Sinh lý học thị giác (mắt)

Các bộ phận bảo vệ mắt

Lông mày và lông mi: là những bộ phận không cho mồ hôi và bụi rơi vào mắt.

Mi mắt: mi trên do cơ kéo mi trên hoạt động nhằm bảo vệ mắt, trong khi ngủ, nhắm mắt là một phản xạ bảo vệ không cho ánh sáng vào mắt, giảm bớt nguồn kích thích bên ngoài, đồng thời không cho bụi hoặc dị vật rơi vào mắt. Khi thức người ta chớp mắt liên tục vì cơ kéo mi trên không thể co suốt ngày được.Như vậy, chớp mắt có tác dụng nghỉ ngơi và còn có tác dụng làm cho nước mắt dàn đều, làm cho mắt lúc nào cũng ướt, động tác chớp mắt còn có tác dụng đẩy ghèn ra ngoài.

Người mắc bệnh nhược cơ (myasthenie) thì mí mắt hay sụp xuống. Làm nghiệm pháp Jolly: chớp mắt liên tục 15 lần thì không mở mắt được nữa. Nhưng sau khi tiêm physostigmin thì tươi tỉnh như thường.

Tuyến lệ: có nhiệm vụ tiết nước mắt thường xuyên để bảo vệ giáp mạc, chỉ khi nào khóc thì nó mới tiết ra nhiều.

Ống lệ tị là ống dẫn nước mắt từ tuyến lệ ở khoé mắt xuống mũi, nước mắt sẽ dàn đều trong mũi và bốc hơi, chỉ khi khóc, nước mắt theo ống này xuống mũi nhiều nên phải sụt sịt. Trong bệnh mắt hột, ống này cũng dễ viêm tắc và nước mắt không xuống mũi được, tràn ra ngoài nên mắt lúc nào cũng kèm nhèm, cần được thông ống lệ tị và chữa viêm.

Cấu tạo của nhãn cầu

Nhãn cầu có đường kính trước sau khoảng 25 mm, đường kính trên dưới và ngang khoảng 23 mm. Phía trước là giác mạc trong suốt, tiếp theo là củng mạc màu trắng. Lớp trong củng mạc là hắc mạc.

Hắc mạc: là lớp có tế bào sắc tố, mạch máu, thể mi và mống mắt ở phần trước. Tác dụng của hắc mạc là tạo cho nhãn cầu một buồng tối và tiếp thu các tia sáng khúc xạ tản mác. Cơ thể mi và dây chằng Zinn có tác dụng làm cho thuỷ tinh thể tăng giảm độ cong, khi cơ này co làm chùng dây chằng Zinn thì thuỷ tinh thể co lại làm tăng độ cong.

Nếp gấp thể mi có tác dụng tiết dịch chứa trong tiền phòng.

Mống mắt (tròng đen) được cấu tạo bởi hai loại cơ: vòng và dọc. Cơ vòng do thần kinh phó giao cảm chi phối, cơ dọc do thần kinh giao cảm chi phối. Khi cơ vòng co lại thì đồng tử co lại (thu nhỏ), khi cơ dọc co lại thì đồng tử giãn ra. Co hay giãn đồng tử có tác dụng điều hoà lượng tia sáng vào mắt, khi ánh sáng yếu hoặc nhìn xa thì đồng tử giãn ra, ngược lại, khi ánh sáng mạnh thì nó co lại. Mống mắt có liên quan tới sự lưu thông dịch nhãn cầu qua ống Schlemm, khi rỏ atropin vào mắt thì đồng tử giãn ra và ống Schlemm bị ép lại, dịch không lưu thông được, làm tăng nhãn áp. Ngược lại các thuốc phong toả cholinesterase như physostigmin, proserin, pilocarpin làm co đồng tử và do đó làm giảm nhãn áp. Các thuốc này được dùng điều trị thiên đầu thống (glaucome: tăng nhãn áp).

Hình. Cấu tạo của mắt.

