9大眼睛構造懶人包 | 功能 |
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眼睛介紹：人體攝像機
眼睛(Eye)，能夠讓我們看見外面世界的人體器官。
也是人體器官中，唯一裸露在外的器官。
就像攝像機一樣，補捉眼前世界的可見光，提供精細的視覺影像。
大腦因為沒有感官能力，所以需要眼睛負責視覺。
兩者間具有視神經，負責將視覺訊號傳遞大腦整合。
人類一出生有兩隻眼睛。
兩隻眼睛能提供兩眼融像、立體視覺的能力。
前者，將兩眼影像融為一體，視覺上比單眼看得更清楚。
後者，能提供深度知覺和 3D 視覺。
這些能力讓我們擁有看見身處的世界容貌。
眼睛的視覺原理
眼睛產生視覺，需要三種關鍵：「屈光力」、「視神經」、「大腦枕葉」。
屈光力代表光線的路徑改變的能力。
正常眼睛的屈光力共57~60D，並會形成一個焦點，並落在視網膜上。
反之，若沒有聚焦在視網膜上，會導致視覺模糊的現象。
幸運地是，這是能依靠光學處方來矯正，比如眼鏡、隱形眼鏡、散瞳劑、角膜塑型片、雷射手術等。
視神經代表視覺訊號運送的能力。
它就像傳輸眼睛訊號的數據線，連接到大腦區域。
一旦神經受損，視力也可能受損，且無法修復的可能性高。
即使屈光力、大腦狀態良好，神經一受損，修復機會不高。
大腦枕葉表示視覺處理中心。
因為光學原理中，眼睛形成的影像是「顛倒的」。
需要大腦枕葉協助，才能將影像還原「正立」。
該區域極為重要，一旦受損，基本會判定盲者。
即使前兩者狀態良好，受損情況下，視覺資訊無法處理，最後什麼都看不到。
因此這三者，對於視覺都起到關鍵作用。
缺少任一個，都有可能導致視覺模糊，甚至視覺受損。
角膜(Cornea)：靈魂之窗的對外窗口
角膜(Cornea)是透明結構的眼睛組織。
本身富含神經末梢、沒有血管、沒有色素細胞。因有數以萬計的神經末梢，也稱為「比皮膚還敏感300倍的眼睛構造」。
雖然名稱「角膜」，但實際上外表毫無稜角，呈現微突出的圓盤狀。
外觀上，一般肉眼難以辨別，要靠近觀察或儀器檢測才能辨別。
表面上觀測，約7.8mm的球型組織，占眼球的表面積的六分之一，其餘則是鞏膜。
角膜屬於光學系統的成員，是眼睛第一個生理鏡頭。
提供約42D~43D的屈光力，占比整體的三分之二。
角膜能保持透明狀態，歸功於細胞的排列結構，
本身有5層結構，每分層結構不一樣，但排列有序，毫無雜亂。
由外到內，分為上皮層、胞曼氏膜、基質層、德斯密氏膜、內皮層。
此外，角膜表面被淚膜覆蓋，能維持表面濕潤、對外保護、維持生理光學品質等效果。
角膜本身對外有保護效果，如抵禦細菌、紫外線等功能。
對內則利用「透明特性」，提供屈光力，讓光線順利進入到眼睛內部。
鞏膜(Sclera)：裸露器官的白色城牆
鞏膜又稱為眼白，擁有白色陶瓷般的表面外觀，占了眼球外表面六分之五的面積。
相比角膜，鞏膜屬於親水性的不規則眼睛組織。
鞏膜本身並沒有血管、色素細胞。
而眼白有血絲，主因是鞏膜表面有結膜組織，血絲是結膜的一部份。
因此，眼球表面的微血管與鞏膜組織無關。
而鞏膜顏色呈現陶瓷白，主因是細胞的不規則排列引起。
細胞排列占了重要一環，角膜排列有序，變成透明構造；而鞏膜排列不規律，變成陶瓷白的外觀。
鞏膜的功效，主要是保護的功能，避免外來病菌、灰塵等入侵眼睛內。
鞏膜厚度並非一致，在肌肉附著處最薄、視神經周圍最厚，做到「重點保護」的功效。
此外，鞏膜有好幾個孔洞，提供視神經、血管運輸，順利把養分、視覺資訊傳遞到眼睛內部。
