Helmholtz

เป็นทฤษฎีที่ยอมรับกันมากที่สุด[3] 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[4]

การเปลี่ยนรูปเลนส์ในมนุษย์จึงมีผลเพิ่มกำลังโฟกัสของเลนส์ส่วนตรงกลาง โดยความคลาดทรงกลมของเลนส์จะเปลี่ยนไปในทางลบยิ่งขึ้น[5] แต่เพราะแรงดึงที่เพิ่มขึ้นของเอ็นขึงแก้วตาส่วนศูนย์กลางเมื่อปรับตา แคปซูลของเลนส์ก็จะได้รับแรงดันเพิ่มขึ้น และดังนั้น จึงยังสามารถคงที่โดยไม่ได้รับผลจากแรงโน้มถ่วง[6][7]

การเปลี่ยนรูปเหมือนกับเลนส์เมื่อตาปรับดูใกล้ไกล ก็เห็นได้ในวัตถุนูนสองข้างทุกอย่างที่ได้แรงดึงผ่านศูนย์กลาง ถ้าเป็นวัตถุที่หุ้มวัสดุที่บีบอัดได้เล็กน้อย (โดยปริมาตรจะเปลี่ยนได้น้อยกว่าประมาณ 3%) และเป็นรูปวงรีที่มีอ้ตรากว้าง/ยาวน้อยกว่า 0.6[8] 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[9]

การปรับตาดูใกล้ไกลได้ที่ลดลง ก็เป็นอาการปรากฏของสายตาผู้สูงอายุ (presbyopia) ด้วย[10] เมื่อสูงอายุขึ้น ขนาดผ่านศูนย์กลาง (equatorial) ของเลนส์จะใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ และแรงดึงพื้นฐานของเอ็นขึงแก้วตาก็จะลดลงเรื่อย ๆ ด้วย โดยทั้งสองจะมีผลทำให้กล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาสั้นลงและทำให้มีกำลังปรับเลนส์ตาน้อยลง นี้เป็นสมุฏฐานของการปรับตาดูใกล้ไกลที่ลดสมรรถภาพลงดังที่พบในสายตาผู้สูงอายุ[11][12]

Catenary

มีนักวิชาการอีกท่านหนึ่งที่เสนอว่า แก้วตา เอ็นขึงแก้วตา และเยื่อ anterior hyaloid membrane รวมกันทำหน้าที่เป็นไดอะแฟรมระหว่างห้องหน้า (anterior chamber) และห้องวุ้นตา (vitreous chamber) ด้านหลังของตา[13]การเกร็งของกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตาจะสร้างแรงดันที่ระหว่างห้องทั้งสอง เป็นแรงดันซึ่งคงสภาพรูปร่างของเลนส์ที่โค้งนูนมากออกด้านหน้า (anterior) ตรงกลาง โดยตามขอบจะแบนกว่า และถ้ามองตามหน้าตัด ผิวเลนส์ด้านหลัง (posterior) จะอยู่ในรูปเส้นโค้งแคทีนารี[14]แคปซูลเลนส์และเอ็นยึดเลนส์รวมกัน จะมีรูปร่างเหมือนผิวเตียงผ้าใบหรือเปลญวนที่ทำให้เกิดได้ขึ้นอยู่กับความกลมรีของส่วนรอบ ๆ คือขึ้นอยู่กับเส้นผ่าศูนยกลางผ่าน ciliary body/Müeller’s muscleด้งนั้น ciliary body จึงเป็นตัวกำหนดรูปร่างของเลนส์คล้ายกับเสาของสะพานแขวนกำหนดความโค้งของสายเคเบิล แต่ไม่จำเป็นต้องสร้างแรงดึงที่เอ็นยึดเลนส์ส่วนเส้นผ่านศูนย์กลาง (equatorial) เพื่อทำเลนส์ให้แบน[15][16]

ผลที่เกิดเนื่องจากการปรับตา

เมื่อมนุษย์ปรับตาเพื่อดูใกล้ ๆ ก็จะเบนตาทั้งสองเข้าและลดขนาดรูม่านตาด้วย แต่การลดรูม่านตาก็ไม่ได้เป็นส่วนของการปรับเลนส์ตาเพื่อดูใกล้ไกลการขยับตาสามอย่างร่วมกันรวมทั้งการปรับตาดูใกล้ไกล การเบนตาเข้า และรูม่าตาหด (miosis) อยู่ใต้การควบคุมของนิวเคลียสประสาท Edinger-Westphal nucleus และเรียกรวม ๆ กันในภาษาอังกฤษว่า near triad หรือ accommodation reflex (รีเฟล็กซ์ปรับตาดูใกล้ไกล)[17]แม้จะเข้าใจดีแล้วว่า การเบนตาเข้าจำเป็นเพื่อไม่ให้เห็นภาพซ้อน หน้าที่/เป้าหมายของการลดรูม่านตาก็ยังไม่ชัดเจนอาจเป็นไปได้ว่า การลดช่องรับแสงอาจเพิ่มช่วงความชัด (depth of field) แล้วลดการปรับตาที่จำเป็นเพื่อให้ภาพโฟกัสที่จอตา[18]

มีอัตราที่ชัดเจนว่า การปรับตาดูใกล้ไกลจะทำให้ตาเบนเข้าเท่าไร และค่าที่ผิดปกติอาจทำให้เกิดปัญหาการเห็นเป็นภาพเดียวด้วยสองตา[ต้องการอ้างอิง]