Tento článok je o oku cicavcov. Pre iné skupiny pozri anatómiu oka nesamcovitých
Detailný záber na modrozelené ľudské oko.
Oko je zrakový orgán, ktorý vníma svetlo. Rôzne druhy orgánov citlivých na svetlo sa nachádzajú v rôznych organizmoch. Najjednoduchšie oči nerobia nič iné, len zisťujú, či je okolie svetlé alebo tmavé, zatiaľ čo zložitejšie oči dokážu rozlišovať tvary a farby. Mnohé živočíchy vrátane niektorých cicavcov, vtákov, plazov a rýb majú dve oči, ktoré môžu byť umiestnené v rovnakej rovine, aby sa interpretovali ako jeden trojrozmerný „obraz“ (binokulárne videnie), ako je to u ľudí; alebo v rôznych rovinách, ktoré vytvárajú dva samostatné „obrazy“ (monokulárne videnie), ako je to u králikov a chameleónov.
Zložené oči vážky.
U väčšiny stavovcov a niektorých mäkkýšov funguje oko tak, že doň vstupuje svetlo, ktoré sa premieta na svetlocitlivú bunku známu ako sietnica v zadnej časti oka, kde sa svetlo detekuje a premieňa na elektrické signály, ktoré sa potom prostredníctvom zrakového nervu prenášajú do mozgu. Takéto oči sú zvyčajne približne guľovité, vyplnené priehľadnou gélovou látkou nazývanou sklovec, so zaostrovacou šošovkou a často s dúhovkou, ktorá reguluje intenzitu svetla, ktoré vstupuje do oka. Oči hlavonožcov, rýb, obojživelníkov a hadov majú zvyčajne pevný tvar šošovky a zaostrenie zraku sa dosahuje teleskopovaním šošovky – podobne ako pri zaostrovaní fotoaparátom.
Zložené oči sa vyskytujú medzi článkonožcami a sú zložené z mnohých jednoduchých faziet, ktoré vytvárajú pixelový obraz (nie viacero obrazov, ako sa často predpokladá). Každý senzor má vlastnú šošovku a svetlocitlivú bunku (bunky). Niektoré oči majú až 28 000 takýchto snímačov, ktoré sú usporiadané šesťuholníkovo a ktoré môžu poskytnúť celé 360-stupňové zorné pole. Zložené oči sú veľmi citlivé na pohyb. Niektoré článkonožce a mnohé Strepsiptera majú zložené oko zložené z niekoľkých faziet, pričom každá z nich má sietnicu schopnú vytvárať obraz, ktorý však poskytuje videnie s viacerými obrazmi. Keď každé oko vidí pod iným uhlom, v mozgu sa vytvorí spojený obraz zo všetkých očí, ktorý poskytuje veľmi širokouhlý obraz s vysokým rozlíšením.
Trilobity, ktoré už vymreli, mali jedinečné zložené oči. Na vytvorenie očných šošoviek používali číre kryštály kalcitu. Tým sa líšia od väčšiny ostatných článkonožcov, ktoré majú mäkké oči. Počet šošoviek v takomto oku sa však líšil: niektoré trilobity mali len jednu a niektoré mali tisíce šošoviek v jednom oku.
Niektoré z najjednoduchších očí, tzv. ocelli, sa nachádzajú u živočíchov, ako sú slimáky, ktoré v skutočnosti nevidia v bežnom zmysle slova. Majú síce svetlocitlivé bunky, ale nemajú šošovky ani iné prostriedky na premietanie obrazu na tieto bunky. Dokážu rozlišovať medzi svetlom a tmou, ale nič viac. To slimákom umožňuje vyhýbať sa priamemu slnečnému svetlu. Skákajúce pavúky majú jednoduché oči, ktoré sú také veľké a podporované sústavou ďalších menších očí, že dokážu získať dostatok vizuálnych informácií na lov a vrhnutie sa na korisť. Niektoré larvy hmyzu, napríklad húsenice, majú iný typ jednoduchého oka (stemmata), ktoré poskytuje hrubý obraz.
Primitívne oko nautilusa sa svojou konštrukciou podobá dierkovému fotoaparátu.
Spoločný pôvod (monofylia) všetkých živočíšnych očí je dnes všeobecne uznávaný ako fakt na základe spoločných anatomických a genetických znakov všetkých očí, to znamená, že všetky moderné oči, aj keď sú rôznorodé, majú svoj pôvod v protoočiach, o ktorých sa predpokladá, že sa vyvinuli približne pred 540 miliónmi rokov. Predpokladá sa, že väčšina pokrokov v prvých očiach sa vyvinula len za niekoľko miliónov rokov, pretože prvý predátor, ktorý získal skutočné zobrazovanie, by spustil „preteky v zbrojení“. Korisť aj konkurenčné predátory by boli nútené rýchlo sa vyrovnať alebo prekonať všetky takéto schopnosti, aby prežili. Preto sa paralelne vyvíjali viaceré typy a podtypy očí.
Oči rôznych živočíchov sa prispôsobujú ich požiadavkám. Napríklad dravé vtáky majú oveľa väčšiu ostrosť videnia ako ľudia a niektoré vidia ultrafialové svetlo. Rôzne formy očí napríklad u stavovcov a mäkkýšov sa často uvádzajú ako príklady paralelnej evolúcie, napriek ich vzdialenému spoločnému pôvodu.
Zložené oko antarktického krilu.
Tenký porast priehľadných buniek nad očným otvorom, ktorý sa pôvodne vytvoril, aby zabránil poškodeniu očnej škvrny, umožnil, aby sa oddelený obsah očnej komory špecializoval na priehľadný humor, ktorý optimalizoval filtrovanie farieb, blokoval škodlivé žiarenie, zlepšil index lomu oka a umožnil fungovanie mimo vody. Priehľadné ochranné bunky sa nakoniec rozdelili na dve vrstvy, medzi ktorými sa nachádzala cirkulujúca tekutina, ktorá umožnila širšie zorné uhly a väčšie rozlíšenie obrazu, a hrúbka priehľadnej vrstvy sa postupne zväčšovala, u väčšiny druhov s priehľadným proteínom kryštalínom.
Medzera medzi vrstvami tkaniva prirodzene vytvorila biokonvexný tvar, optimálne ideálnu štruktúru pre normálny index lomu. Nezávisle od šošovky sa dopredu oddeľujú priehľadná a nepriehľadná vrstva: rohovka a dúhovka. Oddelením prednej vrstvy sa opäť vytvorí humus, vodný humus. Tým sa zvyšuje lomivosť a opäť sa zmierňujú problémy s cirkuláciou. Vytvorenie netransparentného prstenca umožňuje viac ciev, väčšiu cirkuláciu a väčšie rozmery oka.
Anatómia oka cicavcov
Schéma ľudského oka.
Štruktúra cicavčieho oka je úplne prispôsobená úlohe zaostrovať svetlo na sietnicu. Všetky jednotlivé zložky, ktorými svetlo v oku prechádza, kým sa dostane na sietnicu, sú priehľadné, čím sa minimalizuje stlmenie svetla. Rohovka a šošovka pomáhajú zbližovať svetelné lúče a zaostrovať ich na sietnicu. Toto svetlo spôsobuje chemické zmeny vo svetlocitlivých bunkách sietnice, ktorých produkty vyvolávajú nervové impulzy, ktoré putujú do mozgu.
Svetlo vstupuje do oka z vonkajšieho prostredia, ako je vzduch alebo voda, prechádza cez rohovku a dostáva sa do prvého z dvoch mokov, vodného moku. Väčšina lomu svetla nastáva na rohovke, ktorá má pevné zakrivenie. Prvý humor je číra hmota, ktorá spája rohovku s očnou šošovkou, pomáha udržiavať konvexný tvar rohovky (potrebný na konvergenciu svetla v šošovke) a poskytuje endotelu rohovky živiny. Dúhovka medzi šošovkou a prvým humorom je farebný prstenec svalových vlákien. Svetlo musí najprv prejsť stredom dúhovky, zrenicou. Veľkosť zreničky aktívne upravujú cirkulárne a radiálne svaly, aby sa udržala relatívne stála úroveň svetla vstupujúceho do oka. Príliš veľa svetla môže poškodiť sietnicu, príliš málo svetla sťažuje videnie. Šošovka za dúhovkou je vypuklý, pružný disk, ktorý sústreďuje svetlo cez druhý humor na sietnicu.
Schéma ľudského oka. Všimnite si, že nie všetky oči majú rovnakú anatómiu ako ľudské oko.
Aby ste jasne videli vzdialený objekt, kruhovo usporiadané ciliárne svaly ťahajú šošovku a sploštia ju. Bez ťahu svalov sa šošovka vráti do hrubšieho, vypuklejšieho tvaru.
Ľudia vekom postupne strácajú túto pružnosť, čo má za následok neschopnosť zaostriť na blízke predmety, ktorá sa nazýva presbyopia. Existujú aj ďalšie chyby refrakcie vyplývajúce z tvaru rohovky a šošovky a z dĺžky očnej gule. Patrí medzi ne krátkozrakosť, ďalekozrakosť a astigmatizmus.
Svetlo z jedného bodu vzdialeného objektu a svetlo z jedného bodu blízkeho objektu, ktoré sa dostáva do ohniska.
Štruktúru oka cicavcov možno rozdeliť na tri hlavné vrstvy alebo tuniky, ktorých názvy odrážajú ich základné funkcie: vláknitá tunika, cievna tunika a nervová tunika.