水晶體(Lens)：眼睛裡的光學生理鏡頭
水晶體是眼睛內部的透明蛋白組織，外觀像橄欖球的橢圓形狀。
本身有15~17D的屈光力，占眼球屈光力的三分之一，與角膜形成生理光學鏡頭。
主要負責近距離的清晰度調整，根據觀看的距離，水晶體的厚度會進行調整。
距離愈近、水晶體愈厚。
另外，與角膜一樣，能抵禦紫外線。若吸收過量，可能會提早誘發白內障。
水晶體本身沒有血管、神經，養分依靠房水供給。
整體水晶體的細胞排列有序，與角膜並稱眼球兩大屈光透明構造。
睫狀體(Ciliary Body)：對焦清晰的關鍵肌肉
睫狀體是位於眼睛裡面的肌肉組織，負責眼睛的調節力、分泌房水的功能。
前者，能依照各種距離，控制水晶體的厚度，使看近清楚。
後者，睫狀體的上皮組織能分泌房水，提供養分與眼內壓。
本身從後方觀察，發現睫狀肌像甜甜圈的環狀，又稱為睫狀環。
該肌肉組織，依靠收縮、鬆弛來控制懸韌帶、操控水晶體厚度。
年輕時，睫狀體、懸韌帶、水晶體都富有彈性，所以不論在多近的距離，都能快速切換。
40歲後是分水嶺，由於睫狀體老化、彈性疲乏的因素，看近時無法做到馬上切換厚度，導致看近模糊，這就是老花眼。
老花眼不會變好，年紀愈大，情況愈嚴重。若不矯正，看近時只會愈來愈模糊。
虹膜(Iris)：控制光線進入的眼眸色彩
正面看眼睛的「顏色」區塊，就是虹膜。
能依照光線強度、觀看遠近距離，調整瞳孔大小。
位於角膜與水晶體之間，以虹膜為界，分為前房、後房區，兩者區域充滿房水。
本身具有許多皺褶，呈現不規則排列，適合成為個人身分辨識的組織之一。
而虹膜有顏色，主因是色素細胞。
色素細胞的種類與含量，決定了虹膜是什麼顏色。
每個人種的虹膜顏色，也會依照基因的不同而有多種顏色。
以華人、歐美人舉例。
前者的虹膜顏色以深棕色為主；後者則淺色為主。
然而，虹膜主要以神經、光線刺激下做出反應。
虹膜屬於平滑肌，需要外界「被動刺激」下，虹膜才會有所動作，肌肉無法自主控制。
舉例，在下午你面對著夕陽，大量光線湧入眼睛，會覺得刺眼，透過神經讓虹膜收縮、瞳孔變小。
反之，昏暗環境中，眼睛需要光線才能看得清楚，透過神經讓虹膜擴張、瞳孔變大。
玻璃體(Vitreous Humor)：眼睛構造的外力阻尼器
玻璃體是眼球中最大的組織，占比體積的80%，位置於水晶體與視網膜之間。
雖說是玻璃體，但本身並沒有玻璃，是一種半固態的凝膠狀組織。
本身是透明的，當光線穿透角膜、水晶體後，才會進入玻璃體內，最後聚焦在視網膜上。
玻璃體也是養分交換的場所，成分大部分皆為水分，其餘則是20種養分物質。
玻璃體能維持眼球的形狀。
它支撐了視網膜、脈絡膜、鞏膜、水晶體等其他器官。
也就是說，如果沒有玻璃體，整個眼球可能會塌陷。
尤其是視網膜，兩者是緊密連接，其中一方出事會牽連到另一方。
玻璃體具有緩衝效果，若眼睛受到外力，能夠減緩內部衝擊。
就像台北101大樓的阻尼器一樣。
有了玻璃體，就像有「制震儀」，減少對其他眼睛構造的外力，使晃動輕微。
脈絡膜(Choroid)：眼睛末梢血管的養分後勤站
脈絡膜是位於鞏膜、視網膜之間的眼睛構造。
具有複雜的末梢血管網路，負責供應養分交換的重要場所。
血管的來源自「眼動脈」、「睫狀動脈」；回收血液則是「渦靜脈」。
更加仔細地說明，與脈絡膜有關的血管，還可以分為以下五種：
- 後睫狀短動脈
- 後睫狀長動脈
- 前睫狀動脈
- 渦靜脈
- 前睫狀靜脈。
供應視網膜三分之二的養分。
其他能供應虹膜、睫狀體、脈絡膜前部、視神經盤等組織的養分。
