Строение и работа зрительного анализатора человека. Что такое зрительный анализатор и схема его построения

Зрительная сенсорная система вместе со слуховой играют особую роль в познавательной деятельности человека.

Через зрительный анализатор человек получает до 90% информации об окружающем мире. С деятельностью зрительного анализатора связаны следующие функции: светочувствительность, определение формы предметов, их величины, расстояния предметов от глаза, восприятие движения, цветовое зрение и бинокулярное зрение.

Строение и функции органа зрения. Орган зрения состоит из глазного яблока (глаза) и вспомогательных органов глаза, которые расположены в глазнице. Глазное яблоко имеет шаровидную форму.

Оно состоит из трех оболочек и ядра. Наружная оболочка - фиброзная, средняя - сосудистая, внутренняя - светочувствительная, сетчатая (сетчатка). Ядро глазного яблока включает хрусталик, стекловидное тело и жидкую среду - водянистую влагу.

Фиброзная оболочка - толстая, плотная, у нее выделяют два отдела: передний и задний. Передний отдел занимает 1/5 поверхности глазного яблока. Он образован прозрачной, выпуклой кпереди роговицей. Роговица лишена кровеносных сосудов и обладает высокими светопреломляющими свойствами. Задний отдел фиброзной оболочки - белочная оболочка, напоминает по цвету белок вареного куриного яйца.

Образована белочная оболочка плотной волокнистой соединительной тканью. Сосудистая оболочка расположена под белочной и состоит из трех различных по строению и функциям частей: собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужной оболочки. Собственно сосудистая оболочка занимает большую заднюю часть глаза.

Она тонкая, богата кровеносными сосудами, содержит пигментные клетки, придающие ей темно-коричневый цвет.

Ресничное тело находится кпереди от собственно сосудистой оболочки и имеет вид валика. От переднего края ресничного тела к хрусталику отходят выросты - ресничные отростки и тонкие волокна (ресничный поясок), прикрепляющийся к капсуле хрусталика по его экватору. Большая часть ресничного тела состоит из ресничной мышцы. При своем сокращении эта мышца изменяет натяжение волокон ресничного пояска и этим регулирует кривизну хрусталика, изменяя его преломляющую силу.

Радужная оболочка, или радужка, находится между роговицей спереди и хрусталиком сзади. Она имеет вид фронтально расположенного диска с отверстием (зрачком) посередине. Своим наружным краем радужка переходит в ресничное тело. Внутренний, свободный край радужки ограничивает отверстие зрачка. В соединительнотканной основе радужки находятся сосуды, гладкие мышечные и пигментные клетки.

От количества и глубины залегания пигмента зависит цвет глаз - карий, черный (при наличии большого количества пигмента), голубой, зеленоватый (если пигмента мало). Пучки гладких мышечных клеток имеют двоякое направление и образуют мышцу, расширяющую зрачок, и мышцу, суживающую зрачок. Эти мышцы регулируют поступление света в глаз.

Сетчатая оболочка, или сетчатка, прилежит изнутри к сосудистой оболочке. В сетчатке различают две части: заднюю зрительную и переднюю ресничную и радужковую. В задней зрительной части находятся светочувствительные клетки - фоторецепторы. Передняя часть сетчатки (слепая) прилежит к ресничному телу и радужке. Светочувствительных клеток она не содержит. Зрительная часть сетчатки имеет сложное строение. Она состоит из двух листков: внутреннего - светочувствительного и наружного - пигментного. Клетки пигментного слоя участвуют в поглощении света, попадающего в глаз и прошедшего через светочувствительный листок сетчатки. Внутренний листок сетчатки представляет собой три слоя нервных клеток: наружный, прилежащий к пигментному слою, - фоторецепторный, средний - ассоциативный, внутренний - ганглиозный.