Sietnica je relatívne hladká (ale zakrivená) vrstva, ktorá umožňuje čo najlepšie videnie a absorpciu svetla. Má dva body, v ktorých sa líši: fovea a disk zrakového nervu. Fovea je priehlbina v sietnici priamo oproti šošovke, ktorá je husto osadená čapíkovými bunkami. Je do veľkej miery zodpovedná za farebné videnie u ľudí a umožňuje vysokú ostrosť, ktorá je potrebná napríklad pri čítaní. Zrakový disk, niekedy označovaný ako anatomická slepá škvrna, je miesto na sietnici, kde zrakový nerv prechádza sietnicou a spája sa s nervovými bunkami na jej vnútornej strane. V tomto mieste sa nenachádzajú žiadne svetlocitlivé bunky, je teda „slepé“.
U niektorých živočíchov obsahuje sietnica reflexnú vrstvu (tapetum lucidum), ktorá zvyšuje množstvo svetla vnímaného každou svetlocitlivou bunkou, čo umožňuje živočíchovi lepšie vidieť pri slabom osvetlení.
Predné a zadné segmenty
Schéma ľudského oka; všimnite si, že nie všetky oči majú rovnakú anatómiu ako ľudské oko.
Oko cicavcov možno tiež rozdeliť na dva hlavné segmenty: predný segment a zadný segment.
Nad sklérou a vnútornou stranou očných viečok sa nachádza priehľadná membrána nazývaná spojovka. Pomáha lubrikovať oko produkciou hlienu a sĺz. Prispieva tiež k imunitnému dohľadu a pomáha zabraňovať vstupu mikróbov do oka.
U mnohých živočíchov vrátane ľudí viečka utierajú oko a zabraňujú dehydratácii. Na oči rozotierajú slzy, ktoré obsahujú látky, ktoré v rámci imunitného systému pomáhajú bojovať proti bakteriálnej infekcii.
Niektoré vodné živočíchy majú v každom oku druhé viečko, ktoré láme svetlo a pomáha im vidieť jasne nad vodou aj pod ňou. Väčšina živočíchov automaticky reaguje na ohrozenie očí (napríklad na predmet pohybujúci sa priamo na oko alebo na jasné svetlo) zakrytím očí a/alebo odvrátením očí od ohrozenia. Žmurkanie očami je, samozrejme, tiež reflex.
U mnohých živočíchov vrátane ľudí mihalnice zabraňujú vniknutiu jemných častíc do oka. Jemné častice môžu byť baktérie, ale aj obyčajný prach, ktorý môže spôsobiť podráždenie oka a viesť k slzeniu a následnému rozmazanému videniu.
U mnohých druhov sú oči vložené do časti lebky známej ako očnice alebo očnice. Toto umiestnenie očí ich chráni pred poranením.
U ľudí obočie presmeruje prúdiace látky (napríklad dažďovú vodu alebo pot) preč od oka.
Funkcia oka cicavcov
Štruktúra oka cicavcov je úplne prispôsobená úlohe zaostrovať svetlo na sietnicu. Toto svetlo spôsobuje chemické zmeny vo svetlocitlivých bunkách sietnice, ktorých produkty vyvolávajú nervové impulzy, ktoré putujú do mozgu.
Okrem svetlocitlivých gangliových buniek, ktoré sa podieľajú na cirkadiánnom nastavení, ale nie na videní, obsahuje sietnica dve formy svetlocitlivých buniek dôležitých pre videnie – tyčinky a čapíky. Aj keď sú si tyčinky a čapíky štrukturálne a metabolicky podobné, ich funkcie sú úplne odlišné. Tyčinkové bunky sú vysoko citlivé na svetlo, čo im umožňuje reagovať pri slabom svetle a v tme; nedokážu však rozpoznať farebné rozdiely. Práve tieto bunky umožňujú ľuďom a iným živočíchom vidieť pri mesačnom svetle alebo pri veľmi malom množstve dostupného svetla (ako v tmavej miestnosti). Kužeľové bunky, naopak, potrebujú na reakciu vysokú intenzitu svetla a majú vysokú zrakovú ostrosť. Rôzne čapíkové bunky reagujú na rôzne vlnové dĺžky svetla, čo umožňuje organizmu vidieť farby. Prechod od čapíkového videnia k tyčinkovému je dôvodom, prečo sa zdá, že čím sú podmienky tmavšie, tým menej farebných predmetov majú.
