां प्रकाश को फोटोरिसेप्टर द्वारा अवशोषित किया जाता है। उनकी मदद से, विद्युत संकेतों को आगे की प्रक्रिया के लिए दृश्य प्रांतस्था में प्रेषित किया जाता है।
आंख के ऑप्टिकल सिस्टम के मुख्य तत्व: कॉर्निया और लेंस। वे प्रकाश को समझते हैं और इसे रेटिना पर प्रक्षेपित करते हैं। यह ध्यान देने योग्य है कि आंख का उपकरण उन कैमरों की तुलना में बहुत सरल है जिनकी समानता में कई लेंस बनाए गए हैं। इस तथ्य के बावजूद कि केवल दो तत्व आंख में लेंस की भूमिका निभाते हैं, यह सूचना की धारणा को खराब नहीं करता है।
प्रकाश
प्रकाश की अंतर्निहित प्रकृति आंख के प्रकाशिक तंत्र की कुछ विशेषताओं को भी प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, सूर्य के विकिरण स्पेक्ट्रम के अनुरूप दृश्य स्पेक्ट्रम की धारणा के लिए मध्य भाग में रेटिना सबसे संवेदनशील है। प्रकाश को अनुप्रस्थ के रूप में देखा जा सकता हैविद्युत चुम्बकीय तरंग। लगभग नीले (400 एनएम) से लाल (700 एनएम) तक दृश्यमान तरंग दैर्ध्य विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम का केवल एक छोटा सा अंश बनाते हैं।
यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि प्रकाश के कण (फोटॉन) की प्रकृति भी कुछ शर्तों के तहत दृष्टि को प्रभावित कर सकती है। फोटोन का अवशोषण एक यादृच्छिक प्रक्रिया के नियमों के अनुसार फोटोरिसेप्टर में होता है। विशेष रूप से, प्रत्येक फोटोरिसेप्टर तक पहुंचने वाले प्रकाश की तीव्रता केवल एक फोटॉन को अवशोषित करने की संभावना निर्धारित करती है। यह कम चमक पर देखने की क्षमता को सीमित करता है और आंख को अंधेरे के अनुकूल बनाता है।
पारदर्शिता
कृत्रिम ऑप्टिकल सिस्टम में, पारदर्शी सामग्री का उपयोग किया जाता है: अपवर्तक फिक्सर के साथ कांच या प्लास्टिक। इसी तरह, मानव आंख को जीवित ऊतक का उपयोग करके बड़े पैमाने पर, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां बनानी चाहिए। यदि रेटिना पर प्रक्षेपित छवि बहुत धुंधली, फजी है, तो दृश्य प्रणाली ठीक से काम नहीं करेगी। इसका कारण आंख और तंत्रिका संबंधी रोग हो सकते हैं।
आंख की शारीरिक रचना
मानव आँख को द्रव से भरी अर्ध-गोलाकार संरचना के रूप में वर्णित किया जा सकता है। आँख के प्रकाशिक तंत्र में ऊतकों की तीन परतें होती हैं:
- बाहरी (श्वेतपटल, कॉर्निया);
- आंतरिक (रेटिना, सिलिअरी बॉडी, आईरिस);
- मध्यवर्ती (कोरॉइड)।
वयस्क मनुष्यों में, आंख लगभग 24 मिमी व्यास का एक गोला है और इसमें एक्टोडर्मल और मेसोडर्मल जर्मलाइन से प्राप्त कई सेलुलर और गैर-सेलुलर घटक होते हैं।स्रोत।
आंख का बाहरी भाग एक प्रतिरोधी और लचीले ऊतक से ढका होता है, जिसे श्वेतपटल कहा जाता है, सिवाय सामने के जहां पारदर्शी कॉर्निया प्रकाश को पुतली में प्रवेश करने की अनुमति देता है। श्वेतपटल के नीचे दो अन्य परतें: पोषक तत्व और रेटिना प्रदान करने के लिए कोरॉइड जहां छवि निर्माण के बाद प्रकाश रिसेप्टर्स द्वारा प्रकाश को अवशोषित किया जाता है।
