البعد البؤري للعين. ما هذا؟

قبل البدء في المقال ، أنتقل إلى المصورين الصغار - قم بتخزين طفايات الحريق.
دعنا نذهب!

في هذه المقالة ، سأحاول الاستغناء عن تشابهات العين باستخدام الكاميرا والدماغ باستخدام الكمبيوتر. لماذا؟
من المحاولات الأولى لدراسة الدماغ من قبل البشر ، كان الناس يبحثون عن أوجه تشابه لتسهيل فهم / تفسير أعماله. في كل حقبة كانت هناك أمثلة - شخص قارن الدماغ مع أكثر الأجهزة تعقيدًا في عصره:
- المحركات البخارية ،
- تكنولوجيا المصباح ،
- اليوم هذه أجهزة كمبيوتر ،
- في المستقبل ...
دعنا ننتقل إلى كتب علم وظائف الأعضاء من أجل تجنب المفاهيم الخاطئة غير الضرورية.

العين كنظام بصري

في هذا الشكل ، أضاف تفسيرات للراحة.

لنبدأ مع دليل طب العيون.
وتسمى القوة الانكسارية الكاملة للنظام البصري الموصّل للعين الانكسار المادي.
ديوبتر من جميع الوسائط البصرية في مقلة العين:
- القرنية ~ 43 ديوبتر ،
- الكاميرا الأمامية ~ 3 ديوبتر ،
- العدسة ~ 19-33 ديوبتر ،
- الجسم الزجاجي ~ 6 ديوبتر.
تمتلئ الغرفة الأمامية مع الفكاهة المائية - السائل الذي هو قريب من الماء في الخصائص البصرية. (Remizov AN "فيزياء طبية وبيولوجية" ص 384)
يجب أن يكون مفهوما أن الوسائط الثلاثة الأولى تجمع الضوء ، والجسم الزجاجي ينثره ، لذلك عند حساب نطرح هذه القيمة.

يتم احتساب القدرة الانكسارية في diopters وفقا لصيغة بسيطة من البصريات الهندسية:
D = Dr + Dp.k + Dhr-Dst.t. = 43 + 3 + 19-6 = 59 diopters

قيمة العدسة في هذا الحساب هي 19 ديوبتر ، لأنها تتوافق مع انكسارها في حالة استرخاء عندما ننظر إلى المسافة.

بعد ذلك ، نترجم الديوبتر إلى ملليمترات:
F = 1 / D = 1/59 = 0.0169 م = 17 مم.

الخلاصة: البعد البؤري للعين البشرية هو ~ 17 ملم.

في مرحلة دراسة الخصائص البصرية للعين ، لدينا قيمة ~ 17 مم.
اقتباس - "خذ الحالة التي يكون فيها الانكسار الجسدي المتوسط ​​(60،0D) في مقلة العين مع حجم الأمامي الخلفي من الحجم المتوسط ​​(23 ملم). من السهل حساب أنه بسمك القرنية حوالي 1 مم ، وعمق الغرفة الأمامية حوالي 3 ملم ومسافة من القطب الأمامي للعدسة إلى نقطة العقدة 2 مم ، من الأخير إلى شبكية العين ، بقايا 17 مم فقط ، مما يضمن تركيز الأشعة المتوازية في الحفرة المركزية للبقعة الصفراء لأنه يتزامن مع البعد الرئيسي ".

س. روكلوفا "أساسيات طب العيون" 2006

لكن ، أعتقد ، شخص ما سوف يعترض - يجب أن يكون البعد البؤري حوالي 50 مم!


لماذا يجب ولماذا يعتقد بعض الناس ذلك ؟ للإجابة على هذا السؤال ، سننتقل أكثر إلى القشرة البصرية.