此外，脈絡膜還能提供神經傳遞，負責眼睛生理訊息的傳送功能。
比如瞳孔縮放功能、睫狀體的肌肉收縮、角膜的感應等。
神經主要是「後睫狀長神經」、「後睫狀短神經」負責。
脈絡膜也擁有溫度調節的能力，透過本身的豐富微血管網路協助。
當你進入陽光中，脈絡膜透過加速血液循環，提供散熱。
讓眼內的溫度與體溫盡量一致，保護內部造成熱損傷。
視網膜(Retina)：視覺核心的感光元件
視網膜，是對視力做出關鍵作用的構造。
它就像是錄影機的感光元件，將光轉化成視覺訊號，傳遞給視神經。
而視網膜表層有兩個構造：黃斑部、視神經盤。
前者，當光線聚焦後，位置落在黃斑部上，處理視覺品質、敏銳度、中央視野等。
後者，本身沒有錐、桿細胞，所以無法處理視覺，是生理性盲點。
本身是個非常薄的眼球組織，厚度如同一張白紙。
而裡面的高達十層的生理結構，裡面有眾多的細胞，專業分工。
其中包含以下細胞：
- 錐細胞：負責精細、色彩視覺。
- 桿細胞：負責粗略、黑白視覺、對光線敏感。
- 雙極細胞：接受錐、桿細胞傳輸的信息、再傳遞給神經節細胞。
- 水平細胞：調控雙極細胞的電生理運作。
- 穆勒細胞：負責支撐視網膜分層，視網膜中最大的細胞。
- 無軸突細胞：收集、解析雙極細胞的信息處理。
- 神經節細胞：將訊息傳遞到視丘的外側膝狀體、再傳到大腦。
- 視網膜色素上皮細胞：負責用主動運輸給予感光細胞養分。
視神經(Optic Nerve)：視覺資訊的高速公路
視神經是負責將視覺訊息傳遞到大腦的中樞神經。
當視網膜將光轉化成視覺訊息，起初光學影像呈現「顛倒」狀態。
透過視神經將訊息傳遞大腦後，影像才會「正立」狀態。
視覺訊息僅能依靠視神經傳遞，若一旦受損，可能不只造成視力下降，甚至視野受損。
因此，視神經不間斷地傳遞訊息給大腦整合，並「播放影像」，是視覺訊息的「專屬高速公路」。
視神經本身是長條型的中樞神經，呈現稍微彎曲的S狀。
全長約41~50mm，兩眼視神經會連接，形成「視交叉」，也是產生雙眼視覺的關鍵。
眼球構造三大分層
眼睛共分為三層：纖維層、血管層、神經層。
纖維層
構造有角膜、鞏膜，位於最外層。
負責保護眼球、抵禦外來物的重要防線。
同時，也是光線進入眼睛內的「第一道關卡」。
表層80%以鞏膜為主，20%則是角膜。
當光線進入眼睛，角膜的光學性在此嶄露頭角。
本身就像天然的隱形眼鏡，有42D的屈光力，改變光的路徑。
一旦角膜失去了「透明性」，會影響到光線方向，造成視覺模糊。
兩者各司其職，角膜負責視覺光學，鞏膜負責保護、支撐眼睛。
纖維層屬於眼睛的第一道防線。
血管層
構造有脈絡膜、睫狀體、虹膜。
此層有許多的微血管，稱血管層。
眼睛的血管屬於末梢血管，代表該層是養分交換的場所。
在該層中，富含許多的黑色素細胞，使在解剖時可見深色物質，因此也稱為葡萄膜層。
此層眼睛構造占比最多的是脈絡膜，主要負責眼睛的後半段。
而睫狀體、虹膜，負責眼前段。
血管層的血管來源自「眼動脈」、回收血液則是「渦靜脈」。
眼動脈會分支成多條血管，錯綜複雜。
這些血管在眼睛構造中不只相互合作，還會相互結合，形成一個系統。
比如以下動脈系統：
- Zinn-Haller氏動脈環：視神經盤
- 虹膜大動脈環：虹膜、睫狀體、脈絡膜前面
此層的眼睛構造不只有自己擅長的專業，同時擁有共用血管負責養分供給。
血管層屬於眼睛的第二層，是養分的後勤中心。
神經層
構造只有一種眼睛構造：視網膜。
也是眼睛分層中最重要的一層，負責光線轉化視覺資訊的任務。