दृश्य वातावरण को पकड़ने और स्कैन करने के लिए छह बाहरी मांसपेशियों की क्रिया के कारण आंख गतिशील है। आंख में प्रवेश करने वाला प्रकाश कॉर्निया द्वारा अपवर्तित होता है: रक्त वाहिकाओं से मुक्त एक पतली पारदर्शी परत, लगभग 12 मिमी व्यास और मध्य भाग में लगभग 0.55 मिमी मोटी। कॉर्निया पर वाटर टियर फिल्म सर्वोत्तम छवि गुणवत्ता की गारंटी देती है।
आंख का पूर्वकाल कक्ष एक तरल पदार्थ से भरा होता है। आईरिस, केंद्रीय छिद्र वाली मांसपेशियों के दो सेट जिसका आकार संकुचन पर निर्भर करता है, रंगद्रव्य की मात्रा और वितरण के आधार पर एक विशिष्ट रंग के साथ एक डायाफ्राम की तरह कार्य करता है।
पुतली परितारिका के केंद्र में छेद है जो आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करता है। इसका आकार तेज रोशनी में 2 मिमी से कम से लेकर अंधेरे में 8 मिमी से अधिक तक होता है। पुतली को प्रकाश की अनुभूति होने के बाद, क्रिस्टलीय लेंस कॉर्निया के साथ मिलकर रेटिना पर चित्र बनाता है। एक क्रिस्टलीय लेंस अपना आकार बदल सकता है। यह एक लोचदार कैप्सूल से घिरा होता है और ज़ोन्यूल्स द्वारा सिलिअरी बॉडी से जुड़ा होता है। सिलिअरी बॉडी में मांसपेशियों की क्रिया लेंस को अपनी शक्ति बढ़ाने या घटाने की अनुमति देती है।
रेटिना और कॉर्निया
रेटिना में एक केंद्रीय अवसाद होता है जहांरिसेप्टर्स की सबसे बड़ी संख्या शामिल है। इसके परिधीय भाग कम रिज़ॉल्यूशन देते हैं, लेकिन आंखों की गति और वस्तु का पता लगाने में विशिष्ट होते हैं। देखने का प्राकृतिक क्षेत्र कृत्रिम की तुलना में काफी बड़ा है और 160×130° है। मैक्युला पास में स्थित है और एक हल्के फिल्टर के रूप में कार्य करता है, माना जाता है कि यह नीली किरणों की जांच करके रेटिना को अपक्षयी रोगों से बचाता है।
कोर्निया एक गोलाकार खंड है जिसमें 7.8 मिमी की पूर्वकाल वक्रता त्रिज्या, 6.5 मिमी की एक पश्च वक्रता त्रिज्या और स्तरित संरचना के कारण 1.37 का एक अमानवीय अपवर्तनांक है।
आंखों का आकार और फोकस
औसत स्थिर आंख की कुल अक्षीय लंबाई 24.2 मिमी होती है और दूर की वस्तुएं बिल्कुल रेटिना के केंद्र पर केंद्रित होती हैं। लेकिन आंख के आकार में विचलन स्थिति को बदल सकता है:
- मायोपिया, जब चित्र रेटिना के सामने केंद्रित होते हैं,
- दूरदर्शिता जब उसके पीछे होती है।
दृष्टिवैषम्य - लेंस की गलत वक्रता के मामले में आंख की ऑप्टिकल प्रणाली के कार्यों का भी उल्लंघन होता है।
रेटिना पर छवि गुणवत्ता
यहां तक कि जब आंख का ऑप्टिकल सिस्टम पूरी तरह से केंद्रित होता है, तब भी यह एक आदर्श छवि नहीं बनाता है। कई कारक इसे प्रभावित करते हैं:
- पुतली में प्रकाश का विवर्तन (धुंधला);
- ऑप्टिकल विपथन (पुतली जितनी बड़ी होगी, दृश्यता उतनी ही खराब होगी);
- आंख के अंदर बिखराव।
विशिष्ट नेत्र लेंस आकार, अपवर्तक सूचकांक विविधताएं, और ज्यामिति विशेषताएं आंख की ऑप्टिकल प्रणाली की कमियां हैंकृत्रिम समकक्षों की तुलना में। सामान्य आंख कम से कम छह गुना कम गुणवत्ता वाली होती है और प्रत्येक मौजूद विपथन के आधार पर एक मूल बिटमैप बनाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, सितारों का अनुमानित आकार हर व्यक्ति के लिए अलग-अलग होगा।