Фоторецепторный слой сетчатки состоит из нейросенсорных палочек и колбочковидных клеток, наружные сегменты которых (дендриты) имеют форму палочек или колбочек. Дископодобные структуры палочковидных и колбочковидных нейроцитов (палочек и колбочек) содержат молекулы фотопигментов: в палочках - чувствительные к черно-белому свету, в колбочках - чувствительные к красному, зеленому и синему свету. Количество колбочек в сетчатке глаза человека достигает 6-7 млн., а количество палочек - в 20 раз больше. Палочки воспринимают информацию о форме и освещенности предметов, а колбочки - информацию о цвете.

Центральные отростки (аксоны) нейросенсорных клеток (палочек и колбочек) передают зрительные импульсы биополярным клеткам второго клеточного слоя сетчатки, которые имеют контакт с ганглиозными нейроцитами третьего (ганглиозного) слоя сетчатки.

Ганглиозный слой состоит из крупных нейроцитов, аксоны которых образуют зрительный нерв. В задней части сетчатки выделяются два участка - слепое и желтое пятна. Слепое пятно является местом выхода из глазного яблока зрительного нерва. Здесь сетчатка не содержит светочувствительных элементов. Желтое пятно находится в области заднего полюса глаза. Это самое чувствительное к свету место сетчатки.

Середина его углубления получила название центральной ямки. Линию, соединяющую середину переднего полюса глаза с центральной ямкой, называют оптической осью глаза.

Для лучшего видения глаз при помощи глазодвигательных мышц устанавливается так, чтобы рассматриваемый предмет и центральная ямка находились на одной оси. Как уже отмечалось, ядро глазного яблока включает хрусталик, стекловидное тело и водянистую влагу. Хрусталик представляет собой прозрачную двояковыпуклую линзу диаметром около 9 мм. Располагается хрусталик позади радужки. Между хрусталиком сзади и радужкой спереди находится задняя камера глаза, содержащая прозрачную жидкость - водянистую влагу. Позади хрусталика находится стекловидное тело. Вещество хрусталика бесцветное, прозрачное, плотное. Сосудов и нервов хрусталик не имеет. Хрусталик покрыт прозрачной капсулой, которая при помощи ресничного пояска соединяется с ресничным телом. При сокращении или расслаблении ресничной мышцы натяжение волокон пояска ослабевает или возрастает, что приводит к изменению кривизны хрусталика и его преломляющей силы. нервный физиологический зрение

Стекловидное тело заполняет всю полость глазного яблока между сетчаткой сзади и хрусталиком спереди.

Оно состоит из прозрачного студнеподобного вещества и не имеет кровеносных сосудов. Водянистая влага выделяется кровеносными сосудами ресничных отростков. Она заполняет заднюю и переднюю камеры глаза, сообщающиеся через отверстие в радужке, - зрачок. Оттекает водянистая влага из задней камеры в переднюю, а из передней камеры в вены на границе роговицы и белочной оболочки глаза.

Зрительный анализатор состоит из глазного яблока, строение которого схематично представлено на рис. 1, проводящих путей и зрительной коры головного мозга.

Собственно глазом называется сложно устроенное, упругое, почти шарообразное тело - глазное яблоко. Оно находится в глазнице, окружено костями черепа. Между стенками глазницы и глазным яблоком есть жировая прокладка.

Глаз состоит из двух частей: собственно глазного яблока и вспомогательных мышц, век, слезного аппарата. Как физический прибор глаз представляет подобие фотоаппарату - темную камеру, в передней части которой находится отверстие (зрачок), пропускающее в нее световые лучи. Вся внутренняя поверхность камеры глазного яблока выстлана сетчатой оболочкой, состоящей из элементов воспринимающих световые лучи и перерабатывающих их энергию в первое раздражение, которое передается далее в мозг по зрительному каналу.

Глазное яблоко

По форме глазное яблоко имеет не совсем правильную шаровидную форму. Глазное яблоко имеет три оболочки: наружную, среднюю и внутреннюю и ядро, то- есть хрусталик, и стекловидное тело - студенистую массу, заключенную в прозрачную оболочку.

