Struktury tworzące oko:

Gałka oczna ulokowana jest na przodzie oczodołu, w zagłębieniu, które wyścielone jest tkanką tłuszczową i wieloma powięziami. Ruchy gałki ocznej są możliwe dzięki zsynchronizowanym ruchom mięśni ocznych. Gałka oczna jest połączona z mózgiem poprzez nerw wzrokowy, który wychodzi poprzez kostny otwór wewnętrznej części oczodołu do wewnętrznej jamy czaszki i dochodzi do mózgu.

Gałka oczna ma kształt bardzo zbliżony do kształtu kuli. Jej średnica wynosi mniej więcej 24mm a wypełnia ją przede wszystkim ciałko szkliste, czyli bezpostaciowa substancja będąca stale pod pewnym ciśnieniem.

Oko budują trzy błony:

  • Twardówka = łac. sclera - najbardziej zewnętrzna warstwa gałki ocznej. Tworzy ją nieprzeźroczysta, biaława łącznotkankowa błona włóknista. Twardówka na przodzie gałki ocznej tworzy rogówkę.

+ Rogówka = łac. cornea - warstwa oka, którą stanowi przeźroczysta, włóknista błona komórkowa. Rogówka ma kształt wypukły, podobnie jak szkiełko od zegarka.

  • Naczyniówka = choroidea - warstwa oka leżąca pomiędzy twardówką a siatkówką. Naczyniówka razem z ciałem rzęskowym oraz z tęczówką wchodzi w skład błony naczyniowej ukrwionej przez liczne naczynia krwionośne. Dzięki ciału rzęskowemu możliwe jest utrzymanie soczewki we właściwym położeniu.
  • Siatkówka = łac. retina - receptorowa część gałki ocznej. Siatkówkę tworzą trzy warstwy. Jedna z nich, położona w części środkowej oka, złożona jest ze światłoczułych czopków i pręcików - komórek, które odbierają bodźce świetlne i przekształcają je na impulsy nerwowe. Dwie dodatkowe warstwy siatkówki zbudowane są z neuronów, których zadaniem jest przewodzenie bodźców wzrokowych.

+ plamka żółta - leżące na siatkówce miejsce największego skupienia czopków, przez co jest punktem najwyższej wrażliwości na światło i najintensywniej odbiera barwy.

+ plamka ślepa - miejsce, przez które wychodzi z gałki ocznej wiązka nerwów pod postacią nerwu wzrokowego. W plamce ślepej nie ma komórek światłoczułych, jest więc niewrażliwe na bodźce świetlne.

Oprócz wymienionych wcześniej części oka gałka oczna składa się również z następujących struktur:

1. Soczewka = lens - struktura zamieszczona pomiędzy tęczówką a ciałem szklistym, w skład której wchodzą torebka = łac. capsule (zewnętrzna jej warstwa), kora = łac. cortex oraz jądro = łac. nucleus (najbardziej środkowa część soczewki).

2. Tęczówka = iris - umięśniona, barwna dzięki zawartemu w niej barwnikowi, część błony naczyniowej, która otacza otwór, przez który do oka wpada wiązka światła-źrenicę. Mięśnie tęczówki kontrolują ilość dopływu światła do wnętrza oka, powodując zwężenie lub rozszerzenie źrenicy.

3. Ciało szkliste = corpus vitreum - galaretowaty, przeźroczysty ośrodek, który wypełnia wnętrze gałki ocznej.

4. Spojówka = tunica conjuctiva - struktura, która pokrywa przednią część gałki ocznej oraz wnętrze powiek.

5. Gruczoł łzowy - gruczoł wytwarzający łzy, znajdujący się w górnej części oczodołu, na linii wewnętrznej bocznej krawędzi. Zadaniem gruczołu łzowego jest nawilżanie i oczyszczanie powierzchni oka.

6. Wiele części oka tworzy spójny układ optyczny, który przez wiele osób jest przyrównywany do aparatu fotograficznego. I rzeczywiście, soczewka pełni rolę podobną do roli obiektywu, tęczówka kojarzy się z przesłoną a siatkówka to miejsce "odbicia obrazu" niczym na kliszy.

Funkcjonowanie oka:

Droga wiązki cząsteczek świetlnych przebiega od źrenicy przez rogówkę, przednią komorę oka, dalej przez soczewkę oraz ciało szkliste by na końcu dotrzeć do siatkówki zbudowanej z pręcików i czopków, w których bodziec świetlny zamieniany jest na w impuls nerwowy i przekazywany przez nerw wzrokowy do mózgu.

Promienie światła są skupiane na siatkówce dzięki złożonemu układowi optycznemu, na który składają się rogówka, soczewka oraz ciało szkliste. Odpowiednie skupienie wiązek świetlnych warunkuje prawidłową ostrość widzenia. Dzięki temu, że soczewka w razie potrzeby zmienia swój kształt na bardziej wklęsły albo wypukły, zmienia ona swoją moc optyczną i ogniskuje na siatkówce obraz przedmiotów, które znajdują się na różnych odległościach od patrzącego. Jest to zjawisko akomodacji.

