Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Зрительная сенсорная система состоит из органа чувств - глаза, проводящего пути и корковой сенсорной зоны. Глаз - часть переднего мозга, выдвинутая на периферию. Сетчатка и зрительный нерв развиваются из мозговой ткани. Аппарат зрительной рецепции состоит из рецепторов сетчатки и оптической системы глаза. В оптическую систему глаза входят: роговица, камеры глаза - передняя и задняя, заполненные внутриглазной жидкостью, зрачок, хрусталик, стекловидное тело. Их основные свойства - преломление (рефракция) и полная прозрачность. Рефракция глаза 60-70 d (d - диоптрия -это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м).

В зависимости от длины продольной оси глаза, а также от
рефракции преломляющих образований (главным образом хрусталика) изображение видимых предметов может оказаться на сетчатке, впереди или позади нее. При уменьшении длины продольной оси глаза фокусное расстояние увеличивается, изображение оказывается за сетчаткой. Для ясности изображения человек вынужден удалять от глаз видимый предмет. Это дальнозоркость, или гиперметропия, - слабая рефракция; она корректируется очками с двояковыпуклыми линзами (+).

При удлинении продольной оси глаза параллельные лучи
сходятся в одну точку не на сетчатке, а перед ней. На сетчатке возникает круг светорассеяния. Нужно приблизить предмет, чтобы его изображение сфокусировать на сетчатку. Это близорукость, или миопия, - сильная рефракция, которая корректируется очками с двояковогнутыми линзами (-).

Если кривизна роговицы не одинаковая, то на сетчатке отсутствует один фокус изображения. Это астигматизм, последствием которого является неточность в определении расстояний между параллельными линиями или концентрическими
кругами. Астигматизм корректируется очками с цилиндрическими линзами.

В нормальном глазу изображение предметов на сетчатке -
действительное, уменьшенное и перевернутое. Нормальное видение предметов обеспечивает корковый отдел зрительного анализатора. Видимые предметы имеют четкие контуры, так как зрачок пропускает в глаз только центральный пучок лучей.

Функция зрачка - адаптация глаза к свету и темноте. Количество света, пропускаемого зрачком, регулируется круговой и радиальной мышцами радужки. Первая иннервируется парасимпатическим нервом и суживает зрачок, вторая иннервируется симпатическим нервом и расширяет зрачок. Эмоции боли,
страха вызывают симпатическую реакцию расширения зрачка, а увеличение светового потока - парасимпатическую реакцию сужения зрачка.

Анализ световых ощущений

В сетчатке 130 млн фоторецепторов - палочек, воспринимающих свет и обуславливающих поле зрения, и более 7 млн колбочек, воспринимающих цвет и отвечающих за остроту зрения. Палочки лежат на периферии, а колбочки сосредоточены в центральной ямке сетчатки - желтом пятне. Н соске зрительного нерва нет фоторецепторов, поэтому он называется слепым nятном. Передняя часть сетчатки также «слепая». Наружный слой сетчатки содержит пигмент фусцин; он поглощает свет и делает изображение более четким. Восприятие света обусловлено фотохимическими процессами в фоторецепторах.

Фотопигмент палочек - родоnсин быстро распадается на свету и восстанавливается в темноте в присутствии витамина А. Его порог чувствительности очень высок: импульс возникает всего от нескольких квантов света. При недостатке в организме витамина А развивается «куриная слепота» (гемералоnия).

Йодоnсин колбочек расщепляется гораздо медленнее, чем у палочек. В колбочках содержится 3 фотопигмента, обуславливающих восприятие трех цветов: синего, красного, зеленного. Палочки - элементы сумеречного света, колбочки - дневного. Передача зрительной информации происходит избирательно. Сначала выделяются контуры предмета, затем формируется целостное восприятие - в нейронах сетчатки. В латеральных коленчатых телах происходит первичное кодирование зрительной информации. Благодаря ее декодированию достигается высокая острота зрения, бинокулярное видение и восприятие пространства.

Острота зрения (визус) - способность различать наименьшее расстояние между двумя точками, зависящее от угла зрения (угла между точками, идущими от двух крайних точек предмета к глазу). Нормальный глаз различает предметы под
углом в 1°. Чем меньше угол, тем лучше зрение. Центральная ямка сетчатки обеспечивает более высокую остроту зрения (центральное зрение). Низкая острота зрения (сотые доли процента) - амблиопия. Для определения остроты зрения используют специальные таблицы, на которых изображены различного размера буквы и фигурки.

Поле зрения - это пространство, видимое при фиксированном взгляде. Эта функция обеспечивается палочками и характеризует периферическое зрение. Выпадение части поля зрения при болезнях сетчатки - скотома.

Рассмотрение предметов обоими глазами называется бинокулярным зрением. При этом мы видим не два, а один предмет.

Бинокулярное зрение позволяет видеть предметы более рельефно и определить расстояние от видимого предмета. Это объясняется: сведением глазных осей (конвергенцией) при рассмотрении близких объектов и разведении осей (дивергенцией) при рассмотрении удаленных объектов. При этом пространство
воспринимается благодаря движениям глаз с перекрещиванием их зрительных осей на предмете.

Человек обладает цветовым зрением и способен различать большое количество цветов. Современная теория цветового зрения - полихроматическая. В колбочках содержится 3 Фотолигмента, обуславливающих восприятие трех основных цветов -оранжевого, зеленого, сине-фиолетового. Белый цвет возбуждает все эти фотоэлементы; их совместное возбуждение дает
ощущение белого цвета.

Дальтонизм - это врожденная цветоаномалия, когда наблюдается красная, зеленая, реже фиолетовая слепота. Эта аномалия лучше выявляется при плохой освещенности, при ярком освещении дальтоник может хорошо различать все эти
цвета.

Аккомодация - способность глаза четко видеть разноудаленные предметы. В систему аккомодации входит хрусталик, ресничные мышцы и связки. Ресничная мышца состоит из продольных и кольцевых волокон. При рассматривании далеко
расположенных предметов кольцевые волокна сокращаются, ресничная связка растягивает хрусталик, придавая ему более плоскую форму и таким образом уменьшая его рефракцию. При рассматривании близко расположенных предметов сокращаются продольные волокна, связка провисает и хрусталик в силу своей эластичности принимает более выпуклую форму; его рефракция увеличивается.

Спазм аккомодации заключается в длительном сокращении ресничной мышцы из-за зрительного переутомления. Человек становится близоруким. Актуально - у школьников, студентов и т. д.

Паралич аккомодации может наблюдаться по причине длительного спазма аккомодации. Человек становится дальнозорким.

Пресбиоnия - старческое зрение - возникает из-за потери хрусталиком эластичности. В результате он становится более плоским его рефракция уменьшается.

Образование и отток внутриглазной жидкости. Внутриглазная жидкость также называется водянистой. она постоянно образуется как ультрафильтрат крови из сосудов ресничной мышцы и оттекает в заднюю камеру глаза, затем через зрачок в переднюю камеру и оттуда через радужно-РОГОВИЧНЫЙ угол -
в венозный синус склеры. При нарушении образования или оттока водянистой влаги развивается глаукома, характеризующаяся делительным, стойким повышением внутриглазного давления (ВГД), атрофией сосков зрительных нервов и исходом в
слепоту. Нормальное внутриглазное давление - до 27 мм рт.ст.

Адаптация. Чувствительность глаза зависит от освещенности. При переходе из темноты в свет наступает временное ослепление. За счет понижения чувствительности фоторецепторов через некоторое время глаз привыкает к свету (световая адаптация). При переходе со света в темноту также возникает ослепление. Через некоторое время чувствительность фоторецепторов повышается и зрение восстанавливается (темновая адаптация).