Наружная оболочка глаза построена из плотной соединительной ткани. Это самая плотная из всех трех оболочек, благодаря ей глазное яблоко сохраняет свою форму.

Наружная оболочка в основном белая, поэтому ее называют белком или cклерой. Передняя ее часть отчасти видна в области глазной щели, центральная ее часть более выпукла. В своем переднем отделе она соединяется с прозрачной роговицей.

Вместе они образуют роговидно - склеральную капсулу глаза, которая является наиболее плотной и упругой наружной частью глаза, выполняет защитную функцию, составляя как бы скелет глаза.

Роговица

Роговица глаза напоминает часовое стекло. Она имеет переднюю выпуклую и заднюю вогнутую поверхность. Толщина роговицы в центре около 0,6, а на периферии до 1 мм. Роговица является наиболее преломляющейся средой глаза. Она как бы является окном, через которое в глаз проходят пути света. В роговице нет кровеносных сосудов и ее питание осуществляется за счет диффузии из сосудистой сети, расположенной на границе между роговицей и склерой.

В поверхностных слоях роговицы располагаются многочисленные нервные окончания, по этому она самая чувствительная часть тела. Даже легкое касание вызывает рефлекторное мгновенное смыкание век, что предупреждает попадание на роговицу инородных тел и ограждает ее от холод и тепловых повреждений.

Средняя оболочка носит название сосудистой, потому что в ней сосредоточена основная масса кровеносных сосудов, питающих ткани глаза.

В состав сосудистой оболочки входит радужка с отверстием (зрачком) посредине, выполняющая роль диафрагмы на пути лучей, идущих в глаз через роговицу.

Радужная оболочка

Радужная оболочка является передним, хорошо видимым отделом сосудистого тракта. Она представляет собой пигментированную круглую пластинку, расположенную между роговой оболочкой и хрусталиком.

В радужной оболочке имеются две мышц: мышца, суживающая зрачок и мышца, расширяющая зрачок. Радужка имеет губчатую структуру и содержит пигмент, в зависимости от количества и толщины которого оболочки глаза могут быть темными (черными или коричневыми) или светлыми (серыми или голубыми).

Сетчатка

Внутренняя оболочка глаза - сетчатка - самая важная часть глаза. Имеет очень сложное строение и состоит глазным образом из нервных клеток. По анатомическому строению сетчатка состоит из десяти слоев. В ней различают пигментный, нервоклеточный, фоторецепторный и др.

Наиболее важным из них является слой зрительных клеток, состоящий из световоспринимающих клеток - палочек и колбочек, осуществляющих также восприятие цвета. Количество палочек в сетчатке человека достигает 130 млн., колбочек около 7 млн. Палочки способны воспринимать даже слабые световые раздражения и являются органами сумеречного зрения, а колбочки - органами дневного зрения. В них происходит преобразование физической энергии лучей света, попадающих в глаз, в первичный импульс, который по зрительно первому пути передается в затылочную долю головного мозга, где и формируется зрительный образ.

В центре сетчатки расположена область желтого пятна, которое осуществляет наиболее тонкое и дифференцированное зрение. В носовой поло вине сетчатой оболочки примерно в четырех мм от желтого пятна, находится место выхода зрительного нерва, образующее диск диаметром 1,5 мм.

Из центра диска зрительного нерва выходят сосуды артерии и века, которые делятся на ветви, распределяющиеся почти по всей сетчатой оболочки. Полость глаза заполнена хрусталиком и стекловидным телом.

Оптическую часть глаза

Оптическую часть глаза составляют светопреломляющие среды: роговица, хрусталик, стекловидное тело. Благодаря им световые лучи, идущие от предметов вешнего мира, после своего преломления в них дают четкое изображение на сетчатой оболочке.