Jeżeli oko nie ogniskuje światła w prawidłowy sposób na siatkówce, powstają wówczas wady wzroku.

Soczewka powoduje odwrócenie obrazu, jaki odbija się na siatkówce. Mózg uczy się w biegu życia odkodowywania impulsów nerwowych biegnących do niego z oczu. Niemowlę przez pierwsze dnia życia nie ma jeszcze wykształconej zdolności prawidłowego odczytywania obrazu i dlatego widzi wszystko na odwrót, do góry nogami. Po kilku miesiącach jednak jego mózg potrafi już automatycznie obracać obraz tak, żeby jego odczytanie było zgodne z rzeczywistym jego ułożeniem w przestrzeni.

Tęczówka pełni rolę tak zwanej przysłony aperturowej, która kurczy się w razie zwiększenia intensywności światła w otoczeniu. Skutkiem skurczów tęczówki jest zwężenie się źrenicy, które mieści się w zakresie pomiędzy 8mm w ciemnościach a 2mm w intensywnym świetle.

Zarówno środek krzywizny rogówki jak i środek krzywizny soczewki układają się na jednej prostej nazywanej osią optyczną. Jednak wskutek przesunięcia dołka środkowego już poza optyczną oś oka pojawia się pewna rozbieżność pomiędzy osią optyczną oka a osią widzenia (oś widzenia obrócona jest wobec osi optycznej o mniej więcej 5 stopni).

Rolą siatkówki jest odbieranie bodźców świetlnych i przekształcanie ich, dzięki czopkom i pręcikom, w bodźce elektryczne, które przesyłane są do mózgu za pomocą wiązki nerwów składających się na jeden nerw wzrokowy.

Czopki mają raczej małą czułość na natężenie światła. Odpowiadają przede wszystkim za rozróżnianie barw i widzenie w świetle dziennym. Największe ich zagęszczenie jest w dołku środkowym. Jeżeli obraz pada na dołek środkowy jest wtedy największa ostrość jego widzenia.

Kiedy spada natężenie promieniowania świetlnego, źrenica rozszerza się. Jednak kiedy oświetlenie jest zbyt słabe, czopki przestają odróżniać barwy i kształty a odpowiedzialność za widzenie przechodzi na pręciki. W dołku środkowym nie ma pręcików. Największa ich gęstość jest po bokach siatkówki. Widzenie w nocy nazywa się więc widzeniem peryferyjnym. Jeżeli wystąpi zwiększenie natężenie światła, pręciki chronią się przed nim za pomocą barwnika, którego działanie można zaobserwować przy przejściu z ciemnego do jasnego pomieszczenia. Przez chwilę nic nie widzimy, następuje wtedy efekt olśnienia.

Przystosowania wzroku do widzenia w różnych warunkach oświetlenia nazywa się adaptacją.

Oko ludzkie jest zdolne do odbierania tylko pewnego zakresu promieniowania świetlnego co związane jest w chemi-fizycznymi właściwościami struktur oka odpowiedzialnych za odbieranie bodźców świetlnych, zwłaszcza pręcików i czopków. Zakres światła widzialnego dla człowieka mieści się pomiędzy 400nm długości fali elektromagnetycznej (barwa fioletowa) a około 700 nm długości fali świetlnej (barwa czerwona), co odpowiada zakresowi tak zwanego okna optycznego. Długość fali świetlnej poniżej 400nm jest już ultrafioletem a promienie świetlne o długości fali większej niż 700nm należą do podczerwieni. Rogówka nie przepuszcza do wnętrza oka promieniowania spoza okna optycznego.

Widzenie barw i kształtów możliwe jest dzięki pracy komórek światłoczułych-pręcików i czopków. Maximum czułości czopków określa się na 550nm, z kolei maximum dla pręcików to około 510nm. Za widzenie w ciemnościach odpowiedzialne są przede wszystkim pręciki (widzenie skotopowe) a za widzenie w dzień, przy wystarczającym oświetleniu, odpowiadają czopki (widzenie fotopowe).

Dzięki posiadaniu pary gałek ocznych ułożonych względem siebie równolegle możliwe jest ocenianie głębi obrazu czyli odległości poszczególnych obserwowanych elementów od patrzącego na nie człowieka. Umożliwia to konwergencja, czyli takie ułożenie gałek ocznych przez ruchy odpowiednich mięśni, aby obie osie widzenia gałek podążały za zbliżającym się lub oddalającym się przedmiotem. Osie widzenia gałek ocznych przecinają się na obserwowanym przedmiocie. Kąt przecięcia się osi pozwala strukturom mózgu odpowiadającym za widzenie ocenić odległość obserwowanych przedmiotów.