Как выглядят пиксели в глазах
«Летающие мошки» и «стеклистые червяки» в глазах, или откуда берутся «битые пиксели» в стекловидном теле
Поднимите голову и посмотрите на что-нибудь равномерно окрашенное, на какой-то светлый фон (на снег, на небо без солнца). Если перед глазами вдруг начали медленно проплывать вот такие примерно штуки:
… То знакомьтесь, это «битые пиксели» у вас в глазу, образованные стекловидным телом (на рисунке ниже оно во всей красе). Такие «глюки» у многих появляются ещё в детском возрасте и с годами множатся или постепенно видоизменяются. Для большинства людей их наличие — не повод для беспокойства, но внезапное их появление или резкое увеличение — повод для срочного визита к офтальмологу. Особенно если к этому прибавляются молнии перед глазами, тёмная пелена или мелкая «табачная пыль».
Но давайте для понимания полной ситуации поговорим о том, что это за явление вообще и откуда оно берётся.
Где это самое стекловидное тело
Глаз — это шарик, большую часть которого занимает стекловидное тело (целых 2/3 объёма). Оно хорошо видно на схеме выше — это пространство между хрусталиком и сетчаткой в полости глаза. В нормальном глазу стекловидное тело настолько прозрачно, что при просвечивании глаз кажется пустым.
Стекловидное тело — это желеобразная такая вязкая и хорошо тянущаяся жижа наподобие киселя или студня. Только прозрачная. Состоит это «желе» из воды, коллоидов и микроэлементов — коллагеновых волокон, напоминающих переплетённые канаты, пропитанные гиалуроновой кислотой. В отличие от роговицы, состоящей из такого же матрикса, плотность нитей в стекловидном теле ниже, поэтому роговица плотная и жёсткая (по меркам того, что есть в глазу), а вот тут нас ждёт именно вязкая среда.
Эта среда неоднородная, там в ней есть пустоты и «цистерны», различные лакуны. Можно впрыснуть в глаз специальный раствор, который окрасит стекловидное тело, и будет видно всю эту красоту. Вот, например:
Стекловидное тело прилежит к задней поверхности хрусталика, на остальном протяжении оно соприкасается с внутренней пограничной мембраной сетчатки. От диска зрительного нерва к хрусталику сквозь стекловидное тело проходит специальный гиалоидный канал, а каркас стекловидного тела образует тонкая сеть переплетающихся между собой волокон различных форм белка коллагена. А промежутки заполнены жидкостью — такая структура придаёт ему вид студенистой массы.
Благодаря стекловидному телу глаз у нас имеет правильную шаровидную форму, оно обеспечивает несжимаемость и глазной тонус, амортизирует при сотрясениях, по каналам движутся питательные вещества. А вот светопреломляющая функция у него очень маленькая.
Если нам необходимо доставить лекарственное вещество в глубокие отделы глаза, то мы вводим его непосредственно в полость стекловидного тела микроиглой, потому что глаз — такой достаточно изолированный от организма в целом орган, и далеко не всё, что попадает в кровь, доходит до внутреннего содержимого глаза. Мешает гематоофтальмический барьер.
Это происходит вот так:
Откуда берутся «стеклистые червяки»
По большей части полупрозрачные «призраки», которые появляются в поле зрения при, например, резком падении или прыжке с парашютом, подъёме тяжести или на фоне полного благополучия и впоследствии различимые при внимательном разглядывании светлых объектов, — это естественные лакуны в стекловидном теле, обусловленные его конструкцией. Они иногда закрываются сами, двигаются или сами собой образуются новые (медленно, месяцами).
В общем, любые заметные «червяки» — это что-то в стекловидном теле, мешающее нормально попадать свету на сетчатку. В англоязычной литературе именуемые «floaters» —
как пылинки на матрице фотоаппарата. Такое состояние называется «деструкция стекловидного тела» (ДСТ).
Cостояние наличия мелких единичных фрагментов в полости стекловидного тела — норма с медицинской точки зрения.
Часто встречается другая история. Но теперь надо чуть углубиться в анатомию. Само по себе стекловидное тело не крепится к сетчатке по основной площади, а просто очень близко прилегает. Однако в макуле (центр глаза, жёлтое пятно), около зрительного нерва и по экватору сетчатки есть прикрепления, и довольно прочные. Если в глазу с возрастом, при травме или появлении другого заболевания глаза и организма в целом появляется не просто деструкция (в общем, не опасная), а какие-нибудь клетки крови, воспаления — это очень опасная проблема. Всё, что попадает в такую замкнутую полость, рассасывается долго, сложно и не всегда полностью с прозрачным эффектом. Как правило, остаются прокрашенные помутнения, грубые сращения и тяжи, снижающие остроту зрения. Всё объясняется близким, я бы даже сказала, интимным контактом с такой важной тканью, как сетчатка (сетчатка и стекловидное тело в случае болезни страдают одновременно).
Вот такую страшную картину можно видеть при кровоизлиянии в стекловидное тело (называется это гемофтальмом).
А если в стекловидном теле накапливаются капельки холестерина, это выглядит как «золотистый дождь».
При тупом ударе глаза стекловидное тело примет на себя основную деформацию в результате механической травмы и начнёт менять форму. Там, где оно просто прилегало к сетчатке, оно смело отодвинется и вернётся назад. А вот там, где были сращения, стекловидное тело при деформации потянет сетчатку за собой внутрь глаза. От этого может образоваться уже куда более серьёзная травма — разрыв или отслоение сетчатки. А это все шансы потерять зрение или ухудшить оптическое качество глаза до считанных процентов от нормы.
Разрыв сетчатки, отграниченный лазером
А что происходит при близорукости?
У близоруких людей, как правило, осевая длина глаза больше 24 мм (среднестатистический параметр, измерение которого говорит нам о прогрессировании близорукости). Глаз из формы в виде футбольного мяча превращается в мяч для регби. При этом растягивается задний полюс глаза, но если для наружной склеры это неопасно (она достаточно эластична), то средняя (сосудистая оболочка) и внутренняя оболочка (сетчатка) не тянутся. Поэтому в заднем полюсе ухудшается питание сетчатки, а по периферии возникают дистрофические зоны растяжений и разрывов. Большую роль в этом как раз играет стекловидное тело. В местах прикрепления оно тянет сетчатку — и образуются отверстия.
Что происходит с возрастом?
Где-то после 30 лет часто начинают появляться новые «мошки», а после 40 лет постепенно теряется гиалуроновая кислота, снижается прозрачность стекловидного тела, появляется визуализация волокон.
Ещё позже стекловидное тело вообще усыхает и начинает отслаиваться от сетчатки (просто отходит в местах, где нет крепления).
Отслойка стекловидного тела — нормальный признак старения, она обусловлена разжижением стекловидного тела, приводит к натяжению сетчатки в местах прочного крепления, что может привести к разрыву сетчатки. Острая отслойка стекловидного тела в 15% случаев приводит к разрывам сетчатки.
Образно говоря, своего рода «сопля» из геля (это очень неточное описание данного вида ткани, но даёт очень хорошее понимание) болтается внутри глаза. Потом этот «комок геля» отрывается от зрительного нерва. Как правило, зона отрыва выглядит в виде колечка (кольцо Вейса), то есть при проекции на сетчатку получается то, что пациенты называют «паучок», «большая мошка», «восьмёрка», «тёмное пятно», «аналемма», «кружок» и так далее. Калейдоскоп может меняться: каждый день новая форма. Если кольцо крепления не оторвалось, а просто вытянулось — чёрт с ним, с калейдоскопом, жить можно. А вот если оно потянуло сетчатку и оторвало кусок — то тут и разрывы сетчатки, и отслоения, и вообще масса неприятностей.
Вот так видит офтальмолог кольцо Вейса:
Лечение разрывов до того, как случилось отслоение сетчатки, — лазеркоагуляция зон разрывов в несколько рядов по краю, чтобы сформированные места сращения удерживали сетчатку на месте.
Всё это лечится с хорошим прогнозом в случае обращения в течение первых дней к хирургу-офтальмологу, со средним прогнозом — в случае обращения в течение месяца. Если отслоение началось и жидкость, попавшая через разрыв, продолжает затекать под сетчатку, отслаивая её, проблемы начинают приобретать необратимый характер, и вопрос стоит о сохранении зрения как такового, хоть с каким-то оптическим качеством.
Поэтому если вы вдруг увидели много новых «мошек», либо они себя как-то странно ведут, либо происходит что-то ещё непонятное в глазу, надо срочно идти к офтальмологу.
«Мошки» в глазу: так что с ними делать?
Если после осмотра врач не находит повреждений сетчатки на глазном дне и отмечает только наличие микровключений в стекловидном теле, то волноваться не стоит — серьёзных рисков для зрения в этом случае нет.
Если пациент при этом видит «мусор и мошки», которые его беспокоят, но знает, что опасности в этом нет, чаще всего обсуждается вопрос динамического наблюдения и привыкания к мелким недостаткам в качестве зрения. Кроме того, через пару месяцев эти включения пациенты действительно перестают замечать и не зацикливают на них своё внимание.
Но в ряде случаев жалобы могут быть обусловлены снижением зрения из-за «мути», плавающей перед глазом. Тогда вместе с офтальмологом, специалистом по сетчатке (а не просто врачом в поликлинике, довольно приблизительно знающим что-либо из современной офтальмологии), может обсуждаться вопрос о лечении этого состояния.
Вариантов два: первый предполагает разрушение фрагментов в стекловидном теле с помощью современного YAG-лазера для лазерного витреолизиса, второй — хирургическое удаление части стекловидного тела в пределах оптической оси — операцию витрэктомии.
Лечение без операции
Вся фишка при проблеме «мошек» и «паучков» заключается в том, как найти доктора, правильно интерпретирующего изменения в глазу. Разница при неправильной диагностике колоссальная: отличить дегенеративное спокойное состояние простой деструкции стекловидного тела от патологического появления в стекловидном теле клеток воспаления, крови, начала отслоения сетчатки, сосудистых нарушений и прочего.
То есть перед пациентом стоит задача найти того эксперта, который его успокоит или вовремя заметит проблему.
Разница в дальнейшей тактике: деструкцию не нужно лечить, к ней надо привыкнуть.
В поликлиниках при явной картине ДСТ (обычного «мусора» в глазах без риска дальнейших осложнений) говорят: «А давайте назначим рассасывающую терапию». И назначают некие «плацебо»: эмоксипин, тауфон, катахром. «Святая вода» в этом случае поможет лучше, если в неё верить. Человеку приятно, а мозг за пару недель строит карту «битых пикселей» и самостоятельно их убирает (на высоком уровне, если начать вглядываться, они снова будут видны). Если начать ловить «глюка» специально (как вы, возможно, прямо сейчас делаете) — искажения будут заметнее. Если о них не думать — видно не будет. Что и требуется. Мозг отлично адаптируется.
Другое дело — проглядеть воспаление или начало отслоения сетчатки. Здесь «успокаивающие» методы заставляют пациента потерять неделю-две, что приведёт потом к серьёзным осложнениям.
Когда операция показана
Договоримся, что речь идёт именно о дегенеративном изменении стекловидного тела, а не о других вышеуказанных состояниях. То есть тогда, когда достоверно известно, что с медицинской точки зрения рисков нет, но что-то плавающее перед глазами всё-таки сильно мешает видеть.
Вариант 1. Лазерный витреолизис.
Любая работа в замкнутой полости стекловидного тела потенциально опасна. Должна выполняться очень точно, так как рядом такие чувствительные структуры, как сетчатка (особенно её центральная зона) и хрусталик.
Компания Ellex относительно недавно предложила новый минимально инвазивный метод лечения патологии стекловидного тела: кольца Вайсса, интравитреальные помутнения и спайки, дегенерация стекловидного тела. Это YAG-лазерная установка для лечения переднего и заднего отделов глаза с использованием прицельного красного диодного лазера. Поскольку соседние со стекловидным телом структуры очень нежные, придумали снижение суммарной энергии за счёт ультра-Гауссового профиля лазерного луча. Малым размером пятна и низкой энергией оптического пробоя (менее 1,8 мДж в воздухе) выполняется фотодеструкция включений в стекловидном теле.
На практике эффективность 50%, поскольку если помутнение расположено близко от сетчатки или близко к задней капсуле хрусталика, или слишком плотное, ну и т. д., то применение невозможно. Часто один большой фрагмент превращается в несколько более мелких, они могут сместиться от оптической оси, а могут прибавиться. В общем, только после осмотра именно специалистом с опытом работы в лазерной хирургии на этой установке вы сможете узнать, ваш ли это метод.
Вариант 2. Витрэктомия.
Это полноценная полостная операция со всеми вытекающими из неё последствиями. То есть неважно, маленькая ли «мошка» плавает или «большой паук» — технология предполагает работу витреоретинального хирурга. Проходит витрэктомия — операция по удалению стекловидного тела — так:
Делается 3 маленьких прокола в полость глазного яблока в проекции плоскости цилиарного тела, то есть в 3,5–4 мм от лимба — границы прозрачной и непрозрачной части. Размер прокола измеряется гейчами G (имперская единица радиуса). Стандартная 3-портовая бесшовная техника — 23 G. Сейчас большая часть операций проводится по методике 25G — это 0,445 миллиметра. Зависимость такая: чем больше G, тем меньше размер прокола. Самая щадящая методика — 27G (0,361 мм). Кстати, чем меньше прокол, тем дороже стоимость комплекта расходных материалов. Для удаления floaters идеальна 27 G.
Через один порт подаётся сбалансированный по солевому и pH составу раствор, чтобы поддерживать тонус глаза и держать его объём во время операции, чтобы при извлечении стекловидного тела глаз не начал «схлопываться». Второй разрез нужен, чтобы светить внутрь этой «пещеры», то есть полости внутри глаза, где находится стекловидное тело. В третий вставляется, собственно, инструмент — витреотом, такая маленькая гильотинка с трубкой. Выглядит как микромясорубка, с помощью которой хирург измельчает волокна стекловидного тела и засасывает их в полость трубки.
По окончании операции в глазу остаётся сбалансированный раствор, который потом заменяется на внутриглазную жидкость. Порты извлекаются из самогерметизирующихся швов, и на пару часов накладывается повязка.
В опытных руках эта операция занимает 20 минут под местной анестезией, и результатом является отсутствие грубых плавающих хлопьев перед глазами, но любая операция со вскрытием глазного яблока имеет большой спектр потенциальных рисков, хирургия заднего отрезка глаза удваивает эти риски.
В любом случае я всегда даю понять пациенту, что это очень серьёзное вмешательство при минимальной проблеме с медицинской точки зрения.
Время от времени при грубых помутнениях, снижающих зрение, приходится выполнять такую операцию для водителей, у летчиков и т. п. — в случае, когда даже лёгкое кратковременное «затуманивание» может повлиять на безопасность.
«Страшилка»
В моем любимом Федоровском центре таким пациентам, которые волнуются по пустякам из-за «мошки», рассказывают историю о пациенте, который обратился в клинику с жалобой на «мошку». Ему рассказали, что это неопасно, лечить это не надо. Он настаивал, доктор из клиники Федорова всячески отговаривал от операции. Даже предлагал посетить психиатра, чтобы найти ответ на вопрос «Как с такой “мошкой” жить?». Доктора из клиники Федорова на операцию пациент не уговорил и полетел искать в Штатах того, кто согласится его прооперировать. Нашёл. После операции возникло воспаление оболочек глаза. Глаз ослеп, стал маленьким, красненьким и стал беспокоить больного. Уже в России глаз пришлось удалять. Финал: нет глаза — нет «мошки».
Заключение
Насколько в принципе организму нужна эта структура — стекловидное тело — судить очень сложно. Вроде можно и без него, но необходимость его в структуре глаза ещё не до конца изучена. Пока интуитивно понятно, что лучше сохранить, если есть возможность.
Большое количество докторов прошлого века и нынешнего исследуют строение стекловидного тела — это видно по количеству фамилий, которыми названы его структуры (каналы, связки и прочее).
С возрастом стекловидное тело стареет, сморщивается и может вызвать появление определённых проблем. Нужно следить за своими глазами, при появлении симптомов ухудшения зрения в любом виде и возрасте обращайтесь за помощью к специалистам.
Каково разрешение человеческого глаза (или сколько мегапикселей мы видим в каждый отдельный момент времени)
Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.
Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.
Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.
Начнём с общей структуры зрительной системы
Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Нас интересуют только колбочки и палочки, так как они создают картинку.
Плотность распределения палочек и колбочек в сетчатке.
Палочки отвечают за восприятие яркости/контраста. Наибольшая плотность палочек — примерно по-середине между центральной ямкой и краем сетчатки.
Интересный факт — многие из вас замечали мерцание старых мониторов и телевизоров при взгляде на них «боковым зрением», а когда смотрите прямо, то всё отлично, было, да?)
Это происходит по причине наибольшей плотности палочек в боковой части сетчатки. Чёткость зрения там паршивая, зато чувствительность к изменению яркости — самая высокая.
Как раз эта особенность и помогала нашим предкам быстро реагировать на самые мелкие движения на периферии зрения, чтобы тигры не пооткусывали им задницы)
Итак, что мы имеем — сетчатка содержит суммарно около 130 Мп. Ура, вот и ответ!
Нет… это только начало и цифра далека от верного значения.
Вернёмся снова к центральной ямке fovea.
Колбочки в самой центральной части ямки «umbo» имеют каждая свой аксон (нервное волокно).