Rozdiely medzi tyčinkami a čapíkmi sú užitočné; okrem toho, že umožňujú vidieť za šera aj za svetla, majú aj ďalšie výhody. Fovea, ktorá sa nachádza priamo za šošovkou, pozostáva väčšinou z husto uložených čapíkových buniek. Fovea poskytuje ľuďom veľmi detailné centrálne videnie, ktoré umožňuje čítanie, pozorovanie vtákov alebo akúkoľvek inú úlohu, ktorá si primárne vyžaduje pozeranie na veci. Požiadavka na vysokú intenzitu svetla spôsobuje problémy astronómom, ktorí pomocou centrálneho videnia nemôžu vidieť slabé hviezdy alebo iné nebeské objekty, pretože svetlo z nich nie je dostatočné na stimuláciu čapíkových buniek. Pretože priamo vo fovei sú len čapíkové bunky, astronómovia sa musia pozerať na hviezdy cez „kútik oka“ (odvrátené videnie), kde sú aj tyčinky a kde je svetlo dostatočné na stimuláciu buniek, čo umožňuje jednotlivcovi pozorovať slabé objekty.
Tyčinky aj čapíky sú citlivé na svetlo, ale reagujú rozdielne na rôzne frekvencie svetla. Obsahujú rôzne pigmentové fotoreceptorové proteíny. Tyčinkové bunky obsahujú bielkovinu rodopsín a čapíkové bunky obsahujú rôzne bielkoviny pre každý farebný rozsah. Proces, ktorým tieto bielkoviny prechádzajú, je dosť podobný – po vystavení elektromagnetickému žiareniu určitej vlnovej dĺžky a intenzity sa bielkovina rozkladá na dva zložkové produkty. Rodopsín tyčiniek sa rozkladá na opsín a retinal; jodopsín čapíkov sa rozkladá na fotopsín a retinal. Rozpad má za následok aktiváciu transducínu a ten aktivuje cyklickú GMP fosfodiesterázu, ktorá znižuje počet otvorených cyklických nukleotidom riadených iónových kanálov na bunkovej membráne, čo vedie k hyperpolarizácii; táto hyperpolarizácia bunky vedie k zníženému uvoľňovaniu molekúl transmiterov v synapsii.
Rozdiely medzi rodopsínom a jodopsínom sú dôvodom, prečo čapíky a tyčinky umožňujú organizmom vidieť v tme a na svetle – každý z fotoreceptorových proteínov vyžaduje inú intenzitu svetla, aby sa rozložil na zložky. Synaptická konvergencia ďalej znamená, že niekoľko tyčinkových buniek je napojených na jednu bipolárnu bunku, ktorá sa potom napojí na jednu gangliovú bunku, ktorou sa informácie prenášajú do zrakovej kôry. Táto konvergencia je v priamom protiklade so situáciou pri čapíkoch, kde je každá čapíková bunka napojená na jednu bipolárnu bunku. Táto divergencia má za následok vysokú zrakovú ostrosť alebo vysokú schopnosť rozlišovať detaily čapíkových buniek v porovnaní s tyčinkami. Ak by svetelný lúč zasiahol len jednu tyčinkovú bunku, reakcia bunky by nemusela stačiť na hyperpolarizáciu pripojenej bipolárnej bunky. Ale keďže sa ich na bipolárnu bunku „zíde“ niekoľko, do synapsií bipolárnej bunky sa dostane dostatok molekúl vysielača na jej hyperpolarizáciu.
Okrem toho je farba rozlíšiteľná vďaka rôznym jodopsínom čapíkových buniek; v normálnom ľudskom zraku existujú tri rôzne druhy, preto potrebujeme tri rôzne základné farby na vytvorenie farebného priestoru.
Malé percento gangliových buniek v sietnici obsahuje melanopsín, a preto sú samy citlivé na svetlo. Svetelné informácie z týchto buniek sa nepodieľajú na videní a do mozgu sa nedostávajú cez zrakový nerv, ale cez retinohypotalamický trakt, RHT. Prostredníctvom týchto svetelných informácií sa telesné hodiny denne prispôsobujú približne 24-hodinovému cyklu svetla a tmy v prírode.
Svetlo z jedného bodu vzdialeného objektu a svetlo z jedného bodu blízkeho objektu, ktoré sa zaostrí na sietnici
Účelom optiky cicavčieho oka je priniesť na sietnicu jasný obraz vizuálneho sveta. Vzhľadom na obmedzenú hĺbku ostrosti cicavčieho oka sa môže stať, že zatiaľ čo objekt v určitej vzdialenosti od oka sa premietne do jasného obrazu, objekt bližšie alebo ďalej od oka sa do neho nepremietne. Aby bol obraz objektov v rôznych vzdialenostiach od oka jasný, je potrebné zmeniť jeho optickú mohutnosť. To sa dosahuje najmä zmenou zakrivenia šošovky. Pre vzdialené predmety musí byť šošovka plochejšia, pre blízke predmety musí byť šošovka hrubšia a zaoblenejšia.