Хрусталик является важнейшей оптической средой. Он представляет собой двояковыпуклую линзу, состоящую из многочисленных клеток, наслаивающихся друг на друга пластами. Он расположен между радужной оболочкой и стекловидным телом. Сосудов и нервов в хрусталике нет. Благодаря своим эластичным свойствам хрусталик может менять свою форму и становиться то более, то менее выпуклым в зависимости от того, рассматривается предмет близкого или дальнего расстояния. Этот процесс (аккомодация) осуществляется посредством особой системы глазных мышц, связанных тонкими нитями с прозрачной сумкой, в которой заключен хрусталик. Сокращение этих мышц обуславливает изменение кривизны хрусталика: он становиться выпуклее и сильнее преломляет лучи при рассматривании близко расположенных предметов, а при рассматривании далеко расположенных предметов - становиться более плоским, преломляются лучи слабее.

Стекловидное тело

Стекловидное тело - бесцветная студенистая масса, занимающая большую часть полости глаза. Оно располагается позади хрусталика и составляет 65 % содержимого массы глаза (4 г). Стекловидное тело является опорной тканью глазного яблока. Благодаря относительному постоянству состава и формы, практической однородности и прозрачности структуры, эластичности и упругости, тесному контакту с цилиарным телом, хрусталиком и сетчаткой, стекловидное тело обеспечивает свободное прохождение световых лучей к сетчатке, пассивно участвует в акте аккомодации. Оно создает благоприятные условия для постоянства внутриглазного давления и стабильной формы глазного яблока. Кроме того, оно выполняет и защитную функцию, предохраняет внутренние оболочки глаза (сетчатку, цилиарное тело, хрусталик) от дислокации, особенно при повреждении органов зрения.

Функции глаза

Основной функцией зрительного анализатора человека является восприятие света и трансформация лучей от светящихся и несветящихся предметов в зрительные образы. Центральный зрительно - нервный аппарат (колбочки) обеспечивает дневное зрение (острота зрения и цветоощущение), а периферийный зрительно-нервый аппарат - ночное или сумеречное зрение (светоощущение, темновая адаптация).

Зрительный анализатор – это сложная система органов, которая состоит из рецепторного аппарата, представленного органом зрения – глазом, проводящих путей и конечного отдела – воспринимающих участков коры головного мозга. Рецепторный аппарат включает в себя, в первую очередь, глазное яблоко , которое формируется различными анатомическими образованиями. Так, в его состав входят несколько оболочек. Наружная оболочка называется склерой , или белочной оболочкой. Благодаря ей глазное яблоко имеет определенную форму и устойчиво к деформации. В передней части глазного яблока находится роговица , являющаяся, в отличие от склеры, абсолютно прозрачной.

Сосудистая оболочка глаза находится под белочной оболочкой. В передней ее части, глубже роговицы, находится радужка . В центре радужной оболочки имеется отверстие – зрачок. Концентрация пигмента в радужке является определяющим фактором для такого физического показателя как цвет глаз. Помимо этих структур в глазном яблоке имеется хрусталик , выполняющий функции линзы. Основной же рецепторный аппарат глаза формируется сетчатой оболочкой, являющейся внутренней оболочкой глаза.

Глаз имеет собственный вспомогательный аппарат , который обеспечивает его движения и защиту. Защитную функцию выполняют такие структуры, как брови, веки, слезные мешки и протоки, ресницы. Функцию проведения импульсов от глаз в подкорковые ядра больших полушарий головного мозга выполняют зрительные нервы , имеющие сложное строение. По ним информация от зрительного анализатора передается к мозгу, где происходит ее обработка с дальнейшим формированием импульсов, идущих к исполнительным органам.

Функцией зрительного анализатора является зрение , то бы то способность воспринимать свет, величину, взаимное расположение и расстояние между предметами с помощью органов зрения, каким является пара глаз.

Каждый глаз содержится в углублении (глазнице) черепа и имеет вспомогательный аппарат глаза и глазное яблоко.