Т.е. эти рецепторы, можно сказать, самые приоритетные — сигнал от них почти напрямую поступает в зрительную кору мозга.
Колбочки, расположенные дальше от центра, уже собираются в группы по несколько штук — они называются «рецептивные поля».
Например, 5 колбочек соединяются с одним аксоном, и дальше сигнал идёт по зрительному нерву в кору.
На этой схеме как раз показан случай такой группировки нескольких колбочек в рецептивное поле.
Палочки, в свою очередь, собираются в группы по несколько тысяч — для них важна не резкость картинки, а яркость.
Итак, промежуточный вывод:
130 миллионов рецепторов превращаются за счёт группировки в 1 миллион нервных волокон (аксонов).
Да, всего один миллион!
В фотиках матрицы по 100500 мегапикселей, а наши глаза всё равно субъективно круче!
Сейчас и до этого доберёмся)
Значит, 130 Мп превратились в 1 Мп, и мы каждый день смотрим на мир вокруг… хорошая графика, не так ли?)
Есть пара инструментов, помогающих нам видеть мир вокруг почти постоянно почти чётким:
1.Наши глаза совершают микро- и макросаккады — что-то типа постоянных перемещений взгляда.
Макросаккады — произвольные движения глаз, когда человек рассматривает что-то. В это время происходит «буферизация» или слияние соседних изображений, поэтому мир вокруг нам кажется чётким.
Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие (несколько угловых минут) движения.
Они необходимы для того, чтобы рецепторы сетчатки банально успевали насинтезировать новых зрительных пигментов — иначе поле зрения просто будет серым.
Начну с примера — когда мы читаем что-то с монитора и постепенно крутим колёсико мышки для перемещения текста, то текст не смазывается… хотя должен) Это очень занятная фишка — здесь в работу подключается зрительная кора.
Она постоянно держит в буфере картинку и при резком смещении объекта/текста перед зрителем быстро смещает эту картинку и накладывает на реальное изображение.
А как же она знает, куда смещать?
Очень просто — Ваше движение пальцем по колёсику уже изучено моторной корой до миллиметров… Зрительная и моторная области работают синхронно, поэтому Вы не видите смаза.
А вот когда кто-то другой крутанёт колёсико. )
Зрительный нерв
1 Мп (от 770 тысяч до 1,6 млн пикселей — кому как повезло), дальше нервы с левого и правого глаз пересекаются в оптической хиазме — это видно на первой картинке — происходит смешение аксонов примерно по 53% с каждого глаза.
В таламусе происходит, можно сказать, первичная «ретушь» картинки — повышается контраст.
Далее сигнал из таламуса поступает в зрительную кору.
И здесь происходит невероятное количество процессов, вот основные:
В этом и заключается суть феноменологии зрения — у вас ОДНА зрительная система. Вы не можете посмотреть на свою же картинку со стороны.
Если бы человек обладал двумя зрительными системами и по желанию мог переключиться с системы 1 на систему 2 и оценить как работает первая система — тогда да, ситуация была бы печальная 🙂
Но имея одну зрительную систему ВЫ сами и являетесь этой картинкой, которую видите!
Зрительная кора сама осознаёт процесс зрения. Перечитайте это несколько раз.
При травме первичной зрительной коры человек не понимает, что он слеп — это называется анозогнозия, т.е. картинку он совершенно не видит, но при этом может нормально ходить по коридору с препятствиями(первая ссылка в списке).
Здесь я сделаю небольшое отступление и дам краткое пояснение, почему же свет, проходя через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и все слои нейронов сетчатки не искажается так сильно, как мы предполагаем. Если сравнивать чистоту и степень аберраций, то нашему глазу далеко до хорошей оптики в современной фото-видео технике.
Всё дело в рецептивных полях — РП (имеются ввиду поля в сетчатке, ЛКТ и отделе коры V1). Одна из задач РП — увеличение микро-контраста изображения. Сетчатка получает слегка размытую картинку, а после этого в процессе нескольких этапов повышения контраста мы видим вполне детализированное изображение. Сама суть увеличения контраста состоит в сужении градиентов, как на примере ниже: 
Завершая эту, надеюсь, краткую и понятную статью, хочу напомнить — мы все имеем картинку в
1 Мп… живите с этим 🙂
Литература:
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»
UPD: поступило заметное количество комментариев/вопросов про цветоощущение. Если эта тема интересна — напишите тег #цветоощущение — займусь созданием статьи.
UPD:UPD: Статья про цвет