Polish 
English 
Pod względem optycznym, w procesie widzenia najbardziej istotnymi elementami oka są rogówka, soczewka oczna i siatkówka oraz struktury znajdujące się pomiędzy tymi elementami. Wbrew pozornej prostocie, układ ten charakteryzuje bardzo złożona budowa, geometria oraz właściwości optyczne, które, jak na razie, nie są możliwe do zrealizowania w sposób sztuczny metodami współczesnej technologii. Każda z czterech załamujących powierzchni optycznych (dwie powierzchnie rogówki i dwie soczewki) są asferyczne ze względu na konieczność korekcji aberracji sferycznej oka, umożliwiając tym samym ostre odwzorowanie obrazu na siatkówce. Zarówno obie powierzchnie rogówki, jak i soczewki nie są względem siebie symetryczne. Przednia część soczewki jest bardziej płaska aniżeli jej tylna (bardziej wewnętrzna) powierzchnia. Przyjmuje się, że moc optyczna modelowego oka wynosi 60 dioptrii, z czego za 40 dioptrii odpowiada rogówka, a za ok. 20 dioptrii – soczewka oczna. Moc soczewki może jednak okresowo wzrastać i to właśnie możliwość zmiany mocy zbierającej przez soczewkę oczną nazywamy akomodacją.
STRUKTURA SOCZEWKI OKA
Soczewka składa się z komórek pochodzenia nabłonkowego, które produkowane są przez organizm człowieka przez całe życie. Nowe komórki produkowane są w warstwie zwanej nabłonkiem soczewki na zewnątrz soczewki i przemieszczają się do jej centrum, co prowadzi do ciągłego wzrostu soczewki w ciągu życia człowieka. Komórki nabłonkowe układają się w kolejne warstwy, które są powierzchniami asferycznymi o stałej wartości współczynnika załamania (tzw. powierzchnie izoindeksjalne). Co za tym idzie, każda z kolejnych warstw charakteryzuje się odmiennym współczynnikiem załamania (rys. 1). Taka forma strukturyzacji soczewki ocznej powoduje, że soczewka oczna staje się strukturą gradientową o zmiennej wartości współczynnika załamania od jądra soczewki (jej środka, n ≅ 1.41), do jej powłok zewnętrznych w okolicy torebki soczewki (n ≅ 1.387) [1]. Gradientowość soczewki ocznej ma odzwierciedlenie w jej właściwościach optycznych i refrakcyjnych.
Soczewka oczna utrzymywana jest w określonym położeniu za pomocą cienkich włókien kolagenowych, zwanych więzadełkami Zinna, które przymocowane są z jednej strony do okolic równika soczewki, a z drugiej strony do mięśnia rzęskowego, który znajduje się na obwodzie soczewki (rys. 2). Zmiany napięcia mięśnia rzęskowego, prowadzą do zmiany napięcia więzadełek Zinna, a to z kolei powoduje zmianę kształtu soczewki ocznej i w konsekwencji zmianę geometrii soczewki oraz jej mocy zbierającej w procesie akomodacji.
AKOMODACJA
Na czym dokładnie polega proces akomodacji? Otóż, gdy oko jest zrelaksowane, czyli patrzy na nieskończoność (w dal), mięsień rzęskowy jest rozluźniony. Jego najmniejsze napięcie powoduje, że więzadełka Zinna są maksymalnie rozciągnięte, soczewka wtedy osiąga minimalną grubość i jest najbardziej spłaszczona. Taki stan soczewki, więzadełek Zinna oraz mięśnia rzęskowego odpowiada wyłączonej akomodacji (Rys. 2a). Soczewka oczna, w momencie gdy jej krzywizna (odwrotność promienia krzywizny) jest najmniejsza, osiąga minimalną moc optyczną. W odpowiedzi na bodziec znajdujący się bliżej oka, napięcie mięśnia rzęskowego powoduje rozluźnienie naprężonych więzadełek Zinna. Rozluźnienie więzadełek prowadzi do zmiany geometrii soczewki ocznej. Soczewka staje się grubsza wskutek sił sprężystości, a jej promienie krzywizny się zmniejszają (staje się bardziej wybrzuszona). W wyniku powyższych zmian moc optyczna soczewki, jak również cała moc optyczna oka staje się większa (Rys. 2b). Stan, podczas którego mięsień rzęskowy jest maksymalnie napięty odpowiada maksymalnie włączonej akomodacji.
A jak ten proces wpływa na zakres widzenia?
W oku miarowym (emmetropowym) równoległe wiązki światła, czyli takie pochodzące od bardzo odległego przedmiotu, padają na rogówkę, a następnie przechodzą przez zrelaksowaną soczewkę i skupiają się na siatkówce oka, tworząc tam ostry obraz. Obrazy odwzorowujące na siatkówce przedmioty znajdujące się bliżej są nieostre. Sygnał o nieostrym obrazie wysyłany jest do mózgu, a ten wysyła impuls nerwowy do mięśnia rzęskowego, który to kurczy się, co prowadzi do zmiany geometrii soczewki w oku i początkuje proces akomodacji. To, jak bardzo mięsień rzęskowy ma zostać skurczony uzależnione jest od odległości obserwowanego przedmiotu – im mniejsza odległość od oka, tym większa zmiana mocy jest konieczna. Dzięki akomodacji możliwa jest obserwacja przedmiotów znajdujących się bliżej nas. Wraz z rozpoczęciem akomodacji dochodzi także do zwężenia źrenic i ruchu konwergencyjnego (zbieżnego) obu gałek ocznych w kierunku bliskiego celu. Proces akomodacji może być przydatny również dla osób nadzwrocznych, ponieważ przy tej wadzie wzroku obrazy przedmiotów bardzo odległych (znajdujących się w nieskończoności) ostro odwzorowywane są za siatkówką. Zatem, by osoba nadwzroczna bez korekcji mogła zobaczyć ostro przedmioty odległe, akomodacja w jej oczach musi być nieustannie włączona. To, jak bardzo może zmieniać się moc optyczna oka, dzięki procesowi akomodacji, określa amplituda akomodacji, która maleje wraz z wiekiem.
Literatura
[1] Patel S, Tutchenko L. The refractive index of the human cornea: A review. Cont Lens Anterior Eye. 2019; 42(5):575-580.Autor: dr inż. Marcelina Sobczak, optometrystka NO 17312
Zespół Optyki Widzenia
Katedra Optyki i Fotoniki, Wydział Podstawowych Problemów Techniki,
Politechnika Wrocławska