القشرة البصرية

أثبت ديفيد هوبل وتورستن ويزل في أعمالهما الشهيرة حول فسيولوجيا الرؤية أن شبكية العين -> LKT -> القشرة البصرية الأولية لديها منظمة طبوغرافية .
هذا يخبرنا أنه يتم الحفاظ على الترتيب الذي تخرج به ألياف العصب البصري للشبكية في القشرة V1.
وكان R. Tutell قادرا على تصور هذا البيان. للقيام بذلك ، أخذ قرود المكاك ، وحشوها بمهدئات ، وأظهر لمدة 45 دقيقة هدفًا بثلاث دوائر شعاعية. نظرت القرود إلى الرسم بعين واحدة فقط. قبل كل هذا المشروع ، تم حقن الحيوان باستخدام مادة ديوكسي جلوكوز مشعة.
نظرًا لأن الخلايا العصبية تتغذى حصريًا على الجلوكوز ، يمكن تتبع الخلايا الأكثر نشاطًا بسهولة - فهي تستهلك أكبر نسبة من السكر.
بعد ذلك ، امتدت قرود المكاك القشرة البصرية الأولية ، جمدت ، وأظهرت علامات مشعة.
تظهر النتيجة في الشكل أدناه.

أصغر دائرة في مركز الهدف على إسقاط طبوغرافي في القشرة تشغل مساحة أصغر قليلاً من مساحة الدائرة الخارجية. في البشر ، يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا - يتم عرض الجزء المركزي من الحقل المرئي على مناطق أكبر في القشرة.
لتسهيل الفهم ، تم إنشاء الشكل التالي:

هنا يمكنك أن ترى بوضوح كيف يتم تكبير الصورة من وسط شبكية العين.
سوف أؤكد أن هذه ليست بصرية ، ولكنها زيادة قشرية .

لتلخيص:
- البعد البؤري ~ 17 مم ،
- تغطية مجال رؤية عين واحدة أفقياً 140 - 160˚ ،
- الصورة من الجزء المركزي للشبكية تخلق إحساسًا (ظاهرة) في قشرة صورة مكبرة ، على الرغم من أن الإسقاط البصري منتظم.

UPD:

ومع ذلك ، لطمأنة أولئك الذين يحترقون من 17 مم ، تم إعطاء الرقم البعد أعلاه للعين بأكملها ولكامل مجال الرؤية.
لدينا رؤية واضحة فقط في الجزء المركزي من شبكية العين يسمى Fovea . القرار الزاوي لهذا الجزء من الشبكية هو 1˚40 ' . عندما ننظر إلى العالم من حولنا (نقرأ النص ، ننظر إلى المشهد) ، فغالبًا ما يكون انتباهنا عند هذه النقطة الصغيرة بدرجة وضوح زاويّة تقارب 1 درجة . نعم ، يمكننا أن نحول انتباهنا بوعي إلى حافة شبكية العين - حيث تكون الصورة ضبابية تمامًا. لكن من المستحيل توسيع منطقة الاهتمام - مثل فسيولوجيا القشرة البصرية وظواهر بناء الصورة التي نراها في النهاية. وبناءً على هذه التجربة المرئية ، يتم إنشاء انطباع عن مجال رؤية أضيق (طول بؤري طويل) أكثر مما هو عليه بالفعل.

المراجع:
VVVit "بنية النظام البصري البشري" 2003
E.A Egorov "طب العيون" 2010
س. روكلوفا "أساسيات طب العيون" 2006
Novokhatsky A.G. القياس السريري ، 1973
ديفيد هوبيل - العين ، الدماغ ، الرؤية
ستيفن بالمر - من الفوتونات إلى الظواهر
Baars B.، Gage N. - "The Brain، Cognition، Mind"
جون نيكولز ، أ. مارتن ، ب. والاس ، ب. فوكس - "من الخلايا العصبية إلى الدماغ"
مايكل جازانيغا - "من المسؤول؟"

المراجع:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730700774X
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10944/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5446894/
https://books.google.com/books؟id=_yYrIBT42BkC&pg=PA414