Вспомогательный аппарат глаза обеспечивает защиту и движения глаз и включает: брови, верхние и нижние веки с ресницами, слезная железы и двигательные мышцы. Глазное яблоко сзади окружено жировой клетчаткой, которая играет роль мягкой эластичной подушки. Над верхним краем глазниц размещены брови, волосы которых защищает глаза от жидкости (пота, воды), что может течь по лбу.

Спереди глазное яблоко покрыто верхняя и нижняя веки, защищающие глаз спереди и способствуют его увлажнению. Вдоль переднего края век растут волосы, что образует ресницы, раздражение которых вызывает защитный рефлекс смыкания век (закрывание глаз). Внутренняя поверхность век и передняя часть глазного яблока, за исключением роговицы, покрыта кон ‘юнктивою (слизистой оболочкой). В верхнем латеральном (внешнем) края каждой глазницы расположена слезная железа, которая выделяет жидкость, охраняющий глаз от высыхания и обеспечивает чистоту склеры и прозрачность роговицы. Равномерному распределению слезной жидкости на поверхности глаза способствует мигание век. Каждое глазное яблоко приводят в движение шесть мышц, из которых четыре называются прямыми, а два косыми. В систему защиты глаза также принадлежат роговичный (прикосновение к роговице или попадания в глаз соринки) и зрачковый запирающие рефлексы.

Глаз или глазное яблоко, имеет шаровидную форму с диаметром до 24 мм и массой до 7-8 г.

Слуховой анализатор - совокупность соматических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний. С. а. состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва, подкорковых релейных центров и корковых отделов.

Ухо является усилителем и преобразователем звуковых колебаний. Через барабанную перепонку, представляющую собой эластичную мембрану, и систему передаточных косточек - молоточек, наковальню и стремечко - звуковая волна доходит до внутреннего уха, вызывает колебательные движения в заполняющей его жидкости.

Строение органа слуха.

Как и любой другой анализатор, слуховой тоже состоит из трех частей: слухового рецептора, слух ового нерва с его проводящими путями и слуховой зоны коры больших полушарий головного мозга, где происходят анализ и оценка звуковых раздражений.

В органе слуха различают наружное, среднее и внутреннее ухо (рис. 106).

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Покрытые кожей ушные раковины состоят из хряща. Они улавливают звуки и направляют их в слуховой проход. Он покрыт кожей и состоит из наружной хрящевой части и внутренней - костной. В глубине слухового прохода имеются волосы и кожные железы, выделяющие липкое желтое вещество, называемое ушной серой. Она задерживает пыль и уничтожает микроорганизмы. Внутренний конец наружного слухового прохода затянут барабанной перепонкой, которая преобразует воздушные звуковые волны в механические колебания.

Среднее ухо представляет собой полость, заполненную воздухом. В ней имеются три слуховых косточки. Одна из них, молоточек, упирается в барабанную перепонку, вторая, стремечко, в перепонку овального окна, которое ведет во внутреннее ухо. Третья косточка, наковальня, находится между ними. Получается система костных рычагов, примерно в 20 раз увеличивающая силу воздействия колебаний барабанной перепонки.

Полость среднего уха с помощью слуховой трубы сообщается с полостью глотки. При глотании вход в слуховую трубу открывается, и давление воздуха в среднем ухе становится равным атмосферному. Благодаря этому барабанная перепонка не выгибается в ту сторону, где давление меньше.

Внутреннее ухо отделено от среднего костной пластинкой с двумя отверстиями - овальным и круглым. Они также затянуты перепонками. Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, состоящий из системы полостей и канальцев, расположенных в глубине височной кости. Внутри этого лабиринта, как в футляре, находится перепончатый лабиринт. В нем имеется два разных органа: орган слуха и орган равновесие -вестибулярный аппарат . Все полости лабиринта заполнены жидкостью.

