ساختار چشم به چه شکل است و چطور عمل می‌کند؟
اگر بخواهیم در ابتدا تعریفی کوتاه از عملکرد چشم انسان داشته باشیم می‌توانیم بگوییم که چشم‌ها با همکاری مغز کاری می‌کنند تا ما اندازه، شکل، رنگ و بافت یک شی‌ء را تشخیص دهیم. آن‌ها به ما اجازه می‌دهند تا از فاصله آن شی‌ء نسبت به خودمان مطلع شویم. همچنین به ما می‌گویند آن جسم بی حرکت است یا در حال نزدیک شدن به ماست و با چه سرعتی حرکت می‌کند.
ما تنها بخشی از چشم را می‌توانیم ببینیم. اما در واقع تمام چشم ساختمانی گرد دارد که کره چشم (eyeball) نامیده می‌شود و تقریبا به اندازه یک توپ پینگ پونگ است.
چشم انسان یک عضو بسیار حساس و ظریف است. به همین خاطر بدن به چند طریق از آن محافظت می‌کند. کره چشم داخل کاسه یا حدقه چشم (eye socket) در جمجمه با استخوان احاطه شده است. بخش قابل مشاهده چشم توسط پلک‌ها و مژه‌ها محافظت می‌شود تا از ورود آلودگی، گرد و غبار و برخورد نور شدید به چشم جلوگیری شود.
چشم‌ها همچنین توسط اشک نیز محافظت می‌شوند. اشک چشم‌ها را مرطوب می‌کند و آن‌ها را از گرد و غبار و سایر آلودگی‌ها که از سد دفاعی مژه و پلک‌ها عبور کرده‌اند تمیز می‌کند. اشک از بروز عفونت نیز جلوگیری می‌کند.
با هر بار پلک زدن، پلک‌های ما یک لایه مخاط، روغن و اشک روی قرنیه پخش می‌کنند که قسمت جلوی چشم را می‌پوشاند. غدد اشکی در گوشه خارجی بالای کاسه چشم انسان قرار دارند که اشک تولید می‌کنند. پس از مرطوب شدن چشم، اشک به کانال‌هایی در پلک‌ها سرازیر می‌شود. این کانال‌ها به داخل کیسه اشکی که در گوشه داخلی پایین کاسه چشم قرار دارند تخلیه می‌شوند. در نهایت اشک از طریق مجرایی که به بینی راه دارد خارج می‌شود.
برای دیدن، چشم باید حرکت کند. شش عضله، اطراف کره چشم را احاطه کرده‌اند که عضلات خارجی چشم نام دارند و وظیفه آن‌ها حرکت دادن چشم در جهات مختلف است. عضلات هر چشم معمولا همزمان با هم حرکت می‌کنند که باعث می‌شود چشم‌ها در یک راستا قرار بگیرند.
ما چطور می‌بینیم؟
دیواره کره چشم از سه لایه تشکیل شده است:
صلبیه (sclera): لایه‌‌ای خارجی با بافتی محکم و سفیدرنگ است که کره چشم را احاطه کرده است. البته در قسمت قرنیه (cornea) کمی برآمده، نازک و شفاف‌تر می‌شود تا نور به آسانی از آن عبور کند. در واقع آنچه که به عنوان سفیدی چشم می‌بینیم صلبیه نام دارد. روی صلبیه پوششی به نام ملتحمه (conjunctiva) قرار دارد. ملتحمه یک لایه پوستی شفاف است که از خشکی چشم محافظت می‌کند.
مشیمیه (choroid): لایه میانی شامل رگ‌های خونی است که اکسیژن و مواد مغذی را به قسمت‌های داخلی چشم می‌رساند.
شبکیه (retina): داخلی‌ترین لایه است که سطح داخلی کره چشم انسان را می‌پوشاند. شبکیه یک لایه نرم و حساس به نور است که از سلول‌های عصبی تشکیل شده است. عصب بینایی سیگنال‌هایی را از شبکیه به مغز منتقل می‌کند که آن‌ها را به تصاویر دیداری تفسیر می‌کند.
فضای میانی کره چشم با ماده‌ای شفاف و ژله‌ای به نام زجاجیه (humor vitreous) پر شده است. این ماده به نور اجازه می‌دهد تا به شبکیه منتقل شود. همچنین به چشم کمک می‌کند تا شکل گرد خود را حفظ کند.
بینایی فرآیندی است که در آن تصاویر گرفته شده به وسیله چشم توسط مغز تفسیر می‌شوند و قسمت قابل مشاهده چشم انسان جایی است که این فرآیند از آن آغاز می‌شود. در سطح جلوی چشم پوششی دایره‌ای شکل قرار دارد که قرنیه نام دارد. قرنیه قابل مشاهده نیست و در واقع مانند یک پنجره شفاف است که نور را به داخل چشم متمرکز می‌کند.