Зрительная сенсорная система (зрительный анализатор) является одной из самых важнейших, поскольку дает мозгу до 90% воспринимаемой информации. По сути, это основной сенсорный канал, который связывает человека с внешним миром. Благодаря зрению мы воспринимаем окружающий нас мир в объеме и красках, читаем и смотрим кино. Глазу принадлежит первостепенное значение в многообразной трудовой деятельности людей, в выполнении многочисленных весьма тонких работ. Кроме того, зрительный контроль присутствует и в определении положения тела или отдельных его частей в пространстве.

Периферический отдел зрительной системы. Поскольку периферический отдел этого анализатора включает в себя не только рецепторы, но и целый ряд морфологических структур, обеспечивающих наиболее полное восприятие сенсорных стимулов, то необходимо хорошо представлять себе строение глаза.

Строение глаза (рис.1.1).

Диоптрический аппарат. Оптическая система глаза представляет собой сложную линзовую систему, которая формирует на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение внешнего мира. Диоптрический аппарат состоит из прозрачной роговицы (3),передней (4) и задней (5) камер (которые содержат так называемую «водянистую влагу»), радужной оболочки (2)(образующей зрачок), хрусталика (15), обеспечивающего аккомодацию глаза, и стекловидного тела (6), которое занимает большую часть глазного яблока. Стекловидное тело - это прозрачный гель, состоящий из внеклеточной жидкости с коллагеном и гиалуроновой кислотой в коллоидном растворе, и является оптически прозрачным.

Сетчатка. Сенсорный аппарат глаза – сетчатка (9)- развивается в процессе онтогенеза как часть промежуточного мозга. Поэтому ее называют «мозгом, вынесенным на периферию». Сетчатка покрывает внутреннюю поверхность задней части глазного яблока и состоит из нескольких слоев клеток, среди которых с точки зрения функции главными являются пигментный слой и трехнейронная цепь, состоящая из наружного – фоторецепторного (палочек и колбочек ), среднего – ассоциативного, внутреннего – ганглионарного компонентов, которые пронизаны кровеносными сосудами. Выходной слой сетчатки образован из ганглиозных клеток . Их аксоны, которые вначале немиелинизированы, проходят через сетчатку к диску зрительного нерва, пересекают склеру (7)глаза в зоне решетчатой пластины и затем в совокупности образуют зрительный нерв (10). Зрительный нерв человека состоит примерно из миллиона аксонов, окруженных глиальными клетками и соединительной тканью. В этой своей части большинство аксонов миелинизировано.

Центральная ямка. В области заднего полюса глаза человека в сетчатке имеется небольшая зона, называемая центральной ямкой (13). В отличие от остальной сетчатки в этой зоне слой рецепторов не загорожен другими нейронами сетчатки (если смотреть со стороны стекловидного тела). В области центральной ямки острота зрения максимальная. В том случае, если объект фиксируется глазом, его изображение попадает в область центральной ямки.

Рис.1.1. Схема горизонтального разреза правого глаза человека

1 – конъюктива; 2 – радужная оболочка; 3 – роговица; 4 – передняя камера; 5 – задняя камера; 6 – стекловидное тело; 7 – склера; 8 – сосудистая оболочка; 9 – сетчатка; 10 – зрительный нерв; 11 – слепое пятно; 12 – желтое пятно; 13 - центральная ямка; 14 – зрительная ось; 15 – хрусталик.

Фоторецепция . Восприятие света осуществляется с участием фоторецепторов, которые относятся ко вторичночувствующим рецепторам. Все фоторецепторы (и палочки, и колбочки) состоят из двух сегментов (члеников) - наружного, светочувствительного, и внутреннего, обеспечивающего метаболизм фоторецепторов. Между собой наружный и внутренний сегменты связаны соединительной ножкой (это пучок из 16-18 тонких фибрилл).

Светочувствительные сегменты фоторецепторов обращены в сторону, противоположенную свету (наибольшее возбуждение от действия света наблюдается в тех случаях, когда направление луча совпадает с длинной осью палочки или колбочки). У палочек они представляет собой стопку тонких фоторецепторных дисков (примерно от 4000 до 1000 штук) диаметром 6 мкм каждый. Каждый диск - это двойная мембрана, состоящая из двух мономолекулярных слоев липидов, помещающихся между двумя слоями молекул белка. С этими молекулами белка связан зрительный пигмент. В палочках (их около 120 млн.) содержится только один зрительный пигмент - родопсин, в то время как в колбочках (их около 6 млн.) – йодопсин, хлоролаб, эритлаб. У палочек наружный сегмент намного длиннее и более богат зрительным пигментом, чем у колбочек. Это частично объясняет более высокую чувствительность палочки к свету: палочку может возбудить всего один квант света, а колбочку - только около 100 квантов. Фоторецепторные

диски постепенно изнашиваются (особенно интенсивно - в палочках), поэтому верхушка наружного сегмента периодически обламывается и фагоцитируется клетками пигментного слоя (в палочках это совершается в утренние и дневные часы, в колбочках - в вечерние и ночные). На замену старым дискам из внутреннего сегмента фоторецептора постоянно поступают новые диски.

Внутренний сегмент фоторецепторов содержит множество митохондрий, а также ядро, рибосомы, элементы эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. Он является основным местом образования энергии и белков. Именно во внутреннем сегменте непрерывно совершается синтез зрительного пигмента и его упаковка в фоторецепторные диски, которые затем поступают в наружный сегмент фоторецептора для замены устаревших дисков. За 1 час образуется 3 таких диска, перемещение которых в наружный сегмент осуществляется в течение 2-3 недель.

Внутренний сегмент фоторецепторов оканчивается лентовидным образованием - пресинаптическим окончанием, в котором содержатся везикулы, наполненные глутаматом. Благодаря этому образованию сигнал с фоторецептора передается на контактирующую с ним биполярную клетку.

Принципфоторецепции. В условиях темноты фоторецепторная клетка постоянно выделяет медиатор глутамат, который гиперполяризует биполярную клетку, соединенную с ганглиозной клеткой. Поэтому в темноте биполярная клетка не возбуждает ганглиозную клетку и потенциалы действия не идут по зрительному нерву к подкорковым и корковым зрительным центрам. При попадании кванта света происходит «возбуждение» фоторецепторной клетки. Оно проявляется в том, что внутренний сегмент фоторецепторной клетки гиперполяризуется и тем самым снижает выделение медиатора (глутамата), т.е. происходит снятие тормозного влияния глутамата на биполярную клетку. Это приводит к тому, что биполярная клетка возбуждается и в свою очередь (за счет выделения возбуждающего медиатора, в роли которого выступает ацетилхолин) активирует ганглиозную клетку, благодаря чему генерируются потенциалы действия, которые по зрительному нерву достигают подкорковых и корковых зрительных центров, что в конечном итоге создает возможность для восприятия зрительного образа. Надо сказать, что в горизонтальных, амакриновых и биполярных клетках потенциалы действия не возникают. Передача сигнала происходит путем медленных изменений их мембранных потенциалов: в области синапсов освобождается медиатор в таком количестве, которое зависит от величины мембранного потенциала в терминалях, образующих синаптические окончания. Наличие всетчатке горизонтальных (они регулируют синаптическую передачу между фоторецепторами и биполярными клетками) и амакриновых клеток (регулирующих взаимодействие между биполярными клетками и ганглиозными и осуществляющими процессы латерального торможения) позволяет создать оптимальные условия для детекции светового сигнала.

Физиология проводящих путей. Зрительная информация передается в мозг через аксоны ганглиозных клеток сетчатки, которые образуют зрительный нерв (II пара черепных нервов). Правый и левый зрительные нервы встречаются у основания мозга, где формируется их частичный перекрест, или хиазма : нервные волокна, идущие от носовых (назальных) половин обеих сетчаток, пересекаются и переходят на противоположную сторону. Такой перекрест обеспечивает каждое полушарие большого мозга информацией от обоих глаз: в затылочную долю правого полушария поступают сигналы от правых половин каждой сетчатки, а в левое полушарие - от левых половин сетчаток. Волокна, идущие от височных (темпоральных) половин каждой сетчатки, продолжают идти с той же стороны (ипсилатерально), объединяясь вместе с перекрещенным пучком аксонов из контрлатерального зрительного нерва, и образуют зрительный тракт . Зрительный тракт проецируются в ряд мозговых структур (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Схема зрительных путей в головном мозгу человека.

Справа показаны эфферентные связи между зрительной корой и подкорковыми структурами. Стрелки, отмеченные буквами, указывают на возможные места, после повреждения, которых отмечаются выпадения поля зрения.

Основное число волокон приходит в таламический подкорковый зрительный центр - латеральное, или наружное, коленчатое тело. Отсюда сигналы поступают в первичную проекционную область зрительной зоны коры (17-е поле по Бродману), затем - во вторичную проекционную зону (поле 18 и 19), а затем - в ассоциативные зоны коры.

Часть волокон от ганглиозных клеток сетчатки направляется к крыше среднего мозга - к ядрам верхних бугров четверохолмия и подушку таламуса (из подушки информация передается на область 18-го и 19-го полей коры). Нейроны верхних бугров четверохолмия обеспечивают реализацию ориентировочных (сторожевых) зрительных рефлексов. Из бугров четверохолмия нервные импульсы следуют в ядра глазодвигательного нерва, иннервирующего мышцы глаза, а также ресничную мышцу и мышцу, суживающую зрачок. Благодаря этому, в ответ на попадание световых волн в глаз зрачок суживается, а глазные яблоки поворачиваются в направлении пучка света.

Часть информации от сетчатки по зрительному тракту поступает к супрахиазматическим ядрам гипоталамуса, обеспечивая тем самым реализацию циркадианных (околосуточных) биоритмов (сон – бодрствование), а также регуляцию эндокринной системы.

В передаточных станциях (верхние бугры четверохолмия, латеральные коленчатые тела) происходит вычленение зрительной информации и выявление новых качеств, недоступных «примитивной» сетчатке. С этой целью за счет явления конвергенции и дивергенции создаются более сложные рецептивные поля, а также появляются более «обученные», более «смышленые» нейроны, которые возбуждаются на особые сигналы, например, на стимул, траектория движения которого имеет волнообразный характер. В этих передаточных станциях имеет место сохранение топического расположения рецепторов на сетчатке, а также наличие колонок - вертикальных скоплений нейронов, предназначенных для расчленения информации, поступающей от данной области сетчатки, на отдельные составляющие. Например, в латеральном коленчатом теле имеются нейроны, реагирующие на свет и темноту, отвечающие за контраст, реагирующие на определенные цвета, а также на определенное направление движения светового стимула (дирекционные нейроны).

Обработка информации в корковых зрительных центрах. Основной анализ зрительной информации совершается нейронами коры, среди которых выделяют простые, сложные, сверхсложные и гностические. Все эти нейроны объединены в вертикальные колонки (глазодоминантные, ориентационные).

Прежде всего, потенциалы действия нейронов наружного коленчатого тела поступают в затылочную часть полушарий большого мозга, где расположена первичная проекционная область зрительной зоны коры (поле 17). Афферентные волокна из наружного коленчатого тела оканчиваются в слое IV и в глубине слоя III 17-го поля, которое является центральным полем зрительной коры. К первичной проекционной зоне примыкают вторичные поля 18 и 19 (периферические поля зрительной коры). Между сетчаткой и полем 17 существует упорядоченное топографическое соответствие, благодаря чему карта сетчатки, а, следовательно, и поле зрения проецируется на кору. Центральная ямка, где острота зрения максимальна, занимает большую часть коркового представительства. Таким образом, единственную точную ретинооптическую карту содержит только поле 17.

В первичной проекционной зоне происходит анализ информации, поступающей одновременно из правого и левого глаз. Как и в других зонах коры, в этой области анализ проводится с участием колонок. Имеются глазодоминантные колонки, анализирующие информацию, идущую либо из правого глаза, либо из левого. Эти колонки соседствуют друг с другом, поэтому, вероятно, между ними происходит обмен информацией, и это позволяет видеть двумя глазами один предмет (бинокулярное зрение).

Среди нейронов колонок коры различают «простые» нейроны, задача которых состоит в выявлении контраста, наличия движущегося стимула, т. е. точно такие же задачи, как у нейронов сетчатки (но для нейронов коры рецептивные поля имеют более обобщенный характер). Простые нейроны зрительной коры в целом выполняет свои специфические функции, получая сигналы от определенного участка сетчатки и откликаясь максимальной активностью на определенную форму и ориентацию стимула.

Кроме того, колонки зрительной коры содержат «сложные» и «сверхсложные» нейроны, которые возбуждаются при наличии определенных условий, например, при движении светового сигнала слева направо или снизу вверх (дирекциональные детекторы), либо возбуждаются на определенный цвет, часть нейронов лучше всего отвечает на относительную удаленность объекта от глаз. Важно подчеркнуть, что информация о разных признаках зрительных объектов (форма, цвет, движение) обрабатывается параллельно в разных частях зрительной зоны коры больших полушарий.

Таким образом, в первичной проекционной зоне происходит более специализированная и сложная, чем в сетчатке и в латеральном коленчатом теле, переработка информации. Нейроны зрительной зоны коры имеют не круглые, а вытянутые (по горизонтали, вертикали или в одном из косых направлений) рецептивные поля небольшого размера. Благодаря этому нейроны коры способны выделять из цельного изображения отдельные фрагменты линий с той или иной ориентацией и расположением (детекторы ориентации) и избирательно на них реагировать.

Вся информация от нейронов первичного (поле 17) и вторичных (поля 18 и 19) проекционных полей коры передается в передние и задние ассоциативные зоны коры (лобные и теменно-височные области коры), где с участием более «обученных» (гностических) нейронов происходит окончательное формирование образа. В частности, в ассоциативных полях содержатся нейроны, обученные узнавать все буквы алфавита, слова, лица и т. д. Когда соответствующий нейрон «узнает» предназначенное ему для узнавания, он возбуждается, и это является физиологическим механизмом восприятия. При повреждении ассоциативных участков развиваются зрительные агнозии.

Теории цветового зрения. Ниже будут вкратцеописаны две наиболее известные теории цветового зрения – трехкомпонентная теория цветового зрения М.В. Ломоносова, Т. Юнга, Г. Гельмогольца и теория оппонентных цветов Э. Геринга. В свое время между сторонниками каждой из этих теорий велись жаркие споры. Однако сейчас эти теории можно считать взаимно дополняющими интерпретациями цветового зрения, поскольку каждая из них дает «правильный» результат к своему уровню зрительной системы, т.е. объясняет последовательную работу двух механизмов цветовосприятия, а именно первичного (цветоприемного) механизма, связанного с функцией колбочек сетчатки, и вторичного (цветокодирующего) механизма, обусловленного обработкой зрительной информации в нейронах сетчатки, подкорковых и корковых центрах зрения.

Согласно трехкомпонентной теории , цветовое восприятие обеспечивается тремя типами колбочек с различной спектральной (цветовой) чувствительностью. Одни колбочки обладают максимумом возбуждения при их освещении красно-оранжевым (671-700 нм) светом, вторые - при освещении зеленым (546 нм) светом, а третьи - при освещении сине-фиолетовым (397-435 нм) светом. Всякий цвет оказывает действие на все три цветоприемных элемента, но в разной степени. Отметим, что до настоящего времени дискутируется вопрос о колбочках, чувствительных к зеленому цвету: по мнению ряда исследователей, они более чувствительны к желтому цвету, т.е. являются «желтоузнающими».

Разновидностью трехкомпонентной теории цветоощущения является представление о том, что все колбочки в сетчатке одинаковы и каждая из них содержит три различных светочувствительных вещества (цветоприемных элементов). Одно из них распадается при действии, главным образом, красного цвета, другое - зеленого, а третье - синего. Следовательно, в каждой колбочке имеется три приемника света и каждый из трех компонентов цветоощущения передается по своей системе сигналов (коду), отличной от других компонентов. Комбинацией излучений этих основных цветов можно получить все оттенки спектра, воспринимаемого зрением. Если одновременно и в одинаковой степени раздражаются все три типа цветоприемных элементов колбочек, то возникает ощущение белого цвета.

В целом, первый вариант трехкомпонентной теории цветоощущения подтвержден в опытах, в которых микроспектрофотометром измеряли поглощение излучений с разной длиной волны у одиночных колбочек сетчатки человека. Трехкомпонентная теория хорошо согласуется с представлением об аномалии цветовосприятия. Так, человек, имеющий все три вида колбочек, т.е. трихромат, обладает нормальным цветовосприятием. Отсутствие одного какого-либо типа колбочек (т.е. у дихроматов) приводит к нарушению цветоощущения, которое получило название частичной цветовой слепоты. Чаще это явление называют дальтонизмом - по имени известного деятеля Великой французский революции Д. Дальтона, носителя этого вида аномалии, который впервые описал ее. Дальтонизм встречается у 8% мужчин и намного реже у женщин (его возникновение связывают с отсутствием определенных генов в половой непарной у мужчин Х-хромосоме). Нарушение работы красного механизма (протанопия) встречается примерно у 1,1% мужчин, зеленого механизма (дейтеранопия) - у 1,5%, а синего механизма (тританопия) - у 0,001% мужчин. Протанопы («краснослепые») не воспринимают красный цвет, сине-голубые лучи кажутся им бесцветными; дейтеранопы («зеленослепые») не отличают зеленые цвета от темно-красных и голубых цветов, а тританопы не воспринимают лучи синего и фиолетового цвета. У 0,01% людей имеется лишь один вид колбочек (монохроматы). Крайне редко встречаются люди с полной цветовой слепотой (ахроматы). При ахромазии в результате поражения колбочкового аппарата сетчатки человек видит все предметы лишь в разных оттенках серого. Люди с частичной или полной цветовой слепотой не могут быть полноценными водителями транспорта, поскольку они не способны различать цвет огней светофоров и дорожных знаков.

Не исключено, что процессы фоторецепции в колбочках протекают по такому же типу, как в палочках. Функцию зрительного пигмента выполняют йодопсин (в наибольшей степени он поглощает свет с длиной волны 560 нм), а также хлоролаб (546 нм) и эритролаб (671 нм).

Теория оппонентных цветов была предложена в XIX в. Э. Герингом как попытка объяснить ряд феноменов цветового зрения, в том числе феномен одновременного или последовательного контраста. В частности, Э.Геринг выдвинул представление о так называемых оппонентных цветах (красный и зеленый, синий и желтый, черный и белый), связывая это с синтезом или распадом зрительных пигментов.

В настоящее время установлено, что функцию различения цветов выполняют не только колбочки сетчатки, но и нейроны сетчатки (в том числе ганглиозные и горизонтальные клетки), нейроны наружного коленчатого тела и зрительной коры. Так, показано, что в сетчатке имеются нейроны, рецептивное поле которых устроено таким образом, что в его центре находятся колбочки, воспринимающие, к примеру, красный цвет, а на периферии - колбочки, которые нечувствительны к нему. Когда луч красного цвета возбуждает колбочки, находящиеся в центре рецептивного поля, нейрон возбуждается, в результате чего возникает ощущение красного. Если свет в основном поглощается колбочками на периферии рецептивного поля, то этот нейрон не возбуждается, что создает ощущение зеленого света. Это возможно при условии существования второго варианта рецептивного поля: в центре находятся колбочки, воспринимающие зеленый цвет, тогда возбуждение этих нейронов даст ощущение зеленого, если же кванты света воспринимаются в основном колбочками периферии, то нейрон не возбуждается, что вместе с другим типом объединения рецепторов дает ощущение красного. Синий и желтый цвет возникает в рецептивных полях, где в одном случае центр представлен колбочками, воспринимающими желтый цвет, а периферия - синий, и наоборот, рецептивные поля, где в центре концентрируются колбочки, воспринимающие синий цвет, а на периферии - желтый. Ощущение черного и белого цветов возникает в результате такой организации, когда центр воспринимает все цвета (т.е. колбочки чувствительны ко всем цветам - это дает ощущение белого цвета), а периферия - не чувствительна к свету. Таким образом, любой цвет может быть представлен совокупностью нейронов, воспринимающих основные цвета. В результате многочисленного объединения нейронов на более высоком уровне (латеральное коленчатое тело, кора больших полушарий) возникает ощущение всех оттенков цвета. Оппонентность отмечена также для биполярных и некоторых горизонтальных клеток: цвет различного спектрального состава вызывает либо деполяризацию этих клеток, либо гиперполяризацию. Показано, что в наружном коленчатом теле спектрально оппонентные нейроны (цветочувствительные нейроны) представлены очень широко - на их долю приходится около 67% от общего числа нейронов. В зрительной коре также выявлены цветочувствительные нейроны. Их рецептивные поля устроены таким образом, что центр возбуждается на длинноволновый стимул и тормозится коротковолновым; напротив, периферия возбуждается коротковолновым и тормозится длинноволновым стимулом.

Таким образом, трехкомпонентная теория цветовосприятия (колбочки трех видов) достаточно хорошо согласуется с оппонентной теорией. В определенной степени эти две теории подтверждаются явлением одновременного и последовательного цветового контраста. Явление одновременного цветового контраста проявляется в том, что при длительном наблюдении серый круг приобретает зеленый цвет; если же серый круг имеет ободок зеленого цвета, то при длительном наблюдении ободок приобретает красную окраску. Явление последовательного цветового контраста (последовательных цветовых образов) проявляется в том, что если долго смотреть на окрашенный предмет (например, на красный квадрат), а затем перевести взгляд на белую бумагу, то тот же предмет виден окрашенным в дополнительный (зеленый) цвет. Причина этого явления в цветовой адаптации, т. е. снижении чувствительности к этому цвету. Поэтому из белого света как бы вычитается тот, который действовал на глаз до этого, и возникает ощущение дополнительного цвета.

Орган зрения является самым важным из всех органов чувств человека, ведь около 90% информации о внешнем мире человек получает через зрительный анализатор или зрительную систему

Орган зрения является самым важным из всех органов чувств человека, ведь около 90% информации о внешнем мире человек получает через зрительный анализатор или зрительную систему. Основными функциями органа зрения являются центральное, периферическое, цветовое и бинокулярное зрение, а также светоощущение.

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим.

Строение зрительной системы

Зрительная система состоит из:

* Глазного яблока;

* Защитного и вспомогательного аппарата глазного яблока (веки, конъюнктива, слезный аппарат, глазодвигательные мышцы и фасции глазницы);

* Системы жизнеобеспечения органа зрения (кровоснабжение, выработка внутриглазной жидкости, регуляция гидро и гемодинамики);

* Проводящих путей – зрительного нерва, зрительного перекреста и зрительного тракта;

* Затылочных долей коры больших полушарий головного мозга.

Глазное яблоко

Глаз имеет форму сферы, поэтому к нему стала применяться аллегория яблока. Глазное яблоко – очень нежная структура, поэтому располагается в костном углублении черепа – глазнице, где частично укрыто от возможного повреждения.

Глаз человека имеет не совсем правильную шаровидную форму. У новорожденных его размеры равны (в среднем) по сагиттальной оси 1, 7 см, у взрослых людей 2, 5 см. Масса глазного яблока новорожденного находится в пределах до 3 г, взрослого человека - до 7-8 г.

Особенности строения глаз у детей

У новорожденных глазное яблоко относительно большое, но короткое. К 7-8 годам устанавливается окончательный размер глаз. Новорожденный имеет относительно большую и более плоскую, чем у взрослых, роговицу. При рождении форма хрусталика сферичная; в течение всей жизни он растет и становится более плоским. У новорожденных в строме радужки пигмента мало или совсем нет. Голубоватый цвет глазам придает просвечивающий задний пигментный эпителий. Когда пигмент начинает появляться в радужке, она приобретает свой собственный цвет.

Строение глазного яблока

Глаз располагается в глазнице и окружен мягкими тканями (жировая клетчатка, мышцы, нервы и пр.). Спереди он покрыт конъюнктивой и прикрыт веками.

Глазное яблоко состоит из трех оболочек (наружной, средней и внутренней) и содержимого (стекловидного тела, хрусталика, а также водянистой влаги передней и задней камер глаза).

Наружная, или фиброзная, оболочка глаза представлена плотной соединительной тканью. Она состоит из прозрачной роговицы в переднем отделе глаза и белого цвета непрозрачной склеры. Обладая эластическими свойствами, эти две оболочки образуют характерную форму глаза.

Функция фиброзной оболочки – проведение и преломление лучей света, а также защита содержимого глазного яблока от неблагоприятных внешних воздействий.

Роговица – прозрачная часть (1/5) фиброзной оболочки. Прозрачность роговицы объясняется уникальностью ее строения, в ней все клетки расположены в строгом оптическом порядке и в ней отсутствуют кровеносные сосуды.

Роговица богата нервными окончаниями, поэтому она очень чувствительна. Воздействие неблагоприятных внешних факторов на роговицу вызывает рефлекторное сжимание век, обеспечивая защиту глазного яблока. Роговица не только пропускает, но и преломляет световые лучи, она имеет большую преломляющую силу.

Склера – непрозрачная часть фиброзной оболочки, которая имеет белый цвет. Ее толщина достигает 1 мм, а самая тонкая часть склеры расположена в месте выхода зрительного нерва. Склера состоит в основном из плотных волокон, которые придают ей прочность. К склере крепятся 6ть глазодвигательных мышц.

Функции склеры – защитная и формообразующая. Сквозь склеру проходят многочисленные нервы и сосуды.

Сосудистая оболочка , средний слой, содержит кровеносные сосуды, по которым кровь поступает для питания глаза. Прямо под роговицей сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку, которая и определяет цвет глаз. В центре ее находится зрачок . Функция этой оболочки – ограничивать поступление света в глаз при его высокой яркости. Это достигается сужением зрачка при высокой освещенности и расширением – при низкой.

За радужной оболочкой расположен хрусталик , похожий на двояковыпуклую линзу, который улавливает свет, когда он проходит через зрачок и фокусирует его на сетчатке. Вокруг хрусталика сосудистая оболочка образует ресничное тело, в котором заложена цилиарная (ресничнвя) мышца, регулирующая кривизну хрусталика, что обеспечивает ясное и четкое видение разноудаленных предметов.

Когда эта мышца расслаблена, прикрепленный к цилиарному телу ресничный поясок натягивается и хрусталик уплощается. Его кривизна, а следовательно и преломляющая сила, минимальна. В таком состоянии глаз хорошо видит удаленные объекты.

Чтобы рассмотреть предметы, расположенные вблизи, цилиарная мышца сокращается, а напряжение ресничного пояска ослабевает, так что хрусталик становится более выпуклым, следовательно, более сильно преломляющим.

Это свойство хрусталика менять свою преломляющую силу луча, называется аккомодацией .

Внутренняя оболочка глаза представлена сетчаткой – высо- кодифференцированной нервной тканью. Сетчатка глаза – передний край мозга, исключительно сложное как по своей структуре, так и по функциям образование.

Что интересно, в процессе эмбрионального развития сетчатка глаза формируется из той же группы клеток, что головной и спинной мозг, поэтому справедливо утверждение, что поверхность сетчатки является продолжением мозга.

В сетчатке свет преобразуется в нервные импульсы, которые по нервным волокнам передаются в мозг. Там они анализируются, и человек воспринимает изображение.

Главным слоем сетчатки является тонкий слой светочувствительных клеток – фоторецепторов . Они бывают двух видов: отвечающие на слабый свет (палочки) и сильный (колбочки).

Палочек насчитывается около 130 миллионов, и они расположены по всей сетчатке, кроме самого центра. Благодаря им человек видит предметы на периферии поля зрения, в том числе при низкой освещенности.

Колбочек насчитывается около 7 миллионов. Они расположены главным образом в центральной зоне сетчатки, в так называемом желтом пятне . Сетчатка здесь максимально утончается, отсутствуют все слои, кроме слоя колбочек. Желтым пятном человек видит лучше всего: вся световая информация, попадающая на эту область сетчатки, передается наиболее полно и без искажений. В этой области возможно лишь дневное и цветное зрение.

Под воздействием световых лучей в фоторецепторах происходит фотохимическая реакция (распад зрительных пигментов), в результате которой выделяется энергия (электрический потенциал), несущая зрительную информацию. Эта энергия в виде нервного возбуждения передается в другие слои сетчатки – на клетки-биполяры, а затем на ганглиозные клетки. При этом, благодаря сложным соединениям этих клеток, происходит удаление случайных “помех” в изображении, усиливаются слабые контрасты, острее воспринимаются движущиеся предметы.

В конечном счете, вся зрительная информация в кодированном виде передается в виде импульсов по волокнам зрительного нерва в головной мозг, его высшую инстанцию – заднюю кору, где и происходит формирование зрительного образа.

Что интересно, лучи света, проходя сквозь хрусталик, преломляются и переворачиваются, из-за чего на сетчатке возникает перевернутое уменьшенное изображение предмета. Также картинка с сетчатки каждого глаза поступает в головной мозг не целиком, а словно разрезанная пополам. Однако мы видим мир нормально.

Следовательно, дело не столько в глазах, сколько в мозге. В сущности, глаз – это просто воспринимающий и передающий инструмент. Клетки мозга, получив перевернутое изображение, переворачивают его снова, создавая истинную картину окружающего мира.

Содержимое глазного яблока

Содержимое глазного яблока – стекловидное тело, хрусталик, а также водянистая влага передней и задней камер глаза.

Стекловидное тело по весу и объему составляет примерно 2/3 глазного яблока и более чем на 99% состоит из воды, в которой растворено небольшое количество белка, гиалуроновой кислоты и электролитов. Это прозрачное бессосудистое студенистое образование, заполняющее пространство внутри глаза.

Стекловидное тело достаточно прочно связано с цилиарным телом, капсулой хрусталика, а также с сетчаткой вблизи зубчатой линии и в области диска зрительного нерва. С возрастом связь с капсулой хрусталика ослабевает.

Вспомогательный аппарат глаза

К вспомогательному аппарату глаза относят глазодвигательные мышцы, слезные органы, а также веки и конъюнктиву.

Глазодвигательные мышцы

Глазодвигательные мышцы обеспечивают подвижность глазного яблока. Их шесть: четыре прямых и две косых.

Прямые мышцы (верхняя, нижняя, наружная и внутренняя) начинаются от сухожильного кольца, расположенного у вершины орбиты вокруг зрительного нерва, и прикрепляются к склере.

Верхняя косая мышца начинается от надкостницы глазницы сверху и кнутри от зрительного отверстия, и, направляясь несколько кзади и книзу, прикрепляется к склере.

Нижняя косая мышца начинается от медиальной стенки орбиты позади нижней глазничной щели и прикрепляется к склере.

Кровоснабжение глазодвигательных мышц осуществляется мышечными ветвями глазной артерии.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение).

Точная и слаженная работа мышц глаза позволяет нам видеть окружающий мир двумя глазами, т.е. бинокулярно. В случае нарушения функций мышц (например, при парезе или параличе одной из них) возникает двоение или же зрительная функция одного из глаз подавляется.

Также считается, что глазодвигательные мышцы участвуют в процессе подстройки глаза к процессу видения (аккомодации). Они сжимают или растягивают глазное яблоко так, чтобы лучи, поступающие от обозреваемых объектов, будь то вдали или вблизи, могли попасть точно на сетчатку. При этом хрусталик обеспечивает более тонкую настройку.

Кровоснабжение глаза

Мозговая ткань, осуществляющая проведение нервных импульсов от сетчатки до зрительной коры, а также зрительная кора, в норме почти повсеместно имеют хорошее обеспечение артериальной кровью. В кровоснабжении этих мозговых структур участвуют несколько крупных артерий, входящих в состав каротидных и вертебрально-базилярной сосудистых систем.

Артериальное кровоснабжение головного мозга и зрительного анализатора осуществляется из трех основных источников - правой и левой внутренней и наружной сонных артерий и непарной базилярной артерии. Последняя образуется в результате слияния правой и левой позвоночных артерий, расположенных в поперечных отростках шейных позвонков.

Почти вся зрительная кора и отчасти кора прилежащих к ней теменной и височной долей, а также затылочные, среднемозговые и мостовые глазодвигательные центры снабжаемых кровью за счет вертебро-базилярного бассейна (вертебра – в переводе с латинского – позвонок).

В связи с этим нарушения кровообращения в вертебрально-базилярной системе может стать причиной нарушения функций как зрительной, так и глазодвигательной систем.

Вертебробазилярная недостаточность, или синдром позвоночной артерии, – это состояние, при котором снижается кровоток в позвоночных и базилярной артериях. Причиной этих нарушений могут быть сдавливание, повышение тонуса позвоночной артерии, в т.ч. в следствие сдавливания костной тканью (остеофиты, грыжа межпозвоночного диска, подвывих шейных позвонков и др.).

Как видите, наши глаза – это исключительно сложный и удивительный дар природы. Когда все отделы зрительного анализатора работают гармонично и без помех, окружающий нас мир мы видим ясно.

Относитесь к своим глазам бережно и внимательно!

Нарушения зрения

Зрительная сенсорная система - важнейшая среди других, потому что дает человеку более 90% информации из окружающей среды.

Зрительная сенсорная система имеет три части: 1) периферическую , которая состоит из собственно рецепторного аппарата (палочки и колбочки сетчатки глаза);

2) проводниковую , состоящую из чувствительного зрительного нерва, зрительного тракта, содержится в головном мозге, таламуса;

3) центральную, которая находится в затылочных областях коры головного мозга.

Функцией зрительного анализатора является зрение - способность воспринимать свет, цвет, размер, взаимное расположение и расстояние между предметами с помощью органа зрения - глаза.

Глаз содержится в углублении черепа - глазнице . Различают вспомогательный аппарат глаза и собственно глазное яблоко .

Вспомогательный аппарат глаза - это система его защиты и движения. В него входят брови, верхняя и нижняя веки с ресницами, слезные железы, двигательные мышцы. Глазное яблоко сзади окружено жировой клетчаткой, которая играет роль мягкой эластичной подушки. Над верхним краем глазницы лежит полоска кожи, покрыта волосами - брови. Волосы бровей задерживают пот выделяется на лбу и направляет его на виски. Спереди глазное яблоко прикрывают верхнее и нижнее веки, защищающие глаза спереди и способствуют его увлажнению. Вдоль переднего края век растут волосы - ресницы: раздражение их вызывает защитный рефлекс - смыкание век. Внутренняя поверхность век и передняя часть глазного яблока, за исключением роговицы, покрыта слизистой оболочкой - конъюнктивой . Вокруг внешнего края глазницы расположена слезная железа , которая выделяет жидкость, предохраняющую глаз от высыхания и обеспечивает чистоту склеры и прозрачность роговицы. Равномерному распределению слезной жидкости на поверхности глаза способствует мигание век. Глазное яблоко приводят в движение шесть мышц, из которых четыре называются прямыми, а два косыми. Они обеспечивают координированные движения глаза. К системе защиты глаза также принадлежит роговичный (дотрагивания к роговице или попадания в глаза пылинки) и зрачковый рефлексы.

Глаз, или глазное яблоко . Представляет собой шарообразной формы образование диаметром 24 мм, массой 7-8 г.

Стенка глазного яблока образована тремя оболочками: наружной -фиброзной, средней – сосудистой и внутренней - сетчаткой.

Внешняя оболочка - белковая оболочка, или склера - непрозрачная прочная соединительная ткань белогоцвета, которая обеспечивает глазу определенную форму и защиту. Передняя часть склеры переходит в прозрачную роговицу. Роговица защищает от повреждения внутренние части глаза и пропускает свет. Роговица не содержит кровеносных сосудов, питается за счет межклеточной жидкости. После травмы глаза или его заполнения, у пожилых людей может возникнуть помутнение роговицы, или бельмо .

Вследствие этого ухудшается или вовсе прекращается попадание в глаза света, и человек становится слепой. Единственным методом лечения бельма является пересадки роговицы. Первым в мире такую ​​операцию предложил выдающийся отечественный офтальмолог В.П. Филатов (1875-1956).

Под склерой находится средняя оболочка - сосудистая (толщина ее 0,2-0,4 мм), в которой большое количество кровеносных сосудов, ее функция связана с питанием других оболочек и образований глаза. Эта оболочка богата на пигмент, который придает ей темную окраску. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное тело и радужную оболочку.

В ресничном теле содержится мышца, которая связан с хрусталиком и регулирует его кривизну.

Ткань радужки содержит пигмент - меланин, от количества которого цвет радужки может быть от голубого до черного. В центре радужки есть округлое отверстие - зрачок. Диаметр зрачка меняется в зависимости от уровня освещения: больше света вокруг - зрачок уже, меньше - шире, очень широкий - в полной темноте. Диаметр зрачка изменяется рефлекторно (зрачковый рефлекс) благодаря сокращению неисчерченных мышц радужной оболочки, одни из которых иннервируются симпатичной (расширяют), а другие - парасимпатической нервной системой (сужают).

Внутренняя оболочка глаза - сетчатка , толщина которой 0,1-0,2 мм, но она состоит из многих слоев различных клеток, которые, соединяясь

между собой своими отростками, сплетают ажурную сетку (отсюда ее название). Различают следующие слои сетчатки:

1) внешний пигментный слой, образованный эпителием, содержит пигмент фуксин; этот пигмент поглощает свет и тем препятствует его отражению ирассеиванию, а это способствует четкости зрительного восприятия;

2) фоторецепторы - колбочки (7-8 млн.), предназначенные для дневного зрения и нечувствительные к слабому освещению, и палочки (125 млн.), которые воспринимают световые лучи в условиях сумеречного освещения;

3) биполярные нейроны;

4) ганглиозные нейроны, аксоны которых формируют зрительный нерв.

С физиологической точки зрения сетчатка является периферической частью зрительно-ного анализатора.

Основная масса колбочек находится в центральной части сетчатки - в желтом пятне . Желтое пятно является местом наилучшего видения. Такое зрение называется центральным. Остальные сетчатки участвует в боковом или периферическом зрении. С удалением от центра количество колбочек уменьшается, а палочек увеличивается. Место выхода зрительного нерва из глазного яблока, не содержит фоторецепторов, а потому и не воспринимает света, называется слепым пятном .

