Природа дала человеку не только способность четко видеть днем и хорошо различать цвета. Человеческий глаз приспособлен и к сумеречному зрению. Это хорошо знают любители ночной охоты, опытные туристы, военные, сотрудники спецслужб. Существуют специальные приемы, позволяющие улучшить зрение в темноте даже без приборов ночного видения. Однако при некоторых глазных болезнях в темноте не видно ничего. Особенности ночного зрения и их аномалии рассмотрит MedAboutMe.
Строение сетчатки
Сетчатка состоит из десяти слоев клеток. Почти в самом наружном из них расположены особые клетки, способные воспринимать цвет и свет. Это фоторецепторы: колбочки и палочки. Они отличаются строением и функциями.
Первые отвечают за зрение при дневном освещении и восприятие цветов. Большинство колбочек расположено в центральной части глазного дна. А место наилучшего видения — центральная ямка сетчатки — состоит только из них. Когда требуется рассмотреть все детали, человек помещает предмет прямо перед глазом. При этом мозг получает четкое цветное изображение, сформированное в центральной ямке сетчатки.
Палочки отвечают за зрение в темноте и хорошо воспринимают движение. Эти фоторецепторы сгруппированы на периферии глазного дна. Палочки расположены менее плотно, чем колбочки. Это ведет к меньшей разрешающей способности сетчатки в темноте, а, значит, и к более низкому зрению.
Палочки могут формировать только черно-белое изображение, зато они имеют высокую фоточувствительность. Эти клетки почти в 100 раз чувствительнее к свету, чем колбочки.
«В ходе эволюции сетчатка многих живых существ достигла предела чувствительности. Она чувствует ничтожно малое количество света — один фотон. И это очень важно в темное время суток, когда освещенность измеряется лишь несколькими фотонами», — рассказывает доцент нейробиологии и медицинской инженерии Грег Филд из университета Дюка, расположенного в США.
Эта же группа исследователей обнаружила интересные особенности клеток, расположенных в самом внутреннем слое сетчатки. Некоторые из них воспринимают перемещение в определенном направлении. Так, есть клетки, отвечающие за улавливание движения, направленного вниз, вправо и так далее.
В темноте клетки, реагирующие на движение вверх, меняют свое «поведение». Они активируются при движении в любом направлении. Точная причина этого явления пока неизвестна. Грег Филд предполагает, что это особенно нужно тем животным, которые могут стать жертвами хищников. Постоянная активность таких нейронов позволяет вовремя уловить его прыжок в темноте. У человека таких клеток немного, всего около 4%, а вот у грызунов их доля достигает 20-30%.
Механизм восприятия света
Попадая внутрь глаза, световой поток фокусируется роговицей и хрусталиком в одну точку на сетчатке. Затем свет проходит через все ее слои и лишь в наружной части встречается с фоторецепторами.
Основной процесс восприятия света происходит в наружном сегменте палочек и колбочек. Он представляет собой стопку дисков. Каждый диск состоит из зрительного пигмента, окруженного мембраной. В палочках это родопсин, а в колбочках— йодопсин. Родопсин состоит из ретиналя (особая форма витамина А) и белка опсина.
Зрительный пигмент — особое вещество, способное изменять свою структуру при попадании света. Это запускает ряд химических превращений и ведет к формированию электрического потенциала. Этот импульс и передается по зрительному нерву в мозг. Тут изображение формируется и распознается.
При резкой смене уровня освещенности глаз не сразу приспосабливается к новым условиям. Процесс приспособления к яркому свету называется световой адаптацией, а к низкому освещению — темновой адаптацией. Существуют специальные приборы для регистрации световой чувствительности в ходе темновой адаптации. Они называются адаптометрами.
К свету глаз адаптируется быстро, это занимает 1-3 минуты. А вот темновая адаптация продолжается несколько часов. Поэтому для хорошего зрения в темное время суток следует выждать не менее часа. При этом надо избегать любого яркого света, включая карманный фонарик. Это позволит глазу максимально адаптироваться к низкому освещению.
Интересно, что глаз может не только воспринимать информацию, но и воздействовать на окружающий мир. Так, в 2003 году канадский охотник оказался один на один с голодным медведем гризли. Ружье было недоступно, зверь был совсем рядом. От отчаянья охотник, по его словам, стал пристально смотреть ему в глаза. Медведь, вопреки обыкновению, взгляда не отвел. Никто не знает, сколько длилась эта сцена, однако в итоге хищник упал замертво. После рассказа охотника зверя нашли и произвели вскрытие. Оказалось, он умер от кровоизлияния в мозг.
Эта история, конечно, не является рекомендацией сверлить взглядом голодных медведей, да и темных мест в ней хватает. Но вполне возможно, что глаза человека действительно таят в себе еще немало секретов.
Причины снижения темновой адаптации
Жалобы на низкое зрение в темноте могут быть вызваны несколькими причинами.
- Аномалии рефракции.
Зрение большинства людей не идеально. Особенно часто встречается небольшая близорукость, реже астигматизм. И некоторые люди даже не догадываются об этом. При слабом освещении зрачок расширяется, в глаз попадает гораздо больше косых лучей. Имеющиеся аномалии рефракции мешают им сфокусироваться на сетчатке, изображение получается нечетким. Человек жалуется на низкое зрение в темноте.
Это явление можно сравнить с эффектом дырчатых очков. Их отверстия уже, чем зрачок при дневном освещении. Это дает более высокую остроту зрения в очках. Поэтому же с узким зрачком днем видно лучше, чем с широким зрачком ночью.
- Глазные болезни.
Существует только одно офтальмологическое заболевание, которое длительное время проявляется только этим признаком. Это пигментная дистрофия сетчатки, она же — пигментный ретинит.
Плохое ночное зрение может сопровождать и другие заболевания. Например, воспаление зрительного нерва, его атрофия, воспаление сетчатки с прилежащей частью сосудистой оболочки, внутриглазное инородное тело. Но в этом случае обязательно будут и другие признаки, указывающие на проблему. Например, низкое зрение днем, слабое различение цветов, вялотекущее воспаление глаза.
- Недостаток витамина А в питании.
Из него строится важнейшая часть зрительного пигмента родопсина. Поэтому его недостаточное поступление с пищей приводит к нарушению ночного зрения. О гиповитаминозе А также говорят шелушение кожи, сухость и ломкость волос, поперечная исчерченность ногтей, частые конъюнктивиты или стоматиты.
Пигментный ретинит
Причина заболевания точно не известна. Однако большинство исследователей связывают ее с мутациями в генах, кодирующих родопсин. Заболевание передается по наследству.
Суть болезни состоит в гибели фоторецепторов. Обычно сначала страдают палочки, но есть варианты смешанной палочко-колбочковой дистрофии. Как правило, процесс начинается с периферии глазного дна. С палочками и колбочками тесно контактирует самый наружный слой сетчатки — пигментный эпителий. Он отвечает за восстановление фоторецепторов после поглощения света и фотоизоляцию их друг от друга.
Структура пигментного эпителия также изменяется. Отдельные клетки перемещаются во внутренние слои сетчатки. Это очень затрудняет работу оставшихся фоторецепторов.
Заболевание проявляет себя довольно рано. Примерно в 95% случаев оно диагностируется до 30 лет. Первым признаком является снижение зрения в темноте. Многие больные не переносят и яркий свет. Затем появляются дефекты поля зрения. Типичен дефект в виде широкого кольца, которое оставляет свободным только центр и крайнюю периферию поля зрения.
Сужение поля зрения резко ухудшает ориентацию в пространстве. Но острота зрения долго остается высокой. Заболевание постепенно прогрессирует, исходом является полная слепота.
Современные методы лечения болезни
Эффективных способов борьбы с заболеванием не существует. Активно разрабатываются методы генной терапии. Суть ее состоит во введении в полость глаза модифицированных вирусов. Они несут в себе «правильные» гены клеток-фоторецепторов. Вирусы встраиваются в геном палочек. Это восстанавливает их нормальную работу. Впервые такая процедура была выполнена в Америке в марте 2018 года. Первым пациентом стал тринадцатилетний мальчик по имени Jack Hogan.
Однако генная терапия пока проходит клинические испытания и еще не вошла в клиническую практику. Кроме того, изучается применение стволовых клеток и больших доз витамина А.
В США в 2011 году для лечения больных пигментным ретинитом был разработан специальный протез сетчатки Argus. Он устанавливается на глазном дне хирургическим путем. Метод применяется только на поздних стадиях заболевания.
Конечно, устройство не дает полноценного зрения. Однако все пациенты с протезами отмечали улучшение распознавания объектов и восприятия движущихся предметов. В настоящее время Argus устанавливают в клиниках Германии, Великобритании, Франции и Италии.
Таким образом, зрение в темное время суток может быть снижено по очень разным причинам. Можно начать с похода в ближайшую оптику для выявления аномалий рефракции. Если их коррекция не дает результата, то следует пройти тщательное обследование у грамотного офтальмолога.
