Недавно у меня состоялся спор со специалистом. Она работает в компании, которая производит линзы для очков. Компания следит за всеми мировыми исследованиями и технологиями, очень мощная система обучения работников и специалистов в центрах оптики. И, казалось бы, все там должны знать о строении глаза человека и как он функционирует.
Оказалось, что до сих пор все ведущие офтальмологи в своей практике применяют только теорию фокусировки изображения глаза Германа Гельмгольца. Это немецкий физик и физиолог, который в середине 19 века предложил модель фокусировки изображения внутри глаза человека. Но вначале кратко рассмотрим строение нашего глаза.
Глаз человека – это оптическая система с фокусировкой изображения на сетчатке в узком сегменте ее поверхности (в желтом пятне), где сосредоточены почти все светочувствительные рецепторы глаза. Там 7 млн. колбочек, ответственных за цветное зрение и 130 млн. палочек, отвечающих за ночное черно-белое изображение. Но перед этим свет преломляется в радужной оболочке и в хрусталике.
Рефракция (сила преломления) оптической системы глаза взрослого человека составляет 52,5-71,5 диоптрии (в среднем 60,0 дптр), а у новорожденных 77,0-80,0 дптр (мы с рождения видим только вдаль). Большая часть силы преломления у роговицы (40 дптр). И лишь 20 дптр относится к преломлению хрусталика.
Но глаз – это не статическая оптическая система. Мы можем видеть как вблизи, так и вдаль. Для этого теоретически существует два варианта фокусировки изображения на поверхности. За счет изменения кривизны линзы и за счет изменения фокусного расстояния между линзой и поверхностью. По модели Г.Гельмгольца природа выбрала первый вариант – за счет изменения кривизны хрусталика.
Хрусталик прикреплен цилиарной мышцей. Он упругий, но может менять свою форму. Мышцы изменяют его кривизну поверхности. Происходит примерно так:
Когда мы смотрим вдаль, наши цилиарные (ресничные) мышцы расслабляются, цинновые связки, которые опоясывают хрусталик, натягиваются, и он становится плоским. Мы видим дальние объекты. Если нам нужно что-то рассмотреть вблизи, то цинновые связки расслабляются, хрусталик становится выпуклым, а зрачок сужается. Поэтому мы четко видим вблизи.
Схематично это выглядит по теории Г.Гельмгольца так:
Процесс фокусировки зрения на предмет у ольфтальмологов называется аккомодацией. Странный алгоритм, если честно. И, вот почему: естественное состояние зрения человека – это смотреть вдаль. А мышцам, удерживающие хрусталик, приходится постоянно быть в тонусе при этом.
Это противоречие в теории Гельмгольца заметили давно. К тому же, силы мышц не хватит изменить его радиус кривизны с 10 мм до 6 мм (утолщение на 0,4 мм). Диапазон аккомодации у здорового глаза 12 диоптрий. Причем, изменение кривизны на внутренней и внешней поверхностях происходят по-разному. Почему так?
Поэтому были предложены другие модели аккомодации (фокусировки изображения) глаза. Кратко можно выделить следующие модели и исследования:
- Гульштранда (Gullstrand A.) (1909). Ввёл теоретическое понятие ядра хрусталика с большей преломляющей способностью для объяснения наблюдаемой в практике величины общего объёма аккомодации в 10 диоптрий и более. Но модель не объясняет, почему аккомодация у пожилых падает до 1-2 диоптрии.
- Чернинга - Пфлюка (Tscherning M.- Pflugk A.) (1898,1935). Модель считает, что силовое воздействие на хрусталик со стороны стекловидной камеры - это главный механизм аккомодации, в отличии от ослабления волокон глазных мышц РП.
- Ананина В.Ф. (1992). Предложил учитывать перемещение сетчатки в направлении переднезадней оси глаза при аккомодации по Гельмгольцу.
- Модель Шахара (Schachar R.) (1992-2001), представившего противоположную Гельмгольцу трактовку механизма аккомодации и противоположную Рохену трактовку функционирования волокон РП.
- Модель гидродинамического перетока жидкости А.В. Золоторева. Когда из передней камеры в заднюю с помощью сокращения мышц перетекает жидкость, деформирует хрусталик и меняет его положение относительно сетчатки (изменение фокусного расстояния)
- Теория У.Бейтса. Модель изменения фокусного расстояния за счет сокращения и ослабления внешних мышц вокруг глазного яблока. Это внехрусталиковая аккомодация обеспечивается внутренними прямыми мышцами.
Модель внехрусталиковой аккомодации можно изобразить на схеме следующим образом:
Прямые мышцы деформируют глазное яблоко, меняется фокусное расстояние внутри и изображение перестраивается на предмет на другом удалении. Гипертонус мышц приводит к одним нарушениям зрения. А наоборот, слабость мышц – к невозможности сфокусироваться на предметах на нужной дистанции.
Существуют исследования, когда мышам надевали очки, намеренно испортив им зрение. В одном случае с плюсом, в другом случае с минусом. Так спустя время глаз мышей становился деформированным: в одном случае вытянутым, в другом втянутым. Глаз мышей подстраивал внешними мышцами фокусное расстояние для коррекции зрения. Это исследование подтверждает модель внехрусталиковой аккомодации.
Но существует и другая модель, похожая на модель Чернинга - Пфлюка. В ней автор (Виталий Чорный) предполагает, что вокруг глаза существует аккомодационная мышца, которая при сокращении уменьшает (деформирует) глазное яблоко. Стекловидное тело передает деформацию на хрусталик, тот меняет свою кривизну (в основном с одной стороны, как в реальности) и отодвигается на иное фокусное расстояние от сетчатки. Вкратце с этой моделью можно ознакомиться в статье:
Нарушение функции этой аккомодиционной этой мышцы приводит к некоторым глазным болезням (близорукость, дальнозоркость).
Как видно, наука до сих пор не знает как на самом деле происходит фокусировка зрения, аккомодация. И до сих пор в учебниках используют модель Гельмгольца, которой уже 170 лет со множеством противоречий. Поэтому, любое лечение нарушений зрения сводится к оптической коррекции зрения: надеть очки, линзы или срезать слой роговицы лазером, уменьшив степень преломления света.
Конечно, в каждой из альтернативных моделей есть и свои слабые места, поэтому они не стали общепризнанными. Но эту тему нужно исследовать. С уровнем современной медицины, эндоскопии можно точно установить механизм аккомодации. Но почему-то это до сих пор не сделано.
Выгодно всем надевать очки, снижая комфорт и качество жизни вместо выяснения истинной причины изменения зрения и коррекции на ином принципе (например, снять тонус или натренировать мышцы глаза). А зачем, ведь в офтальмологии крутятся огромные деньги…