Фоторецепторы состоят из двух сегментов - внешнего, который содержит светочувствительный пигмент, и внутреннего, который содержит ядро ​​и митохондрии, которые обеспечивают энергетические процессы. В палочках содержится пурпурного цвета пигмент - родопсин , а в колбочках - йодопсин (пигмент фиолетового цвета). Зрительные пигменты представляют собой высокомолекулярные соединения, состоящие из окисленного витамина А (ретиналя) и белка опсина. В темноте оба пигменты находятся в неактивной форме. Под действием кванта света они мгновенно распадаются ("выцветают") и переходят в активную форму: ретиналь отщепляется от опсина. В такой форме зрительные пигменты возбуждают фоторецепторы. Возникает нервный импульс в связанных с ними волокнах зрительного нерва. В темноте молекулы родопсина восстанавливаются сообщением витамина А с опсином. Недостаток витамина А нарушает образование родопсина, что приводит резкое ухудшение сумеречного зрения (куриная слепота), а днем ​​зрение остается нормальным. Вот почему так важно употреблять продукты, содержащие витамин А. Этот витамин - жирорастворимый, поэтому содержится в животных жирах (печени рыб, в рыбьем жире), жирах растительного происхождения (шиповникового, облепихового масла) и жареной на масле моркови. Неактивный его предшественник - каротин содержится в червоних, желтых фруктах и ​​овощах: абрикосах, моркови, красном перце и тому подобное.

По теории цветового зрения, которую впервые предложил М.В. Ломоносов (1756), в сетчатке глаза содержатся 3 вида колбочек, в каждом из которых есть особое цветореактивное вещество. Одним свойственна чувствительность к красному, вторым к зеленому, третьим - к фиолетовому. В зрительном нерве есть 3 особые группы нервных волокон, каждое из которых проводит афферентные импульсы от одной из групп колбочек. Ощущение цвета возникает при воздействии на зрительный анализатор электромагнитных волн определенной длины. При освещении сетчатки лучами и одновременном отведении потенциалов от отдельных волокон зрительного нерва самая электрическая активность будет в области оранжевого, зеленого и сине-фиолетового. В обычных условиях лучи действуют не на одну группу колбочек, а на 2 или 3 группы, при этом волны различной длины возбуждают их в разной степени. Первичное различие цвета происходит в сетчатке, но остаточный цвет, который будет воспринято, формируется уже в высших зрительных центрах.

Иногда у человека частично или полностью нарушается восприятие цвета. Это цветовая слепота. При полной цветовой слепоте человек видит все предметы окрашенными в серый цвет. Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского химика Дж. Дальтона, который страдал этой болезнью и первый ее описал в 1794). Дальтоники, как правило, не различают красные и зеленые цвета. Дальтонизм - наследственная болезнь, которая передается через Х-хромосому. Чаще он наблюдается у мужчин (6-8%), реже - у женщин (0,4- 0,5%).

В состав внутреннего ядра глазного яблока входят: хрусталик, стекловидное тело, водянистая влага.

Хрусталик - это прозрачное эластичное образование, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Он не содержит ни сосудов, ни нервов. Его питания происходит благодаря водянистой влаге. Благодаря неисчерченной мышце, что подходит к хрусталику с реснитчатого тела, он способен менять величину своей выпуклости, преломлять и фокусировать пучок света так, чтобы изображение предметов на сетчатке было четким. Приспособление глаза к четкому видению предметов, которые расположены от него на разном расстоянии называется аккомодацией . Осуществляется аккомодация за счет ресничной мышцы, которая меняет кривизну хрусталика, благодаря чему предметы, которые рассматриваются, на сетчатке находятся в фокусе. При рассмотрении близких предметов хрусталик становится выпуклым, благодаря чему лучи от предмета сходятся на сетчатке. Если изображение находится не в сетчатке, а за ней, а на ней возникает смутное, расплывчатое изображение, то такие люди страдают дальнозоркостью . С возрастом развивается так называемая старческая дальнозоркость, которая обусловлена ​​потерей хрусталиком эластичности и уменьшением его преломляющей силы. Если фокус изображения находится перед сетчаткой, то такие люди страдают близорукостью . Следствием травм глаза, нарушение обмена витаминов (дефицит витаминов С, А) и углеводов (сахарный диабет) или старения организма может быть помутнение хрусталика, или катаракта . Врожденные катаракты у новорожденного ребенка возникают, если женщина в ранний период беременности болела корью.

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком имеются небольшие полости, которые называются камерами, в них содержится прозрачная жидкость - водянистая влага . Она обеспечивает роговицу и хрусталика кислородом, глюкозой и белками. Полость глаза позади хрусталика заполнена студенистой массой - стекловидным телом . Обе субстанции обеспечивают постоянное внутриглазное давление, необходимое для поддержания формы глазного яблока. Вследствие повышенного внутриглазного давления, создаваемого накоплением водянистой влаги, которая в норме следует сразу после ее секреции, может возникнуть заболевание глаукома . Глаукома может вызвать слепоту из-за сдавливания кровеносных сосудов глазного нерва. Это приводит к дегенерации нервных волокон.

Глаз человека является своеобразной оптической камерой, в которой можно выделить светочувствительный экран - сетчатку и светопреломляющейсреды, главным образом - роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Каждое из этих сред имеет свой показатель оптической силы, выражается в диоптриях. Одна диоптрия (Д) - это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Система глаза равна 59 Д при рассмотрении далеких предметов и 70,5 Д при рассмотрении близких предметов.

Оптическая система глаза обеспечивает четкое изображение предмета на сетчатке глаза. После преломления световых лучей в хрусталике на сетчатке образуется уменьшенное обратное изображение предмета. Однако, несмотря на это, мы видим предметы в прямом виде. Это достигается образованием условных рефлексов, показаниями других анализаторов и постоянной проверкой ощущений ежедневной практикой.

Для нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности. Далекие предметы здоровый глаз рассматривает без напряжения аккомодации, то есть без сокращения реснитчатой мышцы. Ближайшая точка ясного видения у взрослого человека находится на расстоянии приблизительно 10 см от глаза. Это значит, что предметы, расположенные ближе 10 см, нельзя четко увидеть даже при максимальном сокращении реснитчатого мышцы. Ближайшая точка ясного видения меняется с возрастом. В 10 лет ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 лет - 8,3 см, в 30 лет - 11 см, в 40 лет - 17 см, в 50 лет - 50 см, в 60-70 лет - 80 см.

Преломляюшая способность глаза при покое аккомодации, то есть когда хрусталик максимально уплощен, называется рефракцией .

Различают 3 вида рефракции глаза: нормальная (пропорциональная), дальнозоркая (80-90% новорожденных детей имеют дальнозорких рефракцию) и близорукая.

В глазу с нормальной рефракцией параллельные лучи, идущие от предметов, пересекаются на сетчатке, обеспечивает четкое видение предмета.

Дальнозоркий глаз имеет слабую преломляющую способность. В таком глазу параллельные лучи, идущие от далеких предметов пересекаются за сетчаткой, так как продольная ось короткая. Для перемещения для создания изображений на сетчатку дальнозоркий глаз должен усилить свою преломляющую способность за счет увеличения кривизны хрусталика уже при рассматривании удаленных предметов. Если аккомодация не в состоянии обеспечить получение на сетчатке дальнозоркого глаза изображений предметов, острота зрения уменьшается. При дальнозоркости назначают очки с двовыпуклыми –собирательными линзами, которые увеличивают преломление света, благодаря чему лучи фокусируются на сетчатке.

В близоруком эти параллельные лучи, идущие далеко от далеких предметов, пересекаются впереди сетчатки, не доходя до нее, это связано со слишком длинной продольной осью глаза, или больше, чем нормальная, преломляющей силой среды глаза. При близорукости назначают очки с рассеивающими двояковогнутыми линзами, которые уменьшат преломления лучей, попадающих в глаз, таким образом, изображение предмета фокусироваться на сетчатке.

Астигматизм - невозможность схождения всех лучей в одном точке, фокусе. Это наблюдается при неодинаковой кривизне роговицы в различных ее меридианах. Если больше преломляется вертикальный меридиан, астигматизм прямой, если горизонтальный - обратный. Нормальные глаза, небольшая степень астигматизма, потому поверхность роговицы не вполне сферическая. Различные степени астигматизма, нарушающие зрение, исправляют с помощью цилиндрических стекол, которые располагаются на соответствующих меридианам роговицы.

Острота зрения - способность различать наименьшее расстояние между двумя точками, достигается, когда между двумя возбужденными колбочками есть одна невозбужденная. Мерилом остроты зрения является угол, который образуется между лучами, идущими от двух точек предмета к глазу - угол зрения. Чем меньше этот угол, тем выше острота зрения. Оптимальным для остроты зрения является диаметр зрачка примерно 3 мм.

Нормальное зрение осуществляется двумя глазами (бинокулярное зрение). Это позволяет чувствовать рельефное изображение предметов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза.

Человек воспринимает предмет как единое целое. Это происходит потому, что изображение предмета возникает на идентичных точках сетчатки. Идентичными точками сетчатки двух глаз называют зоны центральных ямок и все точки, расположенные от нее на одинаковом расстоянии и в одном и том же направлении. Точки сетчатки, которые не совпадают, называются неидентичными. Если лучи от предмета, рассматривается, попадают на идентичные точки сетчатки, то изображение предмета будет раздвоенным.

Возбудимость зрительного анализатора зависит от количества светореактивных веществ в сетчатке. Во время действия света на глаз в результате распада светореактивных веществ возбудимость глаза снижается. Это приспособление глаза к свету - световая адаптация . В темноте в связи с восстановлением светореактивных веществ возбудимость глаза к свету возрастает. Это - темновая адаптация . Возбудимость колбочек растет в темноте в 20-50 раз, а палочек в 200-400 тыс. раз.

Кроме световой, есть еще цветовая адаптация, то есть падение возбудимости глаза при воздействии лучей, которые вызывают цветовые ощущения. Чем интенсивнее цвет, тем быстрее падает возбудимость глаза. Быстрее уменьшается возбудимость при действии сине-фиолетового раздражителя, меньше и медленнее - зеленого.

Большая часть наших сведений о внешнем мире связана со зрением. Этот процесс обеспечивает зрительная сенсорная система - совокупность светочувствительных органов и отделов мозга, с которыми связаны получение и анализ зрительной информации. Периферическая часть зрительной сенсорной системы - орган зрения, глаз - предназначен для восприятия света - электромагнитных колебаний, длина волны которых находится в пределах от 400 до 800 мкм. Глаз воспринимает множество элементов окружающего пространства: свет и цвет, контуры и детали предметов, их изменение, перемещение в пространстве, может оценивать глубину пространства и т.д.

В рецепторном аппарате глаза кодируются такие параметры зрительного стимула, как интенсивность, цвет, размер и скорость перемещения точки или предмета. Эта информация передается по зрительному нерву к ядрам промежуточного и среднего мозга, а оттуда - к зрительным областям коры больших полушарий.

Глаз (рис. 5.30) располагается в глазнице черепа. От стенок глазницы отходят шесть глазодвигательных мышц, при сокращении которых глаз может совершать движения в любом направлении (рис. 5.31 и табл. 5.2).

Рис. 530.

Рис. 531.

Таблица 5.2

Функции мышц глазного яблока

Ресницы и веки защищают глаз от жидкости и пыли. У наружного угла глаза располагается слезная железа, ее секрет увлажняет поверхность глазного яблока, смывает посторонние частицы и стекает из внутреннего угла глаза по слезному каналу в носовую полость (рис. 5.32).

Глаз представляет собой сферический орган - «глазное яблоко», покрытый плотной соединительнотканной оболочкой - склерой , защищающей его от механических и химических повреждений (рис. 5.33). Спереди склера переходит в прозрачную, легко пропускающую лучи света роговицу. Внутренняя поверхность склеры выстлана сосудистой оболочкой и сетчаткой. Сосудистая оболочка пронизана многочисленными сосудами, питающими глаз (рис. 5.34). Она расположена между склерой и сетчаткой. На ее внутренней поверхности, обращенной к сетчатке, находится слой пиг-

Рис. 5.32.

Рис. 5.33.

Рис. 534.

ментных клеток , поглощающих световые лучи. Передняя, видимая часть сосудистой оболочки (радужка ) обусловливает цвет глаз человека (от светло-голубого до темно-коричневого) в зависимости от количества и распределения пигмента. Круглое отверстие в центре радужной оболочки - зрачок - регулирует поступление внутрь глаза лучей света: при ярком освещении диаметр зрачка уменьшается, при слабом - увеличивается (рис. 5.35). Изменение величины зрачка связано с двумя группами мышечных волокон. Мышца , суживающая зрачок , образована кольцевыми волокнами, мышца , расширяющая зрачок , - радиальными волокнами, отходящими от зрачка подобно спицам колеса. Первая иннервируется парасимпатическими нервами, вторая - симпатическими. При увеличении освещенности поля зрения кольцевые мышцы сокращаются под влиянием импульсов,

Рис. 535.

При сокращении кольцевых мышц радужки зрачок сужается, а при сокращении радиальных - расширяется приходящих по парасимпатическим волокнам. В результате зрачок суживается и световой поток к сетчатке уменьшается. Если уровень освещения снижается, активность парасимпатических волокон уменьшается, что приводит к пассивному расширению зрачка. Активное расширение зрачка происходит при эмоциональной реакции или физической нагрузке в результате сокращения радиальных мышц под влиянием импульсов, приходящих по симпатическим нервам.

За радужной оболочкой находится хрусталик , имеющий форму двояковыпуклой линзы. Спереди от него расположена передняя камера глаза , заполненная водянистой влагой , за хрусталиком - прозрачная масса, называемая стекловидным телом. Перед тем как попасть на фоторецепторы сетчатки, лучи света последовательно проходят через светопреломляющие среды глаза: роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело и все слои сетчатки, в том числе слой палочек и колбочек, обращенный светочувствительной стороной к пигментным клеткам. Сетчатка - это внутренняя светочувствительная оболочка глаза, образованная рецепторными и нервными элементами. На сетчатке возникает сфокусированное уменьшенное и перевернутое изображение предметов. В рецепторных элементах сетчатки световой стимул преобразуется в нервное возбуждение и происходит первичная обработка сигнала.

Оптический аппарат глаза можно представить в виде системы линз, фокусирующих изображение на сетчатке. При прохождении лучей света через глаз они преломляются на четырех поверхностях раздела сред с различной оптической плотностью: 1) между внешней воздушной средой и роговицей, 2) между роговицей и водянистой влагой, 3) между водянистой влагой и хрусталиком и 4) между хрусталиком и стекловидным телом. Наибольшей преломляющей силой обладают поверхность раздела между воздухом и роговицей и хрусталик. Эти структуры можно представить в виде одной двояковыпуклой линзы, через которую проходят лучи от удаленного источника. В результате преломления эти лучи сходятся (фокусируются) в точке позади нее на сетчатке (рис. 5.36). Расстояние от линзы до фокуса называется фокусным расстоянием.

Степень преломления зависит от угла падения световых лучей: чем больше угол падения, тем сильнее преломление луча. Лучи, падающие на края линзы, сильнее преломляются по направлению к ее центральной оси, лучи же, проходящие через центр линзы (перпендикулярно к ней), не преломляются вовсе.

Рис. 5.36.

лучи от удаленного источника сходятся позади линзы в фокусе (а);

на сетчатке возникает уменьшенное перевернутое изображение (б)

Преломляющая сила глаза выражается в диоптриях. Диоптрия - это величина, обратная фокусному расстояния (D = 1: /). Общая преломляющая сила глаза составляет примерно 66,7 диоптрии.

Аккомодация (от лат. accomodatio - приспособление) - настройка диоптрического аппарата глаза к ясному видению предметов, находящихся на разных расстояниях от глаза за счет изменения кривизны хрусталика (рис. 5.37).