Võng mạc: là lớp tế bào thị giác nằm ở lớp trong cùng của nhãn cầu, võng mạc có nhiều lớp tế bào, trên cùng là lớp biểu mô sắc tố, lớp thứ hai là tế bào nón và gậy, tiếp theo là tế bào song cực, trong cùng là lớp tế bào đa cực, lớp này có những sợi trục họp thành thần kinh thị giác xuyên qua củng mạc ở điểm mù để vào não. Trên võng mạc có 7 triệu tế bào nón và 130 triệu tế bào gậy.

Tại điểm vàng có nhiều tế bào nón nên tiếp thu ánh sáng ban ngày tốt nhất. Càng đi ra phía trước thì càng nhiều tế bào gậy. Tác dụng của tế bào gậy là tiếp thu ánh sáng yếu ban đêm. Tại điểm mù không có tế bào thị giác, đó là nơi đi vào của thần kinh thị giác và các mạch máu vào ra. Soi đáy mắt có thể biết được tình trạng của võng mạc nói chung và điểm vàng, điểm mù, có thể phát hiện những bệnh của võng mạc như viêm võng mạc, viêm thần kinh thị giác và phù gai mắt gặp trong tiền sản giật, u não, quan sát tình trạng các mạch máu tại đây có liên quan đến bệnh của mắt và bệnh các nơi khác, bệnh toàn thân như cao huyết áp, đái đường.

Các môi trường chiết quang

Từ trước ra sau ta thấy

Giác mạc:

Là màng trong suốt, hình mặt kính đồng hồ, không có mạch máu chỉ được nuôi dưỡng bằng hình thức thẩm thấu các chất ở tiền phòng. Giác mạc bị hỏng có thể ghép thay thế giác mạc của người khác.

Thuỷ dịch ở tiền phòng:

Là một chất dịch gần giống bạch huyết, do thể mi tiết ra thường xuyên và ra khỏi nhãn cầu ở góc tiền phòng nhờ ống Schlemm vào tĩnh mạch theo máu tuần hoàn. Khi bị tắc nghẽn đường này thì sinh bệnh tăng nhãn áp.

Thuỷ tinh thể:

Được cấu tạo như một thấu kính hội tụ, mặt sau cong lồi hơn mặt trước. Bên trong là một chất lầy nhầy trong suốt, không thay đổi, nếu bị mất đi không được tái tạo. Thuỷ tinh thể được cố định bởi dây chằng Zinn, dây này có thể căng hoặc chùng do cơ thể mi điều khiển để làm tăng hoặc giảm độ hội tụ (độ cong) của thuỷ tinh thể gọi là điều tiết. Khi về già thuỷ tinh thể bị xơ cứng và giảm khả năng điều tiết, nên phải đeo kính lão, càng về sau thuỷ tinh thể bị đục có thể dẫn tới mù loà. Ngày nay, người ta có thể thay thuỷ tinh thể bằng thuỷ tinh thể nhân tạo.

Thuỷ tinh dịch (dịch kính):

Là dịch nằm trong nhãn cầu, từ sau thuỷ tinh thể cho tới võng mạc đáy mắt, chất dịch này cũng do thể mi tiết ra, qua lỗ đồng tử và ra phía sau, rồi quay lại nhờ tái hấp thu qua mạng lưới của bè củng mạc rồi đổ vào ống Schlemm như ở tiền phòng.

Đường dẫn truyền thần kinh thị giác và trung tâm thị giác

Thần kinh thị giác bắt nguồn từ các tế bào thị giác ở hai nửa của nhãn cầu rồi chui vào điểm mù và hình thành dây thần kinh thị (II), dây thị chia thành hai bó: bó phía thái dương đi vào dải thị cùng bên, bó phía mũi tréo sang phía bên kia ở tréo thị. Như vậy, mỗi dải thị được hình thành bởi hai bó thần kinh từ hai mắt và chạy vào thể gối ngoài rồi vào vùng chẩm.

Như vậy mỗi vùng chẩm của một bán cầu đại não nhận ánh sáng từ thị trường mũi phía bên kia và thị trường thái dương phía mắt bên này. Nói một cách khác, mỗi vùng chẩm nhận ánh sáng của hai nửa con mắt hợp lại. Nếu bị mù một mắt thì ánh sáng từ mắt còn lại sẽ chia thành hai nửa để đi vào cả hai vùng chẩm hai bên. Vì vây, nếu bị hỏng một mắt thì mắt còn lại vẫn nhìn thấy tất cả, nhưng hỏng một bên vùng chẩm thì chỉ nhìn thấy hai nửa của thị trường (bán manh).