Voda v oku môže zmeniť optické vlastnosti oka a rozostriť videnie. Môže tiež odplavovať slznú tekutinu – spolu s ochrannou lipidovou vrstvou – a môže meniť fyziológiu rohovky v dôsledku osmotických rozdielov medzi slznou tekutinou a sladkou vodou. Osmotické účinky sa prejavujú pri plávaní v sladkovodných bazénoch, pretože osmotický gradient vťahuje vodu z bazéna do tkaniva rohovky (voda v bazéne je hypotonická), čo spôsobuje edém a následne zanecháva plavcovi na krátky čas „zakalené“ alebo „hmlisté“ videnie. Edém sa dá zvrátiť zavlažovaním oka hypertonickým fyziologickým roztokom, ktorý osmoticky odčerpá prebytočnú vodu z oka.
Zraková ostrosť sa často meria v cykloch na stupeň (CPD), ktoré merajú uhlovú rozlišovaciu schopnosť alebo to, do akej miery dokáže oko rozlíšiť jeden objekt od druhého z hľadiska zorných uhlov. Rozlíšenie v CPD sa môže merať pomocou stĺpcových grafov s rôznym počtom cyklov bieleho a čierneho pruhu. Napríklad, ak je každý vzor široký 1,75 cm a je umiestnený vo vzdialenosti 1 m od oka, bude zvierať uhol 1 stupeň, takže počet dvojíc bielo-čiernych pruhov na vzore bude mierou cyklov na stupeň tohto vzoru. Najvyšší počet, ktorý oko dokáže rozlíšiť ako pruhy alebo odlíšiť od sivého bloku, je potom mierou zrakovej ostrosti oka.
Pre ľudské oko s vynikajúcou ostrosťou by bolo maximálne teoretické rozlíšenie 50 CPD (1,2 oblúkovej minúty na pár čiar alebo 0,35 mm pár čiar na 1 m). Oko však dokáže rozlíšiť iba kontrast 5 %. Ak to vezmeme do úvahy, oko dokáže rozlíšiť maximálne rozlíšenie 37 CPD alebo 1,6 oblúkovej minúty na pár riadkov (0,47 mm pár riadkov, na 1 m).
Potkan dokáže rozlíšiť len približne 1 až 2 CPD. Kôň má vyššiu ostrosť vo väčšine zorného poľa svojich očí ako človek, ale nedosahuje vysokú ostrosť centrálnej oblasti fovey ľudského oka.
Maximálna rozlišovacia schopnosť ľudského oka pri dobrom osvetlení 1,6 oblúkovej minúty na pár riadkov zodpovedá 1,25 riadku na oblúkovú minútu. Za predpokladu dvoch pixelov na pár riadkov (jeden pixel na riadok) a štvorcového poľa 120 stupňov by to zodpovedalo približne 120 × 60 × 1,25 = 9000 pixelov v každom z rozmerov X a Y, teda približne 81 megapixelov [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text].
Samotné ľudské oko má však len malý bod ostrého videnia v strede sietnice, fovea centralis, pričom zvyšok zorného poľa má so vzdialenosťou od fovey stále menšie rozlíšenie. Uhol ostrého videnia v strede zorného poľa je len niekoľko stupňov, ostrá oblasť teda sotva dosahuje rozlíšenie jedného megapixela. Skúsenosť širokého ostrého ľudského videnia je v skutočnosti založená na otáčaní očí smerom k aktuálnemu bodu záujmu v zornom poli, mozog tak vníma pozorovanie širokého ostrého zorného poľa.
Úzky lúč ostrého videnia sa dá ľahko otestovať priložením končeka prsta na noviny a pokusom prečítať text pri pohľade na konček prsta – je veľmi ťažké prečítať text, ktorý je od končeka prsta vzdialený len niekoľko centimetrov.
Ľudské oči reagujú na svetlo s vlnovou dĺžkou v rozsahu približne 400 až 700 nm. Iné živočíchy majú iné rozsahy, pričom mnohé z nich, napríklad vtáky, majú výraznú ultrafialovú odozvu (kratšiu ako 400 nm).
Sietnica má statický kontrastný pomer približne 100:1 (približne 6,5 stupňa). Hneď ako sa oko pohne (sakády), znovu upraví svoju expozíciu chemicky aj úpravou dúhovky. Počiatočná adaptácia na tmu sa uskutoční približne za štyri sekundy [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text] hlbokej, neprerušovanej tmy; úplná adaptácia prostredníctvom úprav v chemickom zložení sietnice (Purkyňov efekt) sa väčšinou dokončí za tridsať minút [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text]. Preto je možné dosiahnuť dynamický kontrastný pomer približne 1 000 000:1 (približne 20 stupňov). Tento proces je nelineárny a mnohostranný, takže prerušenie svetlom takmer spustí proces adaptácie odznova. Úplná adaptácia závisí od dobrého prietoku krvi; adaptácii v tme teda môže brániť zlý krvný obeh a vazokonstrikčné látky, ako je alkohol alebo tabak.
Vizuálny systém v mozgu je príliš pomalý na spracovanie informácií, ak sa obrazy posúvajú po sietnici rýchlosťou väčšou ako niekoľko stupňov za sekundu. Preto, aby ľudia dokázali vidieť počas pohybu, musí mozog kompenzovať pohyb hlavy otáčaním očí. Ďalšou komplikáciou pre videnie u čelnookých zvierat je vývoj malej oblasti sietnice s veľmi vysokou ostrosťou videnia. Táto oblasť sa nazýva fovea a u ľudí pokrýva približne 2 stupne zorného uhla. Aby mozog získal jasný pohľad na svet, musí oči otočiť tak, aby obraz sledovaného objektu dopadol na foveu. Pohyby očí sú teda veľmi dôležité pre zrakové vnímanie a akákoľvek ich nesprávna realizácia môže viesť k vážnym zrakovým poruchám.
Mať dve oči je ďalšia komplikácia, pretože mozog musí obe oči nasmerovať dostatočne presne, aby objekt pozorovania dopadol na zodpovedajúce body oboch sietníc, inak by došlo k dvojitému videniu. Pohyby rôznych častí tela sú ovládané pruhovanými svalmi pôsobiacimi okolo kĺbov. Pohyby oka nie sú výnimkou, ale majú osobitné výhody, ktoré nemajú kostrové svaly a kĺby, a preto sa výrazne líšia.
Každé oko má šesť svalov, ktoré ovládajú jeho pohyby: laterálny rektus, mediálny rektus, dolný rektus, horný rektus, dolný šikmý a horný šikmý sval. Keď svaly vyvíjajú rôzne napätie, na guľu pôsobí krútiaci moment, ktorý spôsobuje jej otáčanie, takmer čistú rotáciu, len s približne milimetrovým posunom. Oko sa teda môže považovať za oko, ktoré sa otáča okolo jedného bodu v strede oka. Keď ľudské oko utrpí poškodenie zrakového nervu, impulzy sa nedostanú do mozgu. Transplantácia oka sa môže uskutočniť, ale osoba, ktorá transplantát dostane, nebude schopná vidieť. Pokiaľ ide o zrakový nerv, po jeho poškodení sa nedá napraviť.
Rýchly pohyb očí, skrátene REM, sa zvyčajne vzťahuje na fázu spánku, počas ktorej sa vyskytujú najživšie sny. Počas tejto fázy sa oči rýchlo pohybujú. Sama o sebe nie je jedinečnou formou pohybu očí.
Sakády sú rýchle, simultánne pohyby oboch očí rovnakým smerom, ktoré sú riadené čelným lalokom mozgu.
Dokonca aj keď sa sústredene pozeráte na jedno miesto, oči sa pohybujú okolo. To zabezpečuje, že jednotlivé svetlocitlivé bunky sú neustále stimulované v rôznej miere. Bez zmeny vstupov by inak tieto bunky prestali generovať výstup. Mikrosakády posúvajú oko u dospelých ľudí maximálne o 0,2°.
Vestibulo-okulárny reflex je reflexný pohyb oka, ktorý stabilizuje obraz na sietnici počas pohybu hlavy tým, že vyvolá pohyb oka v smere opačnom k pohybu hlavy, čím sa zachová obraz v strede zorného poľa. Napríklad pri pohybe hlavy doprava sa oči pohybujú doľava a naopak.
Oči môžu sledovať aj pohybujúci sa objekt. Toto sledovanie je menej presné ako vestibulo-okulárny reflex, pretože vyžaduje, aby mozog spracoval prichádzajúce vizuálne informácie a poskytol spätnú väzbu. Sledovanie objektu pohybujúceho sa konštantnou rýchlosťou je relatívne jednoduché, hoci oči často vykonávajú sakadické zášklby, aby udržali krok. Plynulý sledovací pohyb môže u dospelých ľudí pohybovať okom rýchlosťou až 100°/s.
Vizuálne odhadnúť rýchlosť je ťažšie pri slabom osvetlení alebo počas pohybu, ak nie je k dispozícii iný referenčný bod na určenie rýchlosti.
Optokinetický reflex je kombináciou sakády a hladkého prenasledovania. Napríklad pri pohľade z okna v idúcom vlaku sa oči môžu na krátky okamih sústrediť na „pohybujúci sa“ vlak (prostredníctvom hladkého prenasledovania), kým sa vlak nepohne zo zorného poľa. Vtedy sa spustí optokinetický reflex a oko sa vráti do bodu, kde vlak prvýkrát uvidelo (prostredníctvom sakády).
Obe oči sa zbiehajú a ukazujú na ten istý objekt.