當光線進入眼睛後，形成焦點在視網膜上。
視網膜的感光細胞(錐細胞、桿細胞)，把光的成像變成生理電能。
可是，根據光學原理，形成影像會「顛倒過來」，必須再影像「加工」。
那些「顛倒影像」透過視神經送到大腦枕葉，才會是「正常的影像」。
視網膜本身厚度如同一張白紙，容易受到拉扯撕破。
最常見的例子：高度近視。
500度以上的近視，眼軸通常比一般人長。
發生高度近視，除了焦點位置改變外，也會影響到視網膜。
長期受到拉力，會造成神經層慢性損傷，拉扯下來，可能導致失明風險。
眼球光學系統：光線進入眼睛順序
光進入眼睛時，會經過以下構造：角膜、水晶體、玻璃體、視網膜。
其中，角膜與水晶體各別有43D、15D，占比眼睛九成的屈光力。
兩者間有一層虹膜，能篩選光線，只有穿透瞳孔的光線能進入後面。
經過折射後，最後光線形成焦點，並位於視網膜的黃斑部上。
這便是眼睛的光學原理。
我們發現，眼睛與攝像機無異。
眼睛構造 | 攝像機構造 |
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角膜 | 光學鏡頭 |
虹膜 | 光圈 |
水晶體 | 光學鏡頭+對焦裝置 |
視網膜 | 感光元件 |
神經 | 影像運輸線 |
大腦 | 顯示螢幕 |
一旦眼睛出現問題，都有可能影響視覺品質。
最常見的例子：
由此證明，眼睛是精細的光學構造，若無法順利在視網膜上對焦，可能會影響視覺品質。
眼睛構造常見問題
Q：眼睛構造有哪些？
A：一共有9種：角膜、鞏膜、虹膜、水晶體、睫狀體、玻璃體、脈絡膜、視網膜、視神經。
Q：哪些眼睛構造會影響眼睛的屈光力。
A：共有兩種構造：角膜約42~43D；水晶體有約15D。
Q：光線進入眼睛時，會通過哪些構造？
A：光線會依序通過角膜、瞳孔、水晶體、玻璃體、視網膜上。
Q：虹膜的生理功能為何？
A：控制光線進入眼睛內部的多寡，形成針孔效應。
Q：造成老花眼是哪些眼睛構造導致？
A：主要是睫狀體、水晶體的影響。
年過40歲，肌肉無法快速切換，無法馬上控制水晶體的厚度。
水晶體也會逐漸硬化，看遠無法清晰。
年紀愈大，老花眼程度愈明顯。
Q：哪種眼睛構造具有錯綜複雜的末梢血管網？
A：脈絡膜。
Q：玻璃體對視網膜的重要性？
A：兩者緊密貼合，玻璃體能保護視網膜，減少外力衝擊而破損。
Q：視網膜對視力的重要性？
A：視網膜有感光細胞，尤其在黃斑部，能將光能轉化成生理電能，將電能運送到視神經。
Q：視神經的主要功能？
A：將視網膜的生理電能運送到大腦枕葉(視覺處理中心)處理。
結論
眼睛構造實踐專業分工，每個組織做到缺一不可的特性。
- 表層：做到保護、光線進入的功能。
- 中間層：負責血液供給、光線調控、對焦功能。
- 最內層：處理最複雜的光線轉換電生理訊號的功效。
因大腦沒有感官，必須依賴其他器官來傳遞訊息。
眼睛對於人體來說，是個獨特的器官。本身不只是裸露在外面，也負責五感中最重要的視覺系統。
參考資料
- 大學視光學系的眼睛解剖與生理學講義、共筆筆記
- 摩登出版社-眼球解剖生理學(已絕版)
- 台灣愛思唯爾出版-視覺系統的臨床解剖生理學
- 美國眼科醫學會(American Academy of Ophthalmology)
- Cleveland Clinic：Eye
- One Right Eye
- Eyes Player 眼睛玩家：屈光不正
- Youtube：腦洞大開 世界上最罕見的眼睛顏色！
- Youtube：亮生活 眼睛裡面是什麼樣的呢