Hiện tượng quang học và sự hình thành hình ảnh của vật

Mắt có thể ví là một máy quay phim (camera). So sánh nhãn cầu với máy ảnh thì chúng có cấu trúc gần như nhau.

Sự thu nhận hình ảnh: nói chung một dụng cụ quang học tốt (máy ảnh) phải qua nhiều môi trường khúc xạ và có một trục quang học đúng trung tâm, còn mắt ta không đúng trung tâm lắm. Nói một cách khác, mắt ta không tốt bằng máy ảnh, nhưng nhờ có sự điều chỉnh để có một hình ảnh tốt là nhờ hoạt động của võng mạc và trung tâm thị giác ở vùng chẩm.

Theo nguyên lý quang học thì con mắt vẫn nhận được một hình ảnh nhỏ hơn thật và đảo ngược.

Sự điều tiết

Thuỷ tinh thể được cấu tạo bởi các sợi protein trong suốt, bao bọc trong một cái vỏ chun giãn. Khi nhìn một vật ở xa 5 m trở lên đến vô cực thì mắt ở trạng thái yên tĩnh (không điều tiết) vì hình ảnh đã hội tụ rõ nét ở võng mạc. Khi nhìn một vật ở gần dưới 5 m thì hình ảnh sẽ rơi vào sau võng mạc do đó không nhìn rõ nét, nhưng người ta vẫn nhìn rõ nét là nhờ khả năng tự động điều tiết của mắt. Như vậy, điều tiết là hiện tượng làm tăng độ cong (độ hội tụ) của thuỷ tinh thể và nó hơi tiến về phía trước.

Khả năng điều tiết mạnh nhất ở trẻ em, chúng có thể nhìn một vật gần 9 cm, khả năng này ngày càng giảm khi tuổi lớn lên, ở người 60 tuổi phải nhìn với khoảng cách đến 8,3 cm (khi đọc sách) mới thấy được. Vì ở khoảng cách xa như thế thì không thể đọc được chữ nhỏ cho nên họ phải đeo kính lão (kính hội tụ). Nguyên nhân của sự giảm khả năng điều tiết là do thuỷ tinh thể ngày càng bị xơ cứng, do đó họ phải thay kính luôn. Khả năng điều tiết càng giảm thì số đi-ốp càng tăng.

Hiện tượng quang hoá trong võng mạc

Rhodopsin và tế bào gậy:

Trong tế bào gậy có một sắc tố nhạy với ánh sáng gọi là rhodopsin, ở người rhodopsin có trọng lượng phân tử 41000. Khi chiếu sáng thì rhodopsin lập tức bị biến đổi thành metarhodopsin rồi tách thành retinen và scotopsin, do đó ta có cảm giác ánh sáng. Rhodopsin có màu đỏ tía, còn retinen là andehyt của vitamin A nên được gọi là retinal. Retinen có màu vàng, nếu ánh sáng quá mạnh thì nó biến thành thì nó biến thành vit A có màu trắng. Trong tối thì retinen và scotopsin kết hợp lại thành rhodopsin (sơ đồ).

Sơ đồ: Sự hình thành và chuyển đổi rhodopsin.

Để đủ lượng rhodopsin cần thiết cần phải có một thời gian khoảng 10 phút, vì vậy khi ta đi từ chỗ sáng vào chỗ tối thì không thấy gì, một lúc sau thì các hình ảnh mới hiện dần ra. Người làm X.quang muốn ra khỏi phòng phải đeo kính đỏ hoặc thật đậm, để khi quay vào có thể làm việc ngay được.

Sau 1 giờ chiếu sáng, lượng vitamin A chỉ còn lại 20% trong võng mạc, đa số chuyển vào máu tuần hoàn và bị phân huỷ, một số ít chuyển vào tế bào biểu mô sắc tố để tích luỹ. Chính vì vậy cần phải cung cấp vitamin A liên tục và đầy đủ. Chế độ ăn thiếu vitamin A thì khả năng tiếp thu ánh sáng yếu (ban đêm) giảm đi rất rõ. Đó là cơ sở để giải thích chứng quáng gà. Một số công trình nghiên cứu khác ở Aïo (1919-1924) cho thấy rằng không những thiếu vitamin A mà thiếu những vitamin khác như nhóm B, PP cũng sinh quáng gà. Đó là những coenzyme xúc tác cho quá trình chuyển hoá retinen và vitamin A trong chu trình rhodopsin.

Rhodopsin và tế bào nón:

Sự biến đổi quang hoá học ở tế bào nón cũng gần giống tế bào gậy. Chất sắc tố nhạy cảm với ánh sáng ban ngày là iodopsin. Đó là retinen kết hợp với opsin. Opsin là một protein hơi khác với scotopsin về màu sắc. Chu trình chuyển hoá giống ở tế bào gậy. Như vậy, tế bào nón hay tế bào gậy đều cần vitamin A cả. Thiếu vitamin A thì thị lực sẽ giảm, rõ nhất là chứng quáng gà. Ngoài ra vitamin A còn có tác dụng dinh dưỡng giáp mạc, thiếu vitamin A sẽ bị khô mắt dẫn tới mù loà, đặc biệt là ở trẻ em.

Thị lực

Thị lực là khả năng nhận biết rõ của mắt khi hai điểm gần nhau (điểm sáng trên nền đen hay điểm đen trên nền trắng). Bình thường mắt có thể phân biệt ở hai điểm cách nhau 3 mm và cách xa mắt 10 m. Lúc này hình ảnh của hai điểm này ở trên điểm vàng của võng mạc, ở trên hai tế bào nón cách nhau 3mm. Như vậy, ta có một góc nhìn đó là góc tạo bởi 2 đường kéo từ hai điểm đó đến võng mạc và góc nhìn này là 1 phút. Số đo thị lực là số nghịch đảo của góc nhìn. Trong ví dụ trên, góc nhìn là 1 phút thì thị lực là 10/10 hay bằng 1.

Các phương pháp đo thị lực:

Có nhiều cách đo thị lực, nhưng phải theo một nguyên tắc chung là góc nhìn 1 phút cho thị lực 10/10, có thể dùng bảng chữ cái viết từ to đến nhỏ (của Snellen) cho những người biết chữ, dùng bảng chữ E của Armaignac hoặc bảng chữ  C của Landolt. Với trẻ em thì dùng bảng vẽ các thứ đồ chơi cũng từ to đến bé...

Chữ E hay chữ C to nhất có kích thước mỗi chiều 7,5 cm và mỗi nét chữ 1,5 cm.

Dùng bảng trên cho người thử đứng xa 50 m để đọc, nếu không đọc được thì tiến đến gần hơn, đến khi nào đọc được thì xác định khoảng cách giữa người thử và bảng thị lực:

Đó là nguyên tắc để tính, thực tế thì bảng này được viết nhỏ dần lại và để cách xa 5 m, nếu người thử đọc được hàng thứ 10 thì thị lực là 10/10. Hiện nay người ta thích dùng bảng chữ C (hay vòng Landolt vì chính xác hơn. Trong lúc đó bảng chữ E cho thị lực cao hơn bảng chữ C là 12,5%. Cho nên khi ta dùng bảng chữ E phải cho người thử đứng xa 6 m, để có kết quả giống bảng C.

Đếm ngón tay: những người thị lực giảm nhiều không dùng bảng đo thị lực được thì cho bệnh nhân đếm ngón tay ở các khoảng cách 5m, 2m, 1m. Đếm được ngón tay cách 5 m có thị lực 1/10 hay 5/50, xa 2 m là 2/50, xa 1 m là 1/50, xa 0,5m là 1/100.

Khua bàn tay: thị lực giảm nhiều hơn, không đếm được ngón tay chỉ dùng cách khua bàn tay cách 0,30m để xem người thử có thấy vật gì chuyển động hay không.

Dùng nguồn sáng: người ta có thể dùng đèn pin chiếu vào mắt để xem có còn cảm giác sáng hay mù hẳn.

Mục đích của đo thị lực:

Đó là phương pháp để tuyển chọn những người làm công việc tỉ mỉ chính xác như sửa đồng hồ, soi kính hiểm vi...tuyển phi công, thuỷ thủ, bộ đội...Những đối tượng này cần có thị lực cao, còn những người làm việc chân tay đơn thuần thì chỉ cần thị lực 5/10 là được. Ngoài mục đích trên, đo thị lực còn để chẩn đoán và theo dõi các bệnh của mắt, phát hiện nguyên nhân và thoe dõi kết quả điều trị hoặc phát hiện một số bệnh nơi khác hoặc bệnh toàn thân: đái đường cao huyết áp, tiền sản giật, u não. Những bệnh này đều có ảnh hưởng đến thị lực. Đo thị lực có khi không do yêu cầu của bệnh nhân.

Thị trường

Thị trường là một vùng không gian mắt có thể quan sát được khi mắt đứng yên nhìn vào một điểm cố định, như vậy, thị trường là một hình chóp nón, đỉnh ở võng mạc còn đáy ở vô cực. Có nhiều phương pháp đo thị trường, nhưng hay dùng phương pháp chu vi kế của Landolt và Maggiore. Dựa trên nguyên tắc là con mắt đứng yên và đưa một nguồn sáng từ các phía vào trung tâm, mỗi khi bệnh nhân tháy nguồn sáng thì đánh dấu, sau đó nối các điểm thu được lại ta có một thị trường. Mắt bình thường giới hạn phía trên là 500, phía dưới: 600, phía mũi 550, phía thái dương không bị hạn chế.

Các khuyết tật của mắt hay đường dẫn truyền có thể phản ánh trên thị trường là thị trường thu hẹp đồng tâm, thu hẹp một vùng: do tổn thương ở nhãn cầu. Bán manh là tổn thương đường dẫn truyền thần kinh thị từ mắt cho tới vỏ não, có khi bán manh chỉ 1/4 thị trường, mỗi vị trí bán manh thể hiện 1 vùng hay một nguyên nhân tương ứng.

Các khuyết tật của mắt

Hiện tượng tán quang:

Có những tia sáng không đi thẳng mà đập vào mép đồng tử rồi khúc xạ gây hiện tượng tán xạ làm cho hình ảnh không rõ nét, nhưng nhờ khả năng tạo sự tương phản. Khi vùng bị chiếu sáng mạnh thì nó ức chế vùng bên cạnh, nên các tia tản mác không có tác dụng. Nhưng dù sao cũng không ngăn được hiện tượng tán quang. Đó là hình ảnh không những được in lên vùng bị chiếu sáng mà còn lan ra vùng lân cận, làm cho người ta nhầm lẫn, nói cách khác là ta bị đánh lừa bởi những hiện tượng không có thật.

Hình: Hiện tượng tán quang.

Cận thị:

Nguyên nhân có thể bẩm sinh hoặc mắc phải. Nhãn cầu của tuổi trẻ có đường kính trước sau là 17 mm nó tăng dần lên cho đến tuổi trưởng thành (25 mm), trong lúc đó độ hội tụ của thuỷ tinh thể phải giảm dần, như thế hình ảnh sẽ hội tụ đúng võng mạc và không bị cận thị.

Ở tuổi trẻ do đọc sách nhiều nên thuỷ tinh thể phải điều tiết nhiều, gần như giữ nguyên độ hội tụ tối đa, trong lúc đó đường kính trước sau vẫn tăng lên, có nghĩa là sự giảm độ hội tụ không đồng bộ với sự tăng đường kính trước sau của nhãn cầu, đó là nguyên nhân của cận thị mắc phải.

Cận thị bẩm sinh là đường kính trước sau dài hơn bình thường, nên bị cận từ lúc mới sinh.

Để phòng cận thị mắc phải thì không nên tập trung đọc quá nhiều giờ trong ngày, mà phải để thì giờ phóng mắt ra tầm xa, làm cho thuỷ tinh thể có thể giảm bớt sự hội tụ. Người bị cận thị khi muốn nhìn xa thì phải đeo kính phân kỳ. Có thể dùng tia laser để sữa giáp mạc, chữa cận thị.

Viễn thị:

Do đường kính trước sau ngắn hơn bình thường, nên hình ảnh hội tụ sau võng mạc, phải đeo kính hội tụ.

Mắt già (lão thị):

Thường do thuỷ tinh thể bị xơ cứng hoặc to ra không điều tiết như ý muốn cho đến mức không điều tiết được nữa, họ cũng phải dùng kính hội tụ, số kính tăng lên theo tuổi lớn lên vì khả năng điều tiết càng ngày càng giảm. Cho đến một lúc nào đó thì mắt bị đục dần, khi độ đục đạt tới một mức nhất định thì tia khúc xạ sẽ hội tụ đúng võng mạc và người ta không phải đeo kính nữa. Nhưng nó không dừng lại đó, mà độ đục càng ngày càng tăng, dẫn tới loà rồi mù. Trường hợp này phải thay thuỷ tinh thể.

Loạn thị:

Mắt loạn thị là giáp mạc bị khuyết tật nên độ cong không thống nhất hoặc bề mặt giáp mạc không đồng đều, lồi lõm, làm các tia sáng không hội tụ cùng một điểm trên võng mạc nên hình ảnh bị mờ, nhoè. Có hai loại loạn thị chính:

Loạn thị đều: là do độ cong của giáp mạc ở nhiều đường tuyến không giống nhau: đường tuyến dọc cong hơn ngang, hay đường tuyến cong ngang hơn dọc, nhưng thường độ cong thay đổi từ  kinh tuyến sang vĩ tuyến thay đổi từ từ, vì vậy nó tạo lên võng mạc nhiều điểm khác nhau, không thể nhìn rõ vật. Nhưng loại này có thể dùng các kính hội tụ hình trụ để điều chỉnh và có thể chữa được.

Để phát hiện loạn thị đều, người thầy thuốc nhìn vào mắt bệnh nhân, với một độ chếch của một hình chiếu vào như các song cửa sổ, nếu các song cửa sổ bị cong là loạn thị. Trong phòng thí nghiệm, các bệnh nhân xem bảng các vạch nan hoa chia theo giờ đồng hồ, nếu các vạch này không thẳng là bị loạn thị. Qua bảng này ta có thể biết loạn thị theo các đường tuyến nào, rồi dùng kính hình trụ điều chỉnh theo hướng đó.

Loạn thị không đều: do giáp mạc bị gồ ghề nhiều chỗ, nên ánh sáng hội tụ ở nhiều điểm khác nhau. Loạn thị này khó chữa, tốt nhất là thay giáp mạc.

Mù màu và rối loạn sắc giác:

Khả sắc: người ta có thể phân biệt được 160 màu sắc khác nhau nhưng trong đó có 3 màu sắc chính: đỏ, xanh lá mạvà lục còn các màu còn lại là do pha màu mà có.

Nhược sắc: phân biệt màu chậm, nhìn lâu mỏi mắt.

Khuyết sắc: không nhìn thấy 3 màu chính nói trên. Nếu mù màu đỏ gọi là bệnh Daltonisme. Theo ông Dalton thì những quả hạnh nhân không bao giờ chín.

Vô sắc: chỉ nhìn thấy đen trắng, không thấy màu sắc khác, kèm theo sợ ánh sáng mạnh, lay tròng mắt (nystagmus), ám điểm trung tâm, giảm thị lực ban ngày (do tổn thương tế bào nón).

Nguyên nhân mù màu và rối loạn sắc giác có thể do bẩm sinh, do di truyền, thấy có 7-8% ở nam và 0,4% ở nữ giới. Có thể do mắc phải vì bệnh ở võng mạc, dây thị giác hoặc ở trung ương thị giác, có thể mù màu đỏ hoặc xanh, kèm theo giảm thị lực.

Việc kiểm tra rối loạn sắc giác và mù màu nhằm mục đích tuyển chọn lái xe, phi công, thuỷ thủ, hoa tiêu. Nếu ai mắc các chứng mù màu, rối loạn sắc giác thì sẽ bị loại. Ví dụ lái xe không phân biệt đèn xanh đèn đỏ.