परिधीय दृष्टि
रेटिना का केंद्रीय क्षेत्र सबसे बड़ा स्थानिक संकल्प देता है, लेकिन कम सतर्क परिधीय भाग भी महत्वपूर्ण है। परिधीय दृष्टि के लिए धन्यवाद, एक व्यक्ति अंधेरे में नेविगेट कर सकता है, गति कारक के बीच अंतर कर सकता है, न कि चलती वस्तु और उसके आकार के बीच, और अंतरिक्ष में नेविगेट कर सकता है। परिधीय दृष्टि जानवरों और पक्षियों में प्रमुख है। इसके अलावा, उनमें से कुछ के पास जीवित रहने की उच्च संभावना के लिए सभी 360 ° का व्यूइंग एंगल है। दृश्य भ्रम की गणना परिधीय दृष्टि की विशेषताओं पर की जाती है।
परिणाम
मानव आंख की ऑप्टिकल प्रणाली सरल और भरोसेमंद है और आसपास की दुनिया की धारणा के लिए पूरी तरह अनुकूलित है। यद्यपि दृश्य की गुणवत्ता उन्नत तकनीकी प्रणालियों की तुलना में कम है, यह जीव की आवश्यकताओं को पूरा करती है। आंखों में कई प्रतिपूरक तंत्र होते हैं जो कुछ संभावित ऑप्टिकल सीमाओं को नगण्य छोड़ देते हैं। उदाहरण के लिए, रंगीन डिफोकसिंग के बड़े नकारात्मक प्रभाव को उपयुक्त रंग फिल्टर और बैंडपास वर्णक्रमीय संवेदनशीलता द्वारा समाप्त किया जाता है।
पिछले दशक में, अनुकूली का उपयोग करके आंखों के विचलन को ठीक करने की संभावनाप्रकाशिकी यह वर्तमान में प्रयोगशाला में सुधारात्मक उपकरणों जैसे इंट्राओकुलर लेंस के साथ तकनीकी रूप से संभव है। सुधार देखने की क्षमता को बहाल कर सकता है, लेकिन एक अति सूक्ष्म अंतर है - फोटोरिसेप्टर की चयनात्मकता। यहां तक कि अगर तेज छवियों को रेटिना पर पेश किया जाता है, तो माना जाने वाला सबसे छोटा अक्षर सही ढंग से व्याख्या करने के लिए कई फोटोरिसेप्टर की आवश्यकता होगी। संबंधित दृश्य तीक्ष्णता से छोटे अक्षरों की छवियों को अलग नहीं किया जाएगा।
हालांकि, मुख्य दृश्य विकार कमजोर विपथन हैं: ध्यान भटकाना और दृष्टिवैषम्य। तेरहवीं शताब्दी के बाद से, जब बेलनाकार लेंस का आविष्कार किया गया था, इन मामलों को विभिन्न तकनीकी विकासों द्वारा आसानी से ठीक किया गया है। आधुनिक तरीकों में रोगी की ऑप्टिकल प्रणाली की संरचना को संपादित करने के लिए संपर्क और इंट्राओकुलर लेंस या लेजर अपवर्तक सर्जरी प्रक्रियाओं का उपयोग शामिल है।
नेत्र विज्ञान का भविष्य आशाजनक दिख रहा है। इसमें फोटोनिक्स और लाइटिंग टेक्नोलॉजी अहम भूमिका निभाएगी। उन्नत ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग नए कृत्रिम अंग को जीवित ऊतक को हटाए बिना दूर-दृष्टि वाली आंखों को बहाल करने की अनुमति देगा, जैसा कि वर्तमान में है। नई ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी आंख के पूर्ण पैमाने पर वास्तविक समय 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन प्रदान कर सकती है। विज्ञान अभी भी खड़ा नहीं है ताकि आंख की ऑप्टिकल प्रणाली हम में से प्रत्येक को दुनिया को उसकी सारी महिमा में देखने की अनुमति दे।
