Ihmissilmä

Ihmissilmä on elin on näkemys , että ihminen  ; se antaa sen siepata valoa , sitten analysoida sitä ja olla vuorovaikutuksessa sen ympäristön kanssa. Ihmissilmä pystyy erottamaan muodot ja värit. Silmää tutkivaa tiedettä kutsutaan oftalmologiaksi .

Yksi tekniikan suurista haasteista on valmistaa elektroniset silmät , jotka pystyvät vastaamaan tai jopa ylittämään elävän maailman silmien kyvyt korvaamaan esimerkiksi loukkaantuneen silmän.

Ihmissilmän anatomia ja fysiologia

Ihmissilmä koostuu silmämunasta, joka käsittää:

Silmämunan halkaisija on noin 2,5  cm ja sen massa on 8 grammaa. Se koostuu kolmesta kirjekuoresta tai tunikasta, jotka ympäröivät hyytelömäistä ainetta, jota kutsutaan lasiaiseen runkoon . Kolme tunikaa kutsutaan ulommaksi, keskimmäiseksi ja sisemmäksi tunikaksi; lasiainen runko on pääasiassa vettä ja sitä käytetään silmän muodon ylläpitämiseen.

Silmä sopeutuu ensin ympäröivään valoon. Ihminen voi siten havaita ekvivalentilla herkkyydellä täydessä auringossa tai täysikuun valossa, toisin sanoen 10000 kertaa pienemmällä valovoimalla. Ensimmäinen mukautus tulee iiriksen erottamisesta, joka yötilassa voi saavuttaa nuorten enimmäisaukon 7  mm ( iän myötä se laskee 4  mm : iin).

Ulompi tunika

Keskikokoinen tunika

Sisäinen tunika

Silmän lisäosat

Silmässä on neljä liitettä:

  1. rata on luuontelo peitetty fibro-elastisen kalvon (peri- kiertorata ), joka toistaa suojaava rooli;
  2. silmän liikehermon lihaksia käytetään liike; vuonna ihmisillä , erotamme:
    • 4 oikeaa lihasta: ylempi peräsuoli, alempi peräsuoli, sisäinen peräsuoli (tai mediaalinen) ja ulkoinen peräsuoli (tai sivusuunnassa);
    • 2 vinoa lihasta: suuri vino (tai ylempi vino) ja pieni vino (tai alempi vino);
  3. silmäluomen on kalvo sallii enemmän tai vähemmän tärkeitä eristys sähkömagneettisen säteilyn , levittämisen kalvon kyyneliä, ja suojan sarveiskalvon;
  4. kyynel rauhanen , joka sijaitsee yläpuolella ja ulkopuolella, erittää 40% meidän kyyneleitä, loput tuotetaan lisärauhaset.

Verkkokalvon reseptorit

Silmän reseptoreita käytetään jakamaan valotiedot sähköisiksi signaaleiksi , jotka lähetetään näköhermolle . Ihmisillä on:

Jokaisella silmällä on noin 7 miljoonaa kartiota ja 120 miljoonaa sauvaa, ja se pystyy erottamaan 300 000 väriä, helpommin vihreissä tai punaisissa kuin sinisissä.

Yhden kolmentyyppisen kartion toimintahäiriö johtaa värisokeuteen ja kaikkien kolmen tyyppisten kartioiden toimintahäiriö johtaa achromatopsiaan , jonka yksi oireista on värinäön täydellinen puuttuminen.

Iiriksen väri

Geneettinen mutaatio on OCA2 geenissä , kuljettaa kromosomi 15, on ajateltu olevan vastuussa sinisen värin silmien ja juontaa juurensa noin 8000 vuotta. Se johtuisi yhdestä yhteisestä esi-isästä ja on kestänyt.

OCA2 koodaa P- proteiinia, joka on mukana melaniinin , hiuksia, ihoa ja silmiä värittävän pigmentin , tuotannossa . Mutaatio ei sijaitse suoraan OCA2: lla, vaan viereisessä geenissä, joka ei tuhoa sen aktiivisuutta, mutta rajoittaa sen toiminta-aluetta vähentämällä melaniinin tuotantoa iiriksessä. Kun geeni on täysin deaktivoitu, keho ei eritä lainkaan melaniinia: tämä on albinismi .

Silmän patologiat

Kaikki silmän osat voivat vaikuttaa:

Optinen käyttö

Silmän ensimmäinen mallinnus, nimeltään "vähentynyt silmä", käsittää sen pitämisen pallomaisena diopterina , joka on varustettu kalvolla, ja sen salliminen sijoittaa Gaussin olosuhteisiin, mikä sallii likimääräisen leimautumisen . Tämä malli auttaa ymmärtämään kuvien muodostumista verkkokalvossa ja kaarevuuden vaikutusta (linssin muokkaama) majoitusta varten .

Toinen kokeellisessa käytössä käytetty malli koostuu verkkokalvon korvaamisesta litteällä näytöllä (valkoinen arkki) ja optisella kokoonpanolla (sarveiskalvo / kiteinen) konvergoituvalla linssillä , jonka polttoväli f '= 16,7  mm, kun silmä on pysähdyksissä.

Joissakin didaktisissa laitteissa linssi on taipuisa linssi, joka on valmistettu muovikalvosta, joka voidaan täyttää enemmän tai vähemmän vedellä. Voimme siis näyttää majoituksen ja lähestymistapa käsitteet punctum proximum ja punctum remotum .

Lasilinssin käyttö antaa mahdollisuuden mallintaa normaali silmä ( emmetrooppinen , selkeä näkemys äärettömässä ilman majoitusta), sitten muuttamalla näytön ja linssin etäisyyttä, myopian (likinäyttö liian kaukana) ja hyperopian (näyttö liian lähellä ) mallinnamiseksi ) ja mahdollisuus sitten lisätä korjaava linssi silmälasien malliin .

Tässä on joitain silmän optisia tietoja (keskiarvo):

Rakenteet Eteen kaarevuussäde Takana oleva kaarevuussäde Taitekerroin
Sarveiskalvo 7,8  mm 6,8  mm 1,377
Vesipitoinen huumori - - 1,337
Kiteinen 10  mm 6  mm 1.413
Lasihuumori - - 1.336

Silmä voidaan pienentää keskitettyyn järjestelmään, jolla on seuraavat ominaisuudet:

Evoluutioarvo

Silmäelimen monimutkaisuutta on jo käytetty halventamaan darwinismia mainitsemalla äärimmäinen epätodennäköisyys, jonka kaikki tarvittavat mutaatiot ovat yhdistäneet saadakseen erittäin toimivan silmän. Itse asiassa silmän kehitys tapahtui kumpikin sen osien peräkkäisellä oikaisulla, jossa jokainen vaihe on rakennettu edelliselle, samalla kun se on parannus edelliseen tilanteeseen verrattuna. Tämä laastarien peräkkäin voi erityisesti selittää tiettyjä "epätäydellisyyksiä" monimutkaisissa rakenteissa, kuten silmässä. Kuolleen kulman käsite on esimerkki: valolle herkkä elin, verkkokalvo , sijaitsee hermokuitujen takana, joka johtaa virtauksen aivoihin, ja siksi "piilottaa" verkkokalvon osan, joten nimi.

Elektroninen silmä

Kahdeksan järjestelmää tutkitaan elektronisissa laitteissa, joiden tarkoituksena on palauttaa näkövamma. Ne riippuvat silmän osasta, jonka haluat korvata:

Nämä järjestelmät liittyvät kaikki bionisen silmän teemaan .

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

  1. Niitä on neljä joissakin matelijoissa ja linnuissa; nämä voivat havaita ultraviolettivalon eikä niiden kartiot havaitse aivan samoja värejä.

Viitteet

  1. Backhaus, Kliegl & Werner "Värinäkö  , perspektiivejä eri tieteenaloilta  " (De Gruyter, 1998), s.  115-116 , kohta 5.5.
  2. P r  Mollon (Cambridgen yliopisto), P r  Jordan (University of Newcastle) "Naisten heterotsygoottien tutkimus värin vaikeuksissa" (Vision Research, 1993)
  3. Bernard Value , Väri kaikessa loistossaan , Belin ,2011, 224  Sivumäärä ( ISBN  978-2-7011-5876-1 ja 2-7011-5876-1 )
  4. Eiberg H, Troelsen J, Nielsen M, Mikkelsen A, Mengel-From J, Kjaer KW, Hansen L, Sininen silmien väri ihmisissä voi johtua täydellisesti liittyvästä perustajamutaatiosta HERC2-geenissä sijaitsevassa säätelyelementissä, joka estää OCA2-ilmentymistä , Hum Genet, 2008 3. tammikuuta
  5. Ihmissilmän optisen järjestelmän ominaisuuksien ja kenttäsyvyyden vaihtelu - Zilong Wang ja Shuangjiu Xiao, International Journal of Machine Learning and Computing, Voi. 3, nro 5, lokakuu 2013
  6. Vincent Bauchau ja Kate Lessells, "  Luonnollinen valinta, välttämätön ja riittävä periaate  ", La Recherche ,Maaliskuu 1997, s.  7 ( lue verkossa Rekisteröinti vaaditaan , tutustui (kuulemisen päivämäärä) )
  7. Jean-Luc Picq, psykologien biologia , De Boeck ( lue verkossa ).

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit