眼鏡やコンタクトの仕組みを解説!レーシック・眼内コンタクトとは?

2018年9月10日身体の科学

動物たちの中には音で物を捉えたりするものもいますが、私たち人間は特に目を使い、様々なものをとらえることできます。

そのため、目が無ければ何も見ることができませんよね。

目のおかげでいろんな場所の景色や、素晴らしい本に出会うことができます。

本当に目には感謝しなければいけません。

しかし、みんながみんな目が良いわけではありません。

遠くがぼんやりしか見えない遠視の人や、歳を取るとなってしまう遠視など、目が悪い状態のひとも沢山います。

そんな人たちは眼鏡やコンタクトをして補うことで、しっかりと物を見ることができるようになりますよね。

では、なぜ眼鏡やコンタクトをすれば、よく見えるようになるのでしょうか?

不思議に思いませんか?

また、よく耳にするレーシック手術や眼内コンタクトなどで、視力を改善する方法が知られています。

コンタクトやメガネは大変なので手術で目が良くなれば一番良いのですが、、、

これはいったいどうやって目を良くしているのでしょうか?

その答えを知るにはまず、目の仕組みを知らなくてはいけません。

今回は目のしくみから説明していこうと思います。

1.目のしくみ

目は光をとらえることで、その情報を電気信号へと変換し脳へと送ります。

その情報が脳で処理されることで、私たちが知っている映像として認識されるのです。

では、どのようにして目は光をとらえているのでしょうか?

光の性質である屈折はご存知でしょうか?

光は異なる物質や同じ物質でも温度が違うものを通る時に、屈折と言い少し曲がってしまう性質を持っています。

例えば、水の中のものは、水から出したときに少し違って見えるはずです。

魚も水中にいた時と、目の前に来た時では全然見え方が変わっていますよね?

ペットボトルに水を入れ、反対側を覗いてみてもそのことは確認できます。

これは光が水から空気に出た時に、少し屈折しているためです。

つまり、水の中のものを見る時、空気によって光が屈折しているため、少し違った見え方をしているんですね!

では、目に戻りましょう。

しっかりと目で物を見るためにはどうすればいいか。

この光を一点に集めなければならないのです。

簡単に言えば、目にやってきた情報があっちいったりこっちいったりばらばらだと、物として認識できないですよね。

だから、一つにまとめなければいけないのです!

では、一体どうやって情報、つまり光を集めるというのでしょうか?

目は、光が角膜や水晶体を通過する時の屈折を利用し、網膜で一点に光を集めているのです。

そういわれても角膜や水晶体やら何かわからんと思うかもしれないので、目のパーツをひとつずつ見ていくことにします。

2.角膜

上の図は目の断面を表しています。

まず私たちの目の一番上にあるのが角膜です。

コンタクトレンズもこの角膜に付けますよね。

角膜は光を取り入れる最初の存在です。

もちろんやってきた光は角膜でも屈折します。

この角膜には血管が通っていないので、涙や裏側の組織から酸素や栄養をもらったり老廃物を取り除いています。

また、表層には角膜上皮が存在し、こいつらは新しい細胞をどんどん生み出し、少し傷ついてもすぐに修復することができるのです。

この角膜上皮の下には沢山の神経が通っているので、ものすごく敏感です。

敏感であるということはつまり、ちょっとの衝撃でも大きな痛みを伴いますよね。

つまり、防御反応がすぐにとれるということであり、角膜はとても大事な存在であるということが言えます。

そんな大事な角膜につけるコンタクトレンズですが、最近のものは酸素透過性で非常にソフトです。

昔のハードコンタクトと呼ばれるプラスチックでできたコンタクトは、しっかりとしていたので扱いやすく、耐久性も高かったのです。

しかし、酸素を通さないので、血管が通っておらず、自ら酸素を供給できない角膜を大きく痛めつけてしまうものとなっていました。

そこで、最近では酸素を通す酸素透過性のレンズができ、角膜への影響を少なくすることができています。

すごい変化ですね!

ただ、コンタクトレンズをすることは角膜を傷つけることに変わりはありませんので、修復されるとはいえ十分に注意して使用しなければいけません。

調子が悪くなれば、すぐに医師に相談し、コンタクトを控えるのが良いですね。

少し話がそれてしまいましたが、角膜に戻ります。

角膜は透明であるのですが、これはコラーゲン繊維が規則正しく並んだものでできているからなのです。

このように角膜は透明で、一番上にある目の最初の部分であることがわかりました。

やってきた光は一番初めにこの角膜を通るというわけですね!

次に角膜に入ってきた光は虹彩によって絞られ、水晶体へと送られます。

虹彩とは何なのでしょうか?

3.虹彩

自分の目でも相手の目でもいいので、目をじっくり見てみて下さい。

人それぞれ色も模様も違うはずです。

この模様の違いで個人認証なんかもされています。

よくスパイ映画なんかでみませんか?

この模様は虹彩と呼ばれるものの違いなのです。

虹彩は角膜の次にあり、網膜に入っていく光の量を調節する役割をしています。

カメラで言えば絞りの部分です。

中心には穴があり、そこから光が入っていくのです。

この穴は瞳孔とよばれています。

虹彩が伸び縮みすることで瞳孔の大きさを調節しているのです。

明るい場合、光を入れすぎると網膜が傷ついてしまうので小さくなります。

逆に暗いと瞳孔を開いて光を入れようとします。

よくドラマなどで死体に向かって瞳孔が開いている!とか聞きますよね。

あれは死んでしまうと虹彩が働かず、緩んでしまい、瞳孔が開きっぱなしになってしまうのです。

お医者さんに光を当てられるのも、この瞳孔の閉じ開きを見ているのです。

そんな虹彩の色ですが、メラニン色素の量で決まってきます。

白人はすごいきれいな澄んだ目の色をしていますが、それはメラニン色素が少ないからです。

我々日本人の方がメラニン色素を多く持っているので、色彩は黒く見えます。

このように虹彩は網膜へと向かっていく光の量を、調節してくれている大事な部分なんですね!

この虹彩で絞られた光は水晶体を通り、網膜へ届けられることになります。

では、水晶体とは何なのでしょうか?

4.毛様筋・水晶体・網膜

虹彩で絞られた光は次に水晶体を通ります。

水晶体は主にクリスタリンというタンパク質で構成されており、名前の通り、無色透明です。

この水晶体でうまいぐあいに調節し光を屈折させることで、網膜に光を一点に集めることができるのです。

ではどのようにしているのでしょうか?

水晶体は毛様筋という筋肉によって伸び縮みするのです。

そうすることで、上手く光を屈折させて光を一点に集めます。

例えば遠くの方を見る場合には、毛様筋は緩み、水晶体は平らな状態になります。

逆に近くのものを見ようとすると、毛様筋がぎゅっと縮み、水晶体を膨らんだ凸レンズのような形にします。

このように水晶体の形を変化させることで、光の屈折を調整し、網膜に一点に集めているのです。

丁度、網膜で一点に集められた情報、つまり光は、電気信号へと変換され、脳へと送られていきます。

近くを見る時しんどくないですか?

例えばパソコンを見続けたり、本を読み続けたり、これは毛様筋が頑張ってずっと縮んだ状態を維持しなければならないので、目が疲れるのです。

また、水晶体は老化と共に硬くなって縮みにくくなります。

つまり、縮ませにくくなるので、近くのものが見にくい老眼になってしまうということです。

ここまでをまとめてみましょう。

目にやってきた光は角膜を通り、虹彩で絞られ、水晶体によって最終調整されて網膜に一点に集められているということですね!

いろんな場所を通ることで、私たちは情報、つまり光を認識し、様々なものw捉えることができているのです。

では、眼鏡をかけるとどうなるのでしょうか?

5.眼鏡やコンタクトレンズ

遠視や近視の人は毛様筋による水晶体の調整がうまくできていないのです。

また、網膜までの距離が人よりも長いひとや短い人もいます。

つまり、目が悪い人は、何らかの理由でも網膜に光を一点に集められていないのです。

情報が一点に集められていないので、当然ぼやけて見えてしまうというわけなんですね!

では、眼鏡やコンタクトを付けてみましょう。

すると眼鏡やコンタクトを通過する光が屈折し、上手く光が集められるようになるのです。

詳しくどういうことかを説明していきます。

近視の人は水晶体が縮めれてないので、左の図のように光は網膜の手前で一点に交わります。

そこで、一度へこんだ凹レンズで光を拡散させることで、網膜で一点に交わるようにしています。

逆に遠視の人は水晶体が伸びてないので一点に交わるところが、右のずのように網膜よりも奥になってしまいます。

なので膨らんだ凸レンズで光を集めてやれば、上手く光が網膜で一点に交わるのです。

このようにして眼鏡とコンタクトは目のに入ってくる光の調節をしてくれていたのです。

度があってない眼鏡や、目が良い人が眼鏡をかけた時、ぼやぼやするのは眼鏡はその人にあったレンズで光を集めているからということですね。

自分に合った眼鏡や、コンタクトが必要ですね!

では、よく耳にするレーシックや眼内コンタクトとはどういったものなのでしょうか?

6.レーシック・眼内コンタクト

コンタクトも眼鏡もいらない生活の方がもちろんいいですよね。

だからレーシック手術や眼内コンタクトに、挑戦してみようという方が多いと思います。

いったいどのようなものなのでしょうか?

レーシック手術とは、一番初めに説明しました光が最初に通る角膜を削るのです。

光は水晶体だけでなく、角膜も通る時に屈折します。

角膜を削り薄くすることで、屈折率を変え、網膜で光が一点に交わるようにしているのです。

削ってしまった角膜は元には戻らないため、再度手術を受けることは大変難しくなってきます。

また、薄くして光を集めるような手法ですので、近視の方には使えない手術というわけなのです。

血管の通っていない角膜を削るという荒業なので、後遺症が多いようです。

もし、レーシック手術を行うのであれば、よく医師と相談した方がよさそうですね。

一方で、後遺症の多いレーシックに代わる治療法ともいわれているのが、眼内コンタクトです。

眼内コンタクトはその名の通り、レンズを目の中に埋め込んでしまうのです。

つまり、虹彩と水晶体の間にレンズ埋め込むことで、水晶体の役割を補うことができるのというわけです。

なかなか思い切ったアイディアですよね。

レーシック手術は角膜を削ってしまうので、元に戻せませんが、眼内コンタクトの場合、入れても違和感を感じれば取り出すことができるそうなので、レーシックよりはリスクは少なそうです。

しかし、水晶体に近い部分にレンズを埋め込むため、水晶体が傷ついてしまうと、白内障になる可能性はゼロではないそうです。

この白内障は水晶体を構成するタンパク質クリスタリンが、変性し固まってしまうことで起こるものです。

どちらもリスクを十分考えたうえで、お医者さんにしっかり相談し、治療をいけなければいけませんね。

7.さいごに

目は私たちの生活を支えている本当に重要な存在です。

なので、そんな目を大切にしていかなければなりませんね!

長時間ゲームしたり、パソコンしたりするよりも、たまには遠くに視線をやってみたり、自然を見に外へ出かけてみるのも大切ですね。

大切な目のことを知り、いつまでも大切に向き合っていきたいですね!