Орган слуха находится в улитке. Ее спирально закрученный канал огибает горизонтальную ось в 2,5-2,75 оборота. Он разделен продольными перегородками на верхнюю, среднюю и нижнюю части. Рецепторы слуха находятся в спиральном органе, расположенном в средней части канала. Наполняющая его жидкость изолирована от остальной: колебания передаются через тонкие мембраны.

Продольные колебания воздуха, несущие звук, вызывают механические колебания барабанной перепонки. С помощью слуховых косточек оно передается перепонке овального окна, а через нее - жидкости внутреннего уха (рис. 107). Эти колебания вызывают раздражение рецепторов спирального органа (рис. 108), возникающие возбуждения поступают в слуховую зону коры большого мозга и здесь формируются в слуховые ощущения. Каждое полушарие получает информацию от обоих ушей, благодаря чему становится возможным определять источник звука и его направление. Если звучащий предмет находится слева - то импульсы от левого уха приходят в мозг раньше, чем от правого. Эта небольшая разница во времени и позволяет не только определять направление, но и воспринимать звуковые источники из разных участков пространства. Такое звучание называется объемным или стереофоническим.

Чтобы взаимодействовать с окружающим миром, человеку необходимо принимать и анализировать информацию из внешней среды. Для этого природа и наделила его органами чувств. Их шесть: глаза, уши, язык, нос, кожа и Таким образом, человек формирует представление обо всем, что его окружает и о себе самом в результате зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных, вкусовых и кинестетических ощущений.

Вряд ли можно утверждать, что какой-то орган чувств является более значимым, нежели остальные. Они дополняют друг друга, создавая полную картину мира. Но то, что большую часть всей информации - до 90%! - люди воспринимают с помощью глаз - это факт. Чтобы понимать, как эта информация попадает в мозг и как происходит ее анализ, нужно представлять себе строение и функции зрительного анализатора.

Особенности зрительного анализатора

Благодаря зрительному восприятию мы узнаем о размерах, форме, расцветке, взаимному расположению объектов окружающего мира, их движении или неподвижности. Это сложный и многоэтапный процесс. Строение и функции зрительного анализатора - системы, осуществляющей получение и обработку зрительной информации, и тем самым обеспечивающей зрение - очень сложны. Изначально в нем можно выделить периферическую (воспринимающую исходные данные), проводящую и анализирующую части. Получение информации осуществляется посредством рецепторного аппарата, включающего в себя глазное яблоко и вспомогательные системы, а далее она отправляется с помощью зрительных нервов в соответствующие центры мозга, где происходит ее обработка и формируются зрительные образы. Все отделы зрительного анализатора будут рассмотрены в статье.

Как устроен глаз. Наружный слой глазного яблока

Глаза являются парным органом. Каждое глазное яблоко по форме напоминает слегка приплюснутый шар и состоит из нескольких оболочек: внешней, средней и внутренней, окружающих заполненные жидкостью полости глаза.

Внешняя оболочка - это плотная фиброзная капсула, сохраняющая форму глаза и защищающая его внутренние структуры. Кроме того, к ней осуществляется крепление шести двигательных мышц глазного яблока. Внешняя оболочка состоит из прозрачной передней части - роговицы, и задней, светонепроницаемой - склеры.

Роговица является преломляющей средой глаза, она выпуклая, имеет вид линзы и состоит, в свою очередь, из нескольких слоев. В ней нет кровеносных сосудов, но есть множество нервных окончаний. Белая или голубоватая склера, видимую часть которой обычно называют белком глаза, сформирована из соединительной ткани. К ней и крепятся мышцы, обеспечивающие повороты глаз.

Средний слой глазного яблока

Средняя сосудистая оболочка участвует в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и вывод продуктов обмена. Передняя, самая заметная ее часть - это радужка. Пигментное вещество, находящееся в радужной оболочке, а точнее, его количество, определяет индивидуальный оттенок глаз человека: от голубого, если его мало, до карего, если достаточно. Если пигмент отсутствует, как бывает при альбинизме, то становится видно сплетение сосудов, и радужка приобретает красный цвет.

Радужная оболочка расположена сразу за роговицей, ее основу составляют мышцы. Зрачок - округлое отверстие по центру радужки - благодаря этим мышцам регулирует проникновение света в глаз, расширяясь при недостаточном освещении и сужаясь при слишком ярком. Продолжением радужки является Функцией этой части зрительного анализатора является выработка жидкости, питающей те отделы глаза, которые не имеют собственных сосудов. Кроме того, ресничное тело оказывает непосредственное влияние на толщину хрусталика посредством специальных связок.

В заднем отделе глаза в среднем слое располагается хориоидея, или собственно сосудистая почти целиком состоящая из кровеносных сосудов разного диаметра.

Сетчатка

Внутренний, самый тонкий слой, - это сетчатая оболочка, или сетчатка, образованная нервными клетками. Здесь происходит непосредственное восприятие и первичный анализ зрительной информации. Задняя часть сетчатки состоит из специальных фоторецепторов, называемых колбочками (их 7 млн) и палочками (130 млн). Именно они отвечают за восприятие предметов глазом.

Колбочки отвечают за распознавание цвета и обеспечивают центральное зрение, позволяют разглядеть мельчайшие детали. Палочки, будучи более чувствительными, дают возможность человеку видеть в черно-белых цветах в условиях плохого освещения, а также отвечают за периферическое зрение. Больше всего колбочек сосредоточено в так называемом желтом пятне напротив зрачка, несколько выше входа зрительного нерва. Это место соответствует максимальной остроте зрения. Сетчатка, как, впрочем, и все отделы зрительного анализатора, строение имеет непростое - в ее структуре выделяют 10 слоев.

Строение полости глаза

Глазное ядро состоит из хрусталика, стекловидного тела и камер, заполненных жидкостью. Хрусталик выглядит как выпуклая с двух сторон прозрачная линза. Он не имеет ни сосудов, ни нервных окончаний и подвешен к отросткам окружающего его ресничного тела, мышцы которого изменяют его кривизну. Такая способность называется аккомодацией и помогает глазу сфокусироваться на близких или, наоборот, далеких предметах.

Позади хрусталика, прилегая к нему и далее ко всей поверхности сетчатки, расположено Это прозрачное студенистое вещество, заполняющее большую часть объема В составе этой гелеобразной массы 98% - вода. Назначение данного вещества - проведение световых лучей, компенсация перепадов внутриглазного давления, поддержка постоянства формы глазного яблока.

Передняя камера глаза ограничена роговицей и радужкой. Она посредством зрачка соединяется с более узкой задней камерой, простирающейся от радужки до хрусталика. Обе полости заполнены внутриглазной жидкостью, которая свободно циркулирует между ними.

Преломление света

Система зрительного анализатора такова, что изначально лучи света преломляются и фокусируются на роговице и проходят через переднюю камеру до радужки. Через зрачок центральная часть светового потока попадает на хрусталик, где происходит более точная его фокусировка, а потом через стекловидное тело - на сетчатку. На сетчатке проецируется изображение предмета в уменьшенном и притом перевернутом виде, а энергия световых лучей фоторецепторами преобразуется в нервные импульсы. Информация далее через глазной нерв поступает в головной мозг. Место на сетчатке, сквозь которое проходит зрительный нерв, лишено фоторецепторов, поэтому называется слепым пятном.

Двигательный аппарат органа зрения

Глаз, чтобы своевременно реагировать на раздражители, должен быть подвижным. За движение зрительного аппарата отвечают три пары глазодвигательных мышц: две пары прямых и одна косых. Эти мышцы, пожалуй, самые быстродействующие в организме человека. Контролирует движения глазного яблока глазодвигательный нерв. Он связывает с нервной системой четыре из шести глазных мