विजन कैसे काम करता है

यह कोई संयोग नहीं है कि हमारे सौर मंडल के केंद्र में सूर्य का मुख्य कार्य प्रकाश प्रदान करना है। प्रकाश ही जीवन को संचालित करता है। इसके बिना हमारी दुनिया और जीवन की कल्पना करना कठिन है।

सजीवों द्वारा प्रकाश का संवेदन लगभग सार्वभौम है। पौधे प्रकाश-संश्लेषण द्वारा प्रकाश का उपयोग अपने विकास के लिए करते हैं। जानवर अपने शिकार का शिकार करने के लिए या शिकारियों से बचने और बचने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं।

कुछ लोग कहते हैं कि यह त्रिविम दृष्टि के विकास के साथ-साथ बड़े मानव मस्तिष्क के विकास और हाथों को हरकत से मुक्त करने के लिए है, जिसने मनुष्यों को इतने उच्च स्तर तक विकसित करने की अनुमति दी है। इस लेख में, हम अद्भुत पर चर्चा करेंगे मानव आँख के आंतरिक कार्य !

अंतर्वस्तु

1. बेसिक एनाटॉमी
2. प्रकाश को समझना
3. रंग दृष्टि
4. वर्णांधता
5. विटामिन ए की कमी
6. अपवर्तन
7. सामान्य दृष्टि
8. अपवर्तन की त्रुटियां
9. दृष्टिवैषम्य
10. गहराई का अंदाजा लगाना
11. अंधापन

हालांकि आकार में छोटा, आंख एक बहुत ही जटिल अंग है। आंख लगभग 1 इंच (2.54 सेमी) चौड़ी, 1 इंच गहरी और 0.9 इंच (2.3 सेमी) लंबी होती है।

आंख की सबसे सख्त, सबसे बाहरी परत को स्क्लेरा कहा जाता है । यह आंख के आकार को बनाए रखता है। इस परत का अगला छठा भाग स्पष्ट होता है और इसे कार्निया कहते हैं । आंख में प्रवेश करने पर सभी प्रकाश पहले कॉर्निया से होकर गुजरना चाहिए। श्वेतपटल से जुड़ी मांसपेशियां आंख को गतिमान करती हैं, जिन्हें बाह्यकोशिकीय मांसपेशियां कहा जाता है ।

रंजित (या uveal पथ) आंख की दूसरी परत है। इसमें रक्त वाहिकाएं होती हैं जो आंख की संरचनाओं को रक्त की आपूर्ति करती हैं। कोरॉइड के सामने के हिस्से में दो संरचनाएं होती हैं:

परितारिका में दो मांसपेशियां होती हैं: तनु पेशी परितारिका को छोटा बनाती है और इसलिए पुतली को बड़ा बनाती है, जिससे आंख में अधिक प्रकाश पड़ता है; दबानेवाला यंत्र मांसपेशी आईरिस बड़ा और छात्र छोटा होता है, आंख में कम प्रकाश की इजाजत दी। पुतली का आकार 2 मिलीमीटर से 8 मिलीमीटर तक बदल सकता है। इसका मतलब है कि पुतली का आकार बदलकर आंख उसमें प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को 30 गुना तक बदल सकती है।

अंतरतम परत रेटिना है - आंख का प्रकाश-संवेदी भाग। इसमें रॉड कोशिकाएं होती हैं , जो कम रोशनी में दृष्टि के लिए जिम्मेदार होती हैं, और शंकु कोशिकाएं , जो रंग दृष्टि और विस्तार के लिए जिम्मेदार होती हैं। आंख के पिछले हिस्से में, रेटिना के केंद्र में, मैक्युला है । मैक्युला के केंद्र में एक क्षेत्र होता है जिसे फोविया सेंट्रलिस कहा जाता है । इस क्षेत्र में केवल शंकु होते हैं और बारीक विवरण स्पष्ट रूप से देखने के लिए जिम्मेदार होते हैं।