Keď sa tvor s binokulárnym videním pozerá na objekt, oči sa musia otáčať okolo vertikálnej osi tak, aby sa projekcia obrazu nachádzala v strede sietnice oboch očí. Pri pohľade na bližší objekt sa oči otáčajú „k sebe“ (konvergencia), zatiaľ čo pri pohľade na vzdialenejší objekt sa otáčajú „od seba“ (divergencia). Prehnaná konvergencia sa nazýva krížové pozorovanie (napríklad zaostrovanie na nos) . Pri pohľade do diaľky alebo pri „pozeraní do prázdna“ sa oči ani nezbiehajú, ani nerozbiehajú.
Vergenčné pohyby úzko súvisia s akomodáciou oka. Za normálnych podmienok zmena zaostrenia očí pri pohľade na objekt v inej vzdialenosti automaticky spôsobí vergenciu a akomodáciu.
Choroby, poruchy a zmeny súvisiace s vekom
Stye je bežný dráždivý zápal očného viečka.
Existuje mnoho ochorení, porúch a zmien súvisiacich s vekom, ktoré môžu postihnúť oči a okolité štruktúry.
V priebehu starnutia oka dochádza k určitým zmenám, ktoré možno pripísať výlučne procesu starnutia. Väčšina týchto anatomických a fyziologických procesov sa postupne znižuje. So starnutím sa zhoršuje kvalita videnia z dôvodov nezávislých od starnutia očných chorôb. Aj keď v oku, ktoré nie je choré, je mnoho významných zmien, zdá sa, že funkčne najdôležitejšími zmenami sú zmenšenie veľkosti zrenice a strata akomodácie alebo schopnosti zaostrovania (presbyopia). Plocha zreničky určuje množstvo svetla, ktoré sa môže dostať na sietnicu. Rozsah, v akom sa zrenica rozširuje, sa s vekom tiež znižuje. Kvôli menšej veľkosti zreničky sa na sietnicu starších očí dostane oveľa menej svetla. V porovnaní s mladšími ľuďmi je to, akoby starší ľudia nosili pri jasnom svetle slnečné okuliare so strednou hustotou a pri slabom svetle extrémne tmavé okuliare. Preto pri akýchkoľvek podrobných zrakovo riadených úlohách, pri ktorých sa výkonnosť mení v závislosti od osvetlenia, potrebujú staršie osoby dodatočné osvetlenie. Niektoré očné ochorenia môžu pochádzať zo sexuálne prenosných chorôb, ako sú herpes a genitálne bradavice. Ak dôjde ku kontaktu medzi okom a miestom infekcie, pohlavne prenosná choroba sa prenesie na oko.
Starnutím sa na periférii rohovky vytvára výrazný biely prstenec – tzv. arcus senilis. Starnutie spôsobuje ochabnutie a posunutie tkanív viečka smerom nadol a atrofiu orbitálneho tuku. Tieto zmeny prispievajú k etiológii viacerých porúch očných viečok, ako sú ektropium, entropium, dermatochaláza a ptóza. Sklovcový gél sa skvapalňuje (zadné odlúčenie sklovca alebo PVD) a jeho opacity – viditeľné ako plaváky – sa postupne zväčšujú.
Na liečbe a manažmente očných a zrakových porúch sa podieľajú rôzni odborníci vrátane oftalmológov, optometristov a optikov. Snellenova tabuľka je jedným z typov očných tabuliek používaných na meranie zrakovej ostrosti. Na záver očného vyšetrenia môže očný lekár pacientovi predpísať korekčné šošovky. Niektoré poruchy zraku sú krátkozrakosť (krátkozrakosť), ktorá postihuje tretinu populácie, ďalekozrakosť, ktorá postihuje štvrtinu populácie , a kombinácia oboch porúch spôsobená starnutím.
Nehody s bežnými výrobkami pre domácnosť spôsobia v USA každoročne 125 000 poranení očí.
Viac ako 40 000 ľudí ročne utrpí poranenia očí pri športe. K úrazom očí súvisiacim so športom dochádza najčastejšie pri bejzbale, basketbale a raketových športoch.
Každý deň si približne 2000 amerických pracovníkov privodí úraz oka súvisiaci s prácou, ktorý si vyžaduje lekárske ošetrenie.
Približne jedna tretina úrazov je ošetrená na pohotovostných oddeleniach nemocníc a viac ako 100 z týchto úrazov má za následok jeden alebo viac dní straty práce. Väčšina týchto poranení vzniká v dôsledku zasiahnutia alebo odretia oka malými časticami alebo predmetmi. Príkladom sú kovové úlomky, drevené triesky, prach a cementové triesky, ktoré sú vymrštené nástrojmi, odfúknuté vetrom alebo padajú zhora na pracovníka. Niektoré z týchto predmetov, ako napríklad klince, sponky alebo úlomky dreva či kovu, preniknú do očnej gule a spôsobia trvalú stratu zraku. Veľké predmety môžu tiež zasiahnuť oko/obličaj a spôsobiť tupé poranenie očnej gule alebo očnice. Časté sú chemické popáleniny jedného alebo oboch očí spôsobené postriekaním priemyselnými chemikáliami alebo čistiacimi prostriedkami. Vyskytujú sa aj tepelné popáleniny oka. U zváračov, ich asistentov a pracovníkov v okolí bežne dochádza k popáleninám UV žiarením (zváračský záblesk), ktoré poškodzujú oči a okolité tkanivá.
Okrem bežných poranení očí môžu byť zdravotnícki pracovníci, laboratórny personál, upratovači, pracovníci manipulujúci so zvieratami a ďalší pracovníci vystavení riziku získania infekčných ochorení prostredníctvom expozície očí.
Ďalšie články týkajúce sa anatómie oka
Vodný mok, predná komora, ciliárne telo, ciliárny sval, rohovka, spojovka, cievovka, fovea, dúhovka, šošovka, makula, nikotujúca membrána, disk zrakového nervu, zrakový nerv, ora serrata, zadná komora, zrenica, sietnica, Schlemmov kanál, skléra, suspenzný väz, tapetum lucidum, trabekulárna sieťka, sklovec, Zonula Zinn.
Horný priamy sval – Horný priamy sval – Dolný priamy sval – Bočný priamy sval – Mediálny priamy sval – Horný šikmý sval – Dolný šikmý sval
viečka: zápal (stye, chalazion, blefaritis) – entropium – ektropium – lagoftalmus – blefarochaláza – ptóza – blefarofimóza – xanteláza – trichiáza – madaroza
slzný systém: Dakryoadenitída – Epifora – Dakryocystitída
orbitu: Exoftalmus – Enoftalmus
Konjunktivitída (Alergická konjunktivitída) – Pterygium – Pinguecula – Subkonjunktiválne krvácanie
skléra: skleritída rohovky: Keratitída – Vred rohovky – Snežná slepota – Thygesonova povrchová bodkovaná keratopatia – Fuchsova dystrofia – Keratokonus – Keratoconjunctivitis sicca – Arc eye – Keratokonjunktivitída – Neovaskularizácia rohovky – Kayser-Fleischerov prstenec – Arcus senilis – Pásková keratopatia
Iritída – Uveitída – Iridocyklitída – Hyfema – Perzistujúca zreničková membrána – Iridodialýza – Synechia
Katarakta – afakia – Ectopia lentis
Choroiderémia – Choroiditída (Chorioretinitída)
Retinitída (chorioretinitída) – Odlúčenie sietnice – Retinoschíza – Retinopatia (Biettiho kryštalická dystrofia, Coatsova choroba, diabetická retinopatia, hypertenzná retinopatia, Retinopatia predčasne narodených) – Makulárna degenerácia – Retinitis pigmentosa – Krvácanie do sietnice – Centrálna serózna retinopatia – Makulárny edém – Epiretinálna membrána – Makulárny puk – Vitelliformná makulárna dystrofia – Leberova kongenitálna amauróza – Birdshot chorioretinopatia
Zápal zrakového nervu – Papilém – Atrofia zrakového nervu – Leberova hereditárna neuropatia zrakového nervu – Dominantná atrofia zrakového nervu – Drúzy zrakového disku – Glaukóm – Toxická a nutričná neuropatia zrakového nervu – Predná ischemická neuropatia zrakového nervu
Paralytický strabizmus: Oftalmoparéza – progresívna vonkajšia oftalmoplégia – obrna (III, IV, VI) – Kearns-Sayrov syndróm
Iný strabizmus: Esotropia/Exotropia – Hypertropia – Heteroforia (Esophoria, Exophoria) – Brownov syndróm – Duaneov syndróm
Iné binokulárne ochorenia: Konjugovaná obrna zraku – Konvergenčná insuficiencia – Internukleárna oftalmoplégia – Syndróm jeden a pol
Refrakčná chyba: Anizometropia/Aniseikónia – Presbyopia – Hyperopia/Myopia – Astigmatizmus
Amblyopia – Leberova kongenitálna amauróza – Subjektívna (astenopia, hemeralopia, fotofóbia, scintilačný skotóm) – Diplopia – Scotóm – Anopsia (binazálna hemianopsia, bitemporálna hemianopsia, homonymná hemianopsia, kvadrantanopsia) – Farebná slepota (achromatopsia, dichromacia, monochromacia) – Nyktalopia (Oguchiho choroba) – Slepota/nízke videnie
Anizokória – Argyll Robertsonova zrenica – Marcus Gunnova zrenica/Marcus Gunnov fenomén – Adieho syndróm – Mióza – Mydriáza – Cykloplégia
Trachóm – Onchocerkóza
Nystagmus – Glaukóm/očná hypertenzia – Floater – Leberova hereditárna optická neuropatia – Červené oko – Keratomykóza – Xeroftalmia – Phthisis bulbi