پشت قرنیه مایعی آبکی به نام زلالیه (aqueous humor) وجود دارد. قرنیه و زلالیه مانند یک عدسی عمل می‌کنند که نور را در مسیر خود شکسته و متمرکز می‌کند. اینجاست که بیشتر کارهای تمرکز چشم انجام می‌شود. زلالیه همچنین وظیفه رساندن مواد مغذی و اکسیژن را به سایر بافت‌های چشم به عهده دارد.
غشای دایره‌ای و رنگی که ما در چشم‌ها می‌بینیم عنبیه (iris) نام دارد. عنبیه دقیقا پشت قرنیه قرار دارد که میزان نور وارد شده به چشم از طریق مردمک (pupil) را کنترل می‌کند. مردمک همان سوراخ وسط عنبیه است که مانند یک دایره سیاه کوچک به نظر می‌رسد.
مانند دیافراگم دوربین که میزان نور وارد شده را کنترل می‌کند، عنبیه نیز تنگ و گشاد می‌شود و با تغییر اندازه مردمک، میزان نور وارد شده به چشم انسان را کنترل می‌کند. مردمک در صورت نیاز به نور بیشتر، بزرگ و در صورت وجود نور زیاد کوچک‌تر می‌شود.
عدسی چشم (lens) دقیقا پشت عنبیه قرار دارد. درست همانند لنزهای دوربین، عدسی‌های چشم نیز نور را برای ایجاد تصاویر واضح و شفاف متمرکز می‌کنند. نوری که از طریق قرنیه و زلالیه متمرکز شده است به عدسی برخورد کرده و توسط آن بیشتر متمرکز می‌شود. عدسی در نهایت اشعه‌های نور را از طریق زجاجیه به شبکیه می‌فرستد.
برای تمرکز بر روی اشیا در فواصل مختلف، عدسی باید تغییر شکل دهد. جسم مژگانی (ciliary body) شامل ساختار عضلانی چشم است که باعث تغییر شکل عدسی می‌شود. در افرادی که بینایی طبیعی و نرمال دارند، جسم مژگانی آنقدر عدسی را مسطح می‌کند تا بتواند بر روی اجسامی که در فاصله ۲۰ فوت یا بیشتر هستند متمرکز شود.
برای دیدن اجسام نزدیک‌تر این عضله منقبض می‌شود تا عدسی را قطورتر کند. کودکان خردسال قادرند اجسام را از فاصله بسیار نزدیک ببینند. اما بسیاری از افراد بالای ۴۵ سال لازم است اجسام را دور نگه دارند تا بتوانند واضح ببینند که با عنوان پیرچشمی شناخته می‌شود و به این خاطر اتفاق می‌افتد که با افزایش سن از حالت کشسانی عدسی کاسته می‌شود.
شبکیه (لایه نرم و حساس به نور که در پشت دیواره کره چشم قرار دارد) از میلیون‌ها گیرنده نوری به نام سلول‌های استوانه‌ای (rods) و سلول‌های مخروطی (cones) تشکیل شده است. سلول‌های استوانه‌ای نسبت به سلول‌های مخروطی به نور حساس‌تر هستند. هر چشم حدود ۱۲۰ میلیون سلول استوانه‌ای دارد که به ما کمک می‌کنند تا در نور کم قادر به دیدن باشیم و سایه‌ها را تشخیص دهیم. اما آن‌ها نمی‌توانند رنگ‌ها را تشخیص دهند. در مقابل ۶ میلیون سلول مخروطی در هر چشم وجود دارد که به ما امکان دیدن در نور زیاد را می‌دهند و همچنین باعث می‌شوند تا رنگ و جزئیات را نیز تشخیص دهیم.
لکه زرد یا ماکولا (macula) ناحیه‌ای کوچک و خاص در شبکیه است که بیشترین حساسیت به نور را دارد و به چشم‌ها کمک می‌کند تا هنگام مشاهده مستقیم به یک شی‌ء جزئیات ریز آن را نیز ببینند. این بخش شامل بیشترین مقدار سلول‌های مخروطی و تعداد کمی سلول استوانه‌ای است.
هنگامی که نور متمرکز شده به سمت شبکیه تابانده می‌شود، سلول‌های استوانه‌ای و مخروطی را تحریک می‌کند. سپس شبکیه سیگنال‌های عصبی که از پشت چشم ارسال شده‌اند را به عصب بینایی ارسال می‌کند. عصب بینایی این سیگنال‌ها را به مغز منتقل می‌کند و مغز آن‌ها را به عنوان تصاویر دیداری تفسیر می‌کند. آن قسمت از مغز که سیگنال‌های ورودی و پیام‌هایی را که چشم می‌فرستد را پردازش و تفسیر می‌کند، قشر بینایی (visual cortex) نام دارد.
عدسی چشم انسان نیز مانند دوربین، الگوهای نوری را وارونه منتقل می‌کند. اما مغز می‌داند که تکانه‌‌های دریافتی از قسمت فوقانی شبکیه در حقیقت از قسمت تحتانی جسمی است که می‌بینیم و برعکس.
بیشتر افراد برای دیدن یک شی‌ء از هر دو چشم استفاده می‌کنند. در این نوع بینایی که دید دو چشمی (binocular vision) نامیده می‌شود، تصاویر در شبکیه هر چشم ایجاد می‌شود. البته این تصاویر کمی متفاوت هستند. زیرا شی‌ء از زوایای کمی متفاوت مشاهده می‌شود. سیگنال‌های عصبی نشان‌دهنده هر تصویر به مغز یعنی جایی که آن‌ها به عنوان دو نما از یک شی‌ء تفسیر می‌شوند، ارسال می‌شوند.
برخی از رشته‌های عصبی از هر دو چشم عبور می‌کنند، بنابراین هر طرف از مغز قادر است پیام‌هایی را از هر دو چشم دریافت کند. به واسطه تجربه، مغز یاد می‌گیرد که فاصله یک جسم را با توجه به میزان تفاوت در تصاویری که از هر دو چشم دریافت می‌کند، قضاوت کند. این توانایی در تشخیص فاصله، ادراک عمق (depth perception) نامیده می‌شود.
چه عواملی باعث مشکلات بینایی می‌شوند؟
بینایی یک فرآیند پیچیده و دقیق است. تمام قسمت‌های چشم و مغز باید با هم کار کنند تا یک فرد بتواند به درستی ببیند. از آن جا که ساختار چشم انسان بسیار پیچیده است، بسیاری از فرآیندها ممکن است اشتباه انجام شوند. برخی از رایج‌ترین مشکلات چشم، عیوب انکساری (refractive errors) هستند. پزشکان معمولا این مشکلات را در تست‌های بینایی بررسی می‌کنند. انکسار به معنای شکستن پرتوهای نور به منظور متمرکز کردن نور منعکس شده از تصویر است. عیوب انکساری مشکلاتی در تمرکز چشم هستند. به این معنی که شکل قرنیه‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کنند که نمی‌توانند نور را به درستی متمرکز کنند. در نتیجه فرد تار می‌بیند.
عیوب انکساری عبارتند از:
آستیگماتیسم (Astigmatism)
آستیگماتیسم یک پدیده رایج است و زمانی رخ می‌دهد که شکل قرنیه تغییر کند و از حالت نرمال خارج شود. این امر باعث تار یا ناهموار شدن دید چشم می‌شود. استفاده از لنز یا عینک معمولاً می‌تواند بینایی را در افراد مبتلا به آستیگماتیسم اصلاح کند.
میوپیا (Myopia)
میوپیا یا نزدیک‌بینی یکی از شایع‌ترین مشکلات بینایی است و زمانی اتفاق می‌افتد که تصویر یک شی‌ء به جای این که مستقیما روی شبکیه متمرکز شود، در جلوی آن متمرکز می‌شود. اکثر افرادی که این مشکل را دارند در دیدن اجسام نزدیک مشکلی ندارند اما نمی‌توانند اجسامی که در فواصل خیلی دور قرار دارند را ببینند و برای واضح دیدن نیاز دارند تا آن‌ها را به چشم خود نزدیک کنند. این وضعیت طی دوران کودکی و نوجوانی تا حدودی بدتر می‌شود، اما در بزرگسالی تثبیت می‌گردد.
افرادی که این مشکل را دارند ممکن است برای اصلاح بینایی خود نیاز به استفاده از عینک یا لنز داشته باشند. گاهی اوقات از طریق جراحی لیزر و تغییر شکل قرنیه نیز می‌توان بینایی را به طور دائم اصلاح کرد. البته از جراحی لیزر برای نوجوانان استفاده نمی‌شود زیرا ممکن است چشم هنوز در حال رشد باشد و عیوب انکساری تغییر کنند.
هایپروپیا (Hyperopia)
هایپروپیا یا دوربینی، هنگامی اتفاق می‌افتد که تصویر ورودی، به جای متمرکز شدن بر روی شبکیه، در پشت آن متمرکز شود. این امر باعث می‌شود تا دیدن اشیا نزدیک برای فرد دشوار باشد. در عوض اشیا دورتر را با سهولت بیشتری می‌بیند. بسیاری از کودکان دارای مشکل دوربینی هستند، اما به دلیل توانایی که چشم انسان در متمرکز کردن نور دارد، برای اصلاح این مشکل ممکن است به عینک نیاز نداشته باشند. اما در صورت لزوم استفاده از عینک یا لنز می‌تواند این مشکل را در کودکان و نوجوانان برطرف کند. بیشتر بزرگسالان با افزایش به نوعی دوربینی به نام پیرچشمی (presbyopia) مبتلا می‌شوند که یک پدیده طبیعی در افراد مسن محسوب می‌شود.
توصیه نهایی
از آن جا که چشم‌ها از جمله اعضای حساس بدن ما هستند، مهم است که به درستی از آن‌ها محافظت کنیم. معاینات منظم، خواب کافی و استراحت دادن به چشم‌ها باعث می‌شوند تا سلامت آن‌ها حفظ شده و از بیماری‌های چشمی پیشگیری شود.