रेटिना में रोडोप्सिन या "विज़ुअल पर्पल" नामक एक रसायन होता है । यह वह रसायन है जो प्रकाश को विद्युत आवेगों में परिवर्तित करता है जिसे मस्तिष्क दृष्टि के रूप में व्याख्या करता है। रेटिना तंत्रिका फाइबर आंख के पीछे इकट्ठा होते हैं और ऑप्टिक तंत्रिका बनाते हैं , जो मस्तिष्क को विद्युत आवेगों का संचालन करते हैं। वह स्थान जहां ऑप्टिक तंत्रिका और रक्त वाहिकाएं रेटिना से बाहर निकलती हैं, ऑप्टिक डिस्क कहलाती है । यह क्षेत्र रेटिना पर एक अंधा स्थान होता है क्योंकि उस स्थान पर कोई छड़ या शंकु नहीं होता है। हालाँकि, आप इस अंधे स्थान से अवगत नहीं हैं क्योंकि प्रत्येक आँख दूसरी आँख के अंधे स्थान को कवर करती है।

जब कोई डॉक्टर आपकी आंख के पिछले हिस्से को ऑप्थाल्मोस्कोप से देखता है, तो यहां का दृश्य दिखाई देता है:

नेत्रगोलक के अंदर लेंस द्वारा अलग किए गए दो द्रव से भरे खंड होते हैं। बड़े, पिछले भाग में एक स्पष्ट, जेल जैसी सामग्री होती है जिसे कांच का हास्य कहा जाता है । छोटे, सामने वाले भाग में एक स्पष्ट, पानीयुक्त पदार्थ होता है जिसे जलीय हास्य कहा जाता है । जलीय हास्य को दो खंडों में विभाजित किया जाता है जिसे पूर्वकाल कक्ष (आईरिस के सामने) और पश्च कक्ष (आईरिस के पीछे) कहा जाता है। जलीय हास्य सिलिअरी बॉडी में उत्पन्न होता है और श्लेम की नहर के माध्यम से निकाला जाता है । जब यह जल निकासी अवरुद्ध हो जाती है, तो ग्लूकोमा नामक बीमारी हो सकती है।

लेंस एक स्पष्ट, द्वि-उत्तल व्यास में 10 मिमी (0.4 इंच) के बारे में संरचना है। लेंस आकार बदलता है क्योंकि यह सिलिअरी बॉडी में मांसपेशियों से जुड़ा होता है। लेंस का उपयोग दृष्टि को ठीक करने के लिए किया जाता है।

पलकें और श्वेतपटल के अंदर सतह को कवर एक श्लेष्मा झिल्ली कहा जाता है कंजाक्तिवा , जो आंख नम रखने में मदद करता है। इस क्षेत्र के संक्रमण को नेत्रश्लेष्मलाशोथ (जिसे गुलाबी आंख भी कहा जाता है) कहा जाता है।

आंख अद्वितीय है कि यह दृष्टि के क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए कई दिशाओं में जाने में सक्षम है, फिर भी कक्षीय गुहा नामक एक हड्डी गुहा द्वारा चोट से सुरक्षित है । आंख वसा में अंतर्निहित है, जो कुछ कुशनिंग प्रदान करती है। पलकें झपकाकर आंखों की रक्षा करती हैं। यह आंखों पर आंसू फैलाकर आंख की सतह को नम भी रखता है। पलकें और भौहें आंखों को ऐसे कणों से बचाती हैं जो इसे घायल कर सकते हैं।

अश्रु ग्रंथियों में आंसू उत्पन्न होते हैं , जो प्रत्येक आंख के बाहरी खंड के ऊपर स्थित होते हैं। आंसू अंततः आंख के भीतरी कोने में, लैक्रिमल थैली में, फिर नाक की वाहिनी के माध्यम से और नाक में बह जाते हैं। इसलिए जब आप रोते हैं तो आपकी नाक चलती है।

श्वेतपटल से जुड़ी छह मांसपेशियां होती हैं जो आंख की गति को नियंत्रित करती हैं। वे यहाँ दिखाए गए हैं:

प्राथमिक मांसपेशियां और कार्य:

अगले भाग में, आप सीखेंगे कि आँख प्रकाश को कैसे देखती है।

जब प्रकाश आंख में प्रवेश करता है, तो यह पहले कॉर्निया से होकर गुजरता है, फिर जलीय हास्य, लेंस और कांच का हास्य। अंतत: यह रेटिना तक पहुंचता है , जो आंख की प्रकाश-संवेदी संरचना है। रेटिना में दो प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं, जिन्हें छड़ और शंकु कहा जाता है। छड़ें कम रोशनी में दृष्टि को संभालती हैं, और शंकु रंग दृष्टि और विस्तार को संभालते हैं। जब प्रकाश इन दो प्रकार की कोशिकाओं से संपर्क करता है, तो जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है। जो रसायन बनता है (सक्रिय रोडोप्सिन) ऑप्टिक तंत्रिका में विद्युत आवेग पैदा करता है। आम तौर पर, छड़ का बाहरी खंड लंबा और पतला होता है, जबकि शंकु का बाहरी खंड अधिक, अच्छी तरह से शंकु के आकार का होता है। नीचे एक छड़ और एक शंकु का उदाहरण दिया गया है:

छड़ या शंकु के बाहरी भाग में प्रकाश संश्लेषक रसायन होते हैं। छड़ों में, इस रसायन को रोडोप्सिन कहा जाता है ; शंकु में, इन रसायनों को रंग वर्णक कहा जाता है । रेटिना में 100 मिलियन छड़ और 7 मिलियन शंकु होते हैं। प्रतिबिंब की मात्रा को कम करने के लिए रेटिना को मेलेनिन नामक काले रंगद्रव्य के साथ रेखांकित किया जाता है - जैसे कैमरे के अंदर काला होता है। रेटिना में एक केंद्रीय क्षेत्र होता है, जिसे मैक्युला कहा जाता है , जिसमें केवल शंकु की उच्च सांद्रता होती है। यह क्षेत्र तेज, विस्तृत दृष्टि के लिए जिम्मेदार है।

जब प्रकाश आंख में प्रवेश करता है, तो यह प्रकाश संवेदनशील रासायनिक रोडोप्सिन (जिसे दृश्य बैंगनी भी कहा जाता है ) के संपर्क में आता है । रोडोप्सिन एक प्रोटीन का मिश्रण है जिसे स्कॉटोप्सिन और 11-सीआईएस-रेटिनल कहा जाता है - बाद वाला विटामिन ए से प्राप्त होता है (यही कारण है कि विटामिन ए की कमी से दृष्टि संबंधी समस्याएं होती हैं)। रोडोप्सिन प्रकाश के संपर्क में आने पर विघटित हो जाता है क्योंकि प्रकाश रोडोप्सिन के 11-सीआईएस-रेटिनल हिस्से में एक भौतिक परिवर्तन का कारण बनता है, इसे ऑल-ट्रांस रेटिनल में बदल देता है. यह पहली प्रतिक्रिया एक सेकंड के केवल कुछ खरबवें हिस्से में लगती है। 11-सीआईएस-रेटिनल एक कोणीय अणु है, जबकि ऑल-ट्रांस रेटिनल एक सीधा अणु है। इससे रसायन अस्थिर हो जाता है। रोडोप्सिन कई मध्यवर्ती यौगिकों में टूट जाता है, लेकिन अंततः (एक सेकंड से भी कम समय में) मेटारहोडॉप्सिन II (सक्रिय रोडोप्सिन ) बनाता है । यह रसायन विद्युत आवेगों का कारण बनता है जो मस्तिष्क को प्रेषित होते हैं और प्रकाश के रूप में व्याख्या की जाती है । यहाँ रासायनिक प्रतिक्रिया का एक चित्र है जिसकी हमने अभी चर्चा की है:

सक्रिय रोडोप्सिन निम्नलिखित तरीके से विद्युत आवेगों का कारण बनता है:

आखिरकार, रोडोप्सिन को फिर से बनाने की जरूरत है ताकि प्रक्रिया की पुनरावृत्ति हो सके। ऑल-ट्रांस रेटिनल को 11-सीआईएस-रेटिनल में बदल दिया जाता है, जो तब प्रकाश के संपर्क में आने पर प्रक्रिया को फिर से शुरू करने के लिए रोडोप्सिन बनाने के लिए स्कॉटोप्सिन के साथ पुनर्संयोजन करता है।

शंकु में रंग-प्रतिक्रियाशील रसायनों को शंकु वर्णक कहा जाता है और छड़ में रसायनों के समान ही होते हैं। रसायन का रेटिनल भाग समान होता है, हालांकि स्कॉटोप्सिन को फोटोप्सिन से बदल दिया जाता है। इसलिए, रंग-प्रतिक्रियाशील वर्णक रेटिना और फोटोप्सिन से बने होते हैं। रंग-संवेदनशील वर्णक तीन प्रकार के होते हैं:

प्रत्येक शंकु कोशिका में इनमें से एक रंगद्रव्य होता है ताकि वह उस रंग के प्रति संवेदनशील हो। लाल, हरा और नीला मिश्रित होने पर मानव आँख रंग के लगभग किसी भी क्रम को महसूस कर सकती है।

ऊपर दिए गए चित्र में तीन प्रकार के शंकुओं (लाल, हरा और नीला) की तरंगदैर्घ्य दर्शाई गई है। ब्लू-सेंसिटिव पिगमेंट की पीक एब्जॉर्बेंसी 445 नैनोमीटर है, ग्रीन-सेंसिटिव पिगमेंट के लिए यह 535 नैनोमीटर है, और रेड-सेंसिटिव पिगमेंट के लिए यह 570 नैनोमीटर है।

कलर ब्लाइंडनेस विभिन्न रंगों के बीच अंतर करने में असमर्थता है। सबसे आम प्रकार लाल-हरा रंग अंधापन है। यह 8 प्रतिशत पुरुषों और 0.4 प्रतिशत महिलाओं में होता है। यह तब होता है जब या तो लाल या हरे शंकु मौजूद नहीं होते हैं या ठीक से काम नहीं कर रहे होते हैं। इस समस्या से ग्रसित लोग लाल या हरे रंग को पूरी तरह से नहीं देख पाते हैं, लेकिन अक्सर दो रंगों को भ्रमित कर देते हैं।

यह एक विरासत में मिला विकार है और पुरुषों को अधिक प्रभावित करता है क्योंकि रंग दृष्टि की क्षमता X गुणसूत्र पर स्थित होती है । (महिलाओं में दो एक्स गुणसूत्र होते हैं, इसलिए सामान्य रंग दृष्टि के साथ कम से कम एक एक्स प्राप्त करने की संभावना अधिक होती है; पुरुषों के पास काम करने के लिए केवल एक एक्स गुणसूत्र होता है। गुणसूत्रों पर अधिक के लिए यहां क्लिक करें ।) किसी भी रंग को देखने में असमर्थता, या केवल भूरे रंग के विभिन्न रंगों में देखना बहुत दुर्लभ है।

कलर ब्लाइंडनेस के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहां क्लिक करें ।

जब विटामिन ए की गंभीर कमी होती है , तब रतौंधी हो जाती है।

रेटिना बनाने के लिए विटामिन ए आवश्यक है , जो रोडोप्सिन अणु का हिस्सा है। जब विटामिन ए की कमी के कारण प्रकाश के प्रति संवेदनशील अणुओं का स्तर कम होता है, तो रात में दृष्टि की अनुमति देने के लिए पर्याप्त प्रकाश नहीं हो सकता है। दिन के उजाले के दौरान, रेटिना के निम्न स्तर के बावजूद दृष्टि उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त प्रकाश उत्तेजना होती है।

जब प्रकाश किरणें किसी भिन्न पदार्थ की कोणीय सतह पर पहुँचती हैं, तो इससे प्रकाश किरणें मुड़ जाती हैं। इसे अपवर्तन कहते हैं । जब प्रकाश उत्तल लेंस तक पहुँचता है, तो प्रकाश किरणें केंद्र की ओर झुकती हैं:

जब प्रकाश किरणें अवतल लेंस तक पहुँचती हैं, तो प्रकाश किरणें केंद्र से दूर झुक जाती हैं:

आंख में कई कोणीय सतह होती हैं जो प्रकाश को मोड़ने का कारण बनती हैं। ये:

जब सब कुछ सही ढंग से काम कर रहा होता है, तो प्रकाश इन चार इंटरफेस के माध्यम से इसे बनाता है और पूर्ण फोकस में रेटिना पर आता है।

20 फीट की दूरी पर स्नेलन आई चार्ट पढ़कर दृष्टि या दृश्य तीक्ष्णता का परीक्षण किया जाता है। बहुत से लोगों को देखकर, नेत्र चिकित्सकों ने तय किया है कि एक "सामान्य" इंसान को एक आँख चार्ट से 20 फीट दूर खड़े होने पर क्या देखना चाहिए। यदि आपके पास 20/20 दृष्टि है, तो इसका मतलब है कि जब आप चार्ट से 20 फीट दूर खड़े होते हैं तो आप देख सकते हैं कि एक "सामान्य" इंसान क्या देख सकता है। (मीट्रिक में, मानक 6 मीटर है और इसे 6/6 दृष्टि कहा जाता है)। दूसरे शब्दों में, यदि आपके पास 20/20 दृष्टि है तो आपकी दृष्टि "सामान्य" है - आबादी के अधिकांश लोग देख सकते हैं कि आप 20 फीट पर क्या देख सकते हैं।

यदि आपके पास २०/४० दृष्टि है, तो इसका मतलब है कि जब आप चार्ट से २० फीट दूर खड़े होते हैं तो आप केवल वही देख सकते हैं जो एक सामान्य मानव चार्ट से ४० फीट की दूरी पर खड़े होने पर देख सकता है। यानी यदि चार्ट से 40 फीट दूर कोई "सामान्य" व्यक्ति खड़ा है, और आप चार्ट से केवल 20 फीट दूर खड़े हैं, तो आप और सामान्य व्यक्ति समान विवरण देख सकते हैं। 20/100 का मतलब है कि जब आप चार्ट से 20 फीट की दूरी पर खड़े होते हैं तो आप केवल वही देख सकते हैं जो 100 फीट दूर खड़ा एक सामान्य व्यक्ति देख सकता है। 20/200 संयुक्त राज्य अमेरिका में कानूनी दृष्टिहीनता के लिए कटऑफ है।

आपके पास ऐसी दृष्टि भी हो सकती है जो आदर्श से बेहतर हो। 20/10 दृष्टि वाला व्यक्ति 20 फीट पर देख सकता है कि चार्ट से 10 फीट दूर खड़े होने पर एक सामान्य व्यक्ति क्या देख सकता है।

हॉक्स, उल्लू और शिकार के अन्य पक्षियों की दृष्टि मनुष्यों की तुलना में बहुत अधिक तीव्र होती है। एक बाज की आंख इंसान की तुलना में बहुत छोटी होती है, लेकिन उस जगह में बहुत सारे सेंसर (शंकु) भरे होते हैं। यह एक बाज की दृष्टि देता है जो मनुष्य की तुलना में आठ गुना अधिक तीव्र है। एक बाज की 20/2 दृष्टि हो सकती है!

आम तौर पर, आपकी आंख एक छवि को बिल्कुल रेटिना पर केंद्रित कर सकती है:

दूरदर्शिता और दूरदर्शिता तब होती है जब फोकस सही नहीं होता है।

जब nearsightedness ( निकट दृष्टि ) मौजूद हो, एक व्यक्ति को अच्छी तरह से वस्तुओं के पास देखने के लिए सक्षम है और कठिनाई वस्तुओं है कि दूर हैं देखकर है। प्रकाश किरणें रेटिना के सामने केंद्रित हो जाती हैं। यह एक नेत्रगोलक के कारण होता है जो बहुत लंबा होता है, या एक लेंस सिस्टम जिसमें ध्यान केंद्रित करने की बहुत अधिक शक्ति होती है। निकट दृष्टि दोष को अवतल लेंस से ठीक किया जाता है । यह लेंस प्रकाश को आंख तक पहुंचने से पहले थोड़ा अलग कर देता है, जैसा कि यहां देखा गया है:

जब दूरदर्शिता ( हाइपरोपिया ) होती है, तो व्यक्ति दूर की वस्तुओं को अच्छी तरह से देख पाता है और निकट की वस्तुओं को देखने में कठिनाई होती है। प्रकाश किरणें रेटिना के पीछे केंद्रित हो जाती हैं। यह एक नेत्रगोलक के कारण होता है जो बहुत छोटा होता है, या एक लेंस सिस्टम के कारण होता है जिसमें बहुत कम फोकस करने की शक्ति होती है। इसे उत्तल लेंस से ठीक किया जाता है , जैसा कि यहाँ देखा गया है:

विवरण के लिए देखें कि अपवर्तक दृष्टि समस्याएं कैसे काम करती हैं और सुधारात्मक लेंस कैसे काम करते हैं।

दृष्टिवैषम्य कॉर्निया की असमान वक्रता है और दृष्टि में विकृति का कारण बनता है। इसे ठीक करने के लिए, असमानता को ठीक करने के लिए एक लेंस का आकार दिया जाता है।

उम्र बढ़ने के साथ दृष्टि क्यों खराब होती जाती है?

जैसे-जैसे हम बड़े होते हैं, लेंस कम लोचदार हो जाता है । यह आकार बदलने की अपनी क्षमता खो देता है। इसे प्रेसबायोपिया कहा जाता है और जब हम नज़दीकी चीज़ों को देखने की कोशिश करते हैं तो यह अधिक ध्यान देने योग्य होता है, क्योंकि लेंस को मोटा बनाने के लिए सिलिअरी बॉडी को सिकुड़ना चाहिए। लोच का नुकसान लेंस को मोटा होने से रोकता है। नतीजतन, हम पास की वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करने की क्षमता खो देते हैं।

सबसे पहले, लोग चीजों को फोकस में देखने के लिए उन्हें दूर से पकड़ना शुरू करते हैं। यह आमतौर पर तब ध्यान देने योग्य हो जाता है जब हम अपने मध्य-चालीसवें दशक में पहुँच जाते हैं। अंततः, लेंस हिलने-डुलने में असमर्थ हो जाता है और कमोबेश एक निश्चित दूरी पर स्थायी रूप से केंद्रित हो जाता है (जो प्रत्येक व्यक्ति के लिए अलग होता है)।

इसे ठीक करने के लिए बाइफोकल्स की जरूरत होती है। बिफोकल्स निकट दृष्टि (पढ़ने) के लिए निचले लेंस और दूर दृष्टि के लिए ऊपरी लेंस का एक संयोजन है।

आँख दूरी निर्धारित करने के लिए तीन विधियों का उपयोग करती है:

कानूनी दृष्टिहीनता को आमतौर पर सुधारात्मक लेंस के साथ 20/200 से कम दृश्य तीक्ष्णता के रूप में परिभाषित किया जाता है । अब जब आपने आंख की कुछ शारीरिक रचना सीख ली है और यह कैसे कार्य करती है, तो यह समझना आसान हो जाता है कि निम्नलिखित स्थितियां कैसे अंधेपन का कारण बन सकती हैं:

अंधेपन के कई अन्य कारण भी हैं, जैसे विटामिन ए की कमी, ट्यूमर, स्ट्रोक, तंत्रिका संबंधी रोग, अन्य संक्रमण, वंशानुगत रोग और विषाक्त पदार्थ। अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

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लेखक के बारे में

कार्ल बियान्को, एमडी, कैम्ब्रिज, मैरीलैंड में डोरचेस्टर जनरल अस्पताल में अभ्यास करने वाले एक आपातकालीन चिकित्सक हैं। डॉ. बियान्को ने जॉर्जटाउन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में मेडिकल स्कूल में पढ़ाई की और जॉर्जटाउन यूनिवर्सिटी से नर्सिंग और प्री-मेड में अपनी स्नातक की डिग्री प्राप्त की। उन्होंने एक्रोन, ओहियो में एक्रोन सिटी अस्पताल में आपातकालीन चिकित्सा में इंटर्नशिप और निवास पूरा किया।

डॉ. बियांको अपनी पत्नी और दो बच्चों के साथ बाल्टीमोर के पास रहते हैं।