การปรับตาดูใกล้ไกล

การปรับตาดูใกล้ไกล (อังกฤษ: Accommodation ตัวย่อ Acc) เป็นกระบวนการที่ตาของสัตว์มีกระดูกสันหลังเปลี่ยนการหักเหของแสงเพื่อรักษาภาพที่มองเห็นให้ชัด หรือเพื่อรักษาโฟกัสให้อยู่ที่วัตถุเป้าหมายเมื่อความใกล้ไกลเปลี่ยนไป แม้การปรับตาเช่นนี้จะทำงานเหมือนกับรีเฟล็กซ์ แต่ก็อยู่ใต้อำนาจจิตใจด้วย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก และสัตว์เลื้อยคลาน จะเปลี่ยนการหักเหของแสงโดยเปลี่ยนรูปร่างของเลนส์ (แก้วตา) ที่ยืดหยุ่นได้ด้วยระบบ ciliary body (อันรวมเอ็นและกล้ามเนื้อ) ซึ่งในมนุษย์สามารถเปลี่ยนได้ถึง 15 ไดออปเตอร์ ส่วนปลาและสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก จะควบคุมการหักเหของแสงโดยเปลี่ยนระยะระหว่างเลนส์ที่แข็งกับจอตาด้วยกล้ามเนื้อ

การปรับตาดูไกลและใกล้
Lens = เลนส์ตาหรือแก้วตา
Retina = จอตา

เยาวชนสามารถเปลี่ยนโฟกัสของตาจากระยะไกลที่สุด (อนันต์) มาที่ 7 ซม. วัดจากตา โดยใช้เวลาแค่ 350 มิลลิวินาที นี่เป็นการเปลี่ยนโฟกัสของตาที่น่าทึ่ง โดยต่างกันเกือบ 13 ไดออปเตอร์ และเกิดเมื่อเอ็นขึงแก้วตา (Zonule of Zinn) ซึ่งยึดอยู่กับเลนส์ตา ลดความตึงเนื่องจากการหดเกร็งของกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตา

สมรรถภาพการปรับตาดูใกล้ไกลจะลดลงตามอายุ ในช่วงอายุ 50 จะลดไปจนกระทั่งโฟกัสที่ใกล้สุด จะไกลกว่าระยะที่อ่านหนังสือโดยปกติ กลายเป็นสายตาแบบของผู้สูงอายุ (presbyopic) และเมื่อเกิดขึ้นแล้ว ผู้ที่สายตาปกติ (emmetropic) ซึ่งธรรมดาไม่จำเป็นต้องใส่แว่นเพื่อมองไกล ก็จะต้องใช้แว่นเพื่อมองใกล้ ๆ ส่วนผู้ที่สายตาสั้นและปกติต้องใช้แว่นเพื่อมองไกล ก็จะปรากฏกว่า เห็นระยะใกล้ได้ดีกว่าถ้าไม่ใส่แว่นมองไกล ส่วนผู้ที่สายตายาวก็จะพบว่า ต้องใส่แว่นทั้งเมื่อมองใกล้และไกล

ในประชากรทั้งหมด การปรับตาจะลดลงจนเหลือน้อยกว่า 2 ไดออปเตอร์เมื่อถึงอายุ 45-50 ปี ซึ่งเมื่อถึงอายุช่วงนี้ ทั้งหมดจะสังเกตว่า มองใกล้ได้แย่ลง และต้องใช้แว่นตาสำหรับอ่านหนังสือหรือต้องใส่แว่นสองชั้น การปรับตาใกล้ไกลจะเหลือเท่ากับ 0 ไดออปเตอร์เมื่อถึงอายุ 70 ปี

กลไกตามทฤษฎีต่าง ๆ

Helmholtz

เป็นทฤษฎีที่ยอมรับกันมากที่สุด ซึ่งเสนอโดยแฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ ในปี พ.ศ. 2398 คือเมื่อมองไกล กล้ามเนื้อยึดแก้วตาที่ล้อมเลนส์ตาเป็นวงกลม จะคลายตัวโดยมีผลให้เอ็นขึงแก้วตาดึงเลนส์แล้วทำให้แบน แรงดึงจะมาจากแรงดันของวุ้นตาและสารน้ำในลูกตาที่ดันออกที่ตาขาว (sclera) เทียบกับเมื่อมองวัตถุใกล้ ๆ ที่กล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาจะหดเกร็ง (ต้านแรงดันที่ตาขาว) ทำให้เอ็นขึงแก้วตาคลายตัว แล้วทำให้เลนส์กลับนูนหนาขึ้น

Schachar

นักวิชาการอีกผู้หนึ่งเสนอทฤษฎีอีกทฤษฎีหนึ่งซึ่งแสดงว่า เลนส์ตาของมนุษย์เพิ่มกำลังโฟกัสโดยสัมพันธ์กับแรงดึงเลนส์ที่เพิ่มขึ้น ผ่านเอ็นขึงแก้วตาซึ่งยึดอยู่ที่ใกล้แนวกลาง (equatorial) ของเลนส์ และเมื่อกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาหดเกร็ง เอ็นขึงแก้วตาที่จุดนั้นก็จะตึงเพิ่มขึ้น ทำให้ตรงกลางของเลนส์นูนขึ้น เลนส์ตรงกลางจะหนาขึ้นคือเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางจากหน้าไปหลัง โดยผิวส่วนรอบ ๆ เลนส์จะบางลง และในขณะที่แรงดึงของเอ็นขึงแก้วตาส่วนแนวกลางเพิ่มขึ้นเมื่อปรับตา เอ็นขึงแก้วตาส่วนหน้า (anterior) และหลัง (posterior) จะคลายลงพร้อม ๆ กัน

การเปลี่ยนรูปเลนส์ในมนุษย์จึงมีผลเพิ่มกำลังโฟกัสของเลนส์ส่วนตรงกลาง โดยความคลาดทรงกลมของเลนส์จะเปลี่ยนไปในทางลบยิ่งขึ้น แต่เพราะแรงดึงที่เพิ่มขึ้นของเอ็นขึงแก้วตาส่วนศูนย์กลางเมื่อปรับตา แคปซูลของเลนส์ก็จะได้รับแรงดันเพิ่มขึ้น และดังนั้น จึงยังสามารถคงที่โดยไม่ได้รับผลจากแรงโน้มถ่วง

การเปลี่ยนรูปเหมือนกับเลนส์เมื่อตาปรับดูใกล้ไกล ก็เห็นได้ในวัตถุนูนสองข้างทุกอย่างที่ได้แรงดึงผ่านศูนย์กลาง ถ้าเป็นวัตถุที่หุ้มวัสดุที่บีบอัดได้เล็กน้อย (โดยปริมาตรจะเปลี่ยนได้น้อยกว่าประมาณ 3%) และเป็นรูปวงรีที่มีอ้ตรากว้าง/ยาวน้อยกว่า 0.6 เพราะแรงดึงที่เส้นผ่านศูนย์กลาง (Equatorial) จะมีประสิทธิภาพมากเมื่อใช้กับวัตถุนูนสองข้าง ที่มีอัตรากว้าง/ยาวน้อยกว่า 0.6 คือแม้แรงดึงที่เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อย ก็จะเป็นเหตุให้แนวโค้งตรงกลางเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ปรากฏการณ์นี้อธิบายว่า ทำไมอัตราความกว้าง/ยาวของเลนส์ตาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง จึงสามารถใช้พยากรณ์ขนาดการปรับตาดูใกล้ไกลในเชิงคุณภาพได้ คือ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีเลนส์ซึ่งมีอัตรากว้าง/ยาวน้อยกว่า 0.6 จะสามารถปรับตาดูใกล้ไกลได้ในระดับสูง สัตว์ตัวอย่างก็คือไพรเมตและเหยี่ยว ในขณะที่สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีอัตรากว้าง/ยาวของเลนส์มากกว่า 0.6 จะสามารถปรับตาดูใกล้ไกลได้น้อย สัตว์ตัวอย่างก็คือ นกเค้าและแอนทิโลป

การปรับตาดูใกล้ไกลได้ที่ลดลง ก็เป็นอาการปรากฏของสายตาผู้สูงอายุ (presbyopia) ด้วย เมื่อสูงอายุขึ้น ขนาดผ่านศูนย์กลาง (equatorial) ของเลนส์จะใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ และแรงดึงพื้นฐานของเอ็นขึงแก้วตาก็จะลดลงเรื่อย ๆ ด้วย โดยทั้งสองจะมีผลทำให้กล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาสั้นลงและทำให้มีกำลังปรับเลนส์ตาน้อยลง นี้เป็นสมุฏฐานของการปรับตาดูใกล้ไกลที่ลดสมรรถภาพลงดังที่พบในสายตาผู้สูงอายุ

Catenary

 

โซ่ที่ห้อยจากเสาจะมีรูปร่างเป็นเส้นโค้งแคทีนารี ในสาขาฟิสิกส์และเรขาคณิต แคทีนารี (catenary) หมายถึงรูปเส้นโค้งที่โซ่หรือสายเคเบิลที่ห้อยอยู่โดยยึดอยู่กับเสาที่ด้านทั้งสองจะมีรูปร่าง

มีนักวิชาการอีกท่านหนึ่งที่เสนอว่า แก้วตา เอ็นขึงแก้วตา และเยื่อ anterior hyaloid membrane รวมกันทำหน้าที่เป็นไดอะแฟรมระหว่างห้องหน้า (anterior chamber) และห้องวุ้นตา (vitreous chamber) ด้านหลังของตา การเกร็งของกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาจะสร้างแรงดันที่ระหว่างห้องทั้งสอง เป็นแรงดันซึ่งคงสภาพรูปร่างของเลนส์ที่โค้งนูนมากออกด้านหน้า (anterior) ตรงกลาง โดยตามขอบจะแบนกว่า และถ้ามองตามหน้าตัด ผิวเลนส์ด้านหลัง (posterior) จะอยู่ในรูปเส้นโค้งแคทีนารี แคปซูลเลนส์และเอ็นยึดเลนส์รวมกัน จะมีรูปร่างเหมือนผิวเตียงผ้าใบหรือเปลญวนที่ทำให้เกิดได้ขึ้นอยู่กับความกลมรีของส่วนรอบ ๆ คือขึ้นอยู่กับเส้นผ่าศูนยกลางผ่าน ciliary body/Müeller’s muscle ด้งนั้น ciliary body จึงเป็นตัวกำหนดรูปร่างของเลนส์คล้ายกับเสาของสะพานแขวนกำหนดความโค้งของสายเคเบิล แต่ไม่จำเป็นต้องสร้างแรงดึงที่เอ็นยึดเลนส์ส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง (equatorial) เพื่อทำเลนส์ให้แบน

ผลที่เกิดเนื่องจากการปรับตา

เมื่อมนุษย์ปรับตาเพื่อดูใกล้ ๆ ก็จะเบนตาทั้งสองเข้าและลดขนาดรูม่านตาด้วย แต่การลดรูม่านตาก็ไม่ได้เป็นส่วนของการปรับเลนส์ตาเพื่อดูใกล้ไกล การขยับตาสามอย่างร่วมกันรวมทั้งการปรับตาดูใกล้ไกล การเบนตาเข้า และรูม่าตาหด (miosis) อยู่ใต้การควบคุมของนิวเคลียสประสาท Edinger-Westphal nucleus และเรียกรวม ๆ กันในภาษาอังกฤษว่า near triad หรือ accommodation reflex (รีเฟล็กซ์ปรับตาดูใกล้ไกล) แม้จะเข้าใจดีแล้วว่า การเบนตาเข้าจำเป็นเพื่อไม่ให้เห็นภาพซ้อน หน้าที่/เป้าหมายของการลดรูม่านตาก็ยังไม่ชัดเจน อาจเป็นไปได้ว่า การลดช่องรับแสงอาจเพิ่มช่วงความชัด (depth of field) แล้วลดการปรับตาที่จำเป็นเพื่อให้ภาพโฟกัสที่จอตา

มีอัตราที่ชัดเจนว่า การปรับตาดูใกล้ไกลจะทำให้ตาเบนเข้าเท่าไร และค่าที่ผิดปกติอาจทำให้เกิดปัญหาการเห็นเป็นภาพเดียวด้วยสองตา^{[ต้องการอ้างอิง]}

ความผิดปกติ

นักวิชาการได้จัดหมวดหมู่ต่าง ๆ ของความผิดปกติในการปรับตาดูใกล้ไกล โดยแบ่งเป็น

• Accommodative insufficiency - การปรับตาไม่พอ เด็ก 80% ที่วินิจฉัยว่าเบนตาเข้ามากเกินไป (convergence excess) ก็จะมีอาการนี้ด้วย
• Ill-sustained accommodation
• Accommodative infacility - การปรับตาได้ไม่เร็วหรือไม่แม่นยำพอ
• Paralysis of accommodation
• Spasm of accommodation - กล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาหดเกร็งตลอด ทำให้มองวัตถุที่ไกล ๆ ไม่ได้

ดูเพิ่ม

• สายตาสั้น

อ้างอิง

1. "Accommodation", ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑ ฉบับ ๒๕๔๕, (จักษุวิทยา) การปรับตาดูใกล้ไกล
2. (ภาษาเยอรมัน), คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2017-12-07, สืบค้นเมื่อ 2009-05-02
3. M. Baumeister, T. Kohnen: Akkommodation und Presbyopie: Teil 1: Physiologie der Akkommodation und Entwicklung der Presbyopie " Nach der heute größtenteils akzeptierten und im Wesentlichen experimentell bestätigten Theorie von Helmholtz ..." (German)
4. Schachar, RA (2006). "The mechanism of accommodation and presbyopia". International Ophthalmology Clinics. 46 (3): 39–61.
5. Abolmaali, A; Schachar, RA; Le, T (2007). "Sensitivity study of human crystalline lens accommodation". Computer Methods and Programs in Biomedicine. 85 (1): 77–90.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
6. Schachar, RA; Davila, C; Pierscionek, BK; Chen, W; Ward, WW (2007). "The effect of human in vivo accommodation on crystalline lens stability". British Journal of Ophthalmology. 91 (6): 790–793.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
7. Schachar, RA (2007). "The lens is stable during accommodation". Ophthalmic Physiological Optics.
8. Schachar, RA; Fygenson, DK (2007). "Topographical changes of biconvex objects during equatorial traction: An analogy for accommodation of the human lens". British Journal of Ophthalmology.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
9. Schachar, RA; Pierscionek, BK; Abolmaali, A; Le, T (2007). "The relationship between accommodative amplitude and the ratio of central lens thickness to its equatorial diameter in vertebrate eyes". British Journal of Ophthalmology. 91 (6): 812–817.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
10. Schachar, RA (2008). "Equatorial lens growth predicts the age-related decline in accommodative amplitude that results in presbyopia and the increase in intraocular pressure that occurs with age". International Ophthalmology Clinics. 48 (1).
11. Schachar, RA; Abolmaali, A; Le, T (2006). "Insights into the etiology of the age related decline in the amplitude of accommodation using a nonlinear finite element model of the accommodating human lens". British Journal of Ophthalmology. 90: 1304–1309.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
12. Schachar, RA (2006). "The mechanism of accommodation and presbyopia". International Ophthalmology Clinics. 46 (3): 39–61.
13. Coleman, DJ (1970). "Unified model for the accommodative mechanism". Am J Ophthalmol. 69: 1063–79.
14. Ovenseri-Ogbomo, Godwin O; Oduntan, Olalekan A (2015). "Mechanism of accommodation: A review of theoretical propositions". African Vision and Eye Health. AOSIS Publishing. 74 (1).CS1 maint: multiple names: authors list (link)
15. Coleman, DJ (1986). "On the hydraulic suspension theory of accommodation". Trans Am Ophthalmol Soc. 84: 846–68.
16. Coleman, DJ; Fish, SK (2001). "Presbyopia, Accommodation, and the Mature Catenary". Ophthalmol. 108 (9): 1544–51.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
17. Bhola, Rahul (MD) (2006-01-23). "Binocular Vision". The University of Iowa Department of Ophthalmology & Visual Sciences.
18. doi:10.1016/j.survophthal.2005.11.003
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
19. Duke-Elder, Sir Stewart. The Practice of Refraction (8th ed.). St. Louis: The C. V. Mosby Company. ISBN 0-7000-1410-1.

แหล่งข้อมูลอื่น

• pupilEyes—Learn about accommodation of the eye 2011-07-15 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• oph/723 จาก eMedicine—"Presbyopia: Cause and Treatment"
• Ocular Accommodation ในหอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติอเมริกัน สำหรับหัวข้อเนื้อหาทางการแพทย์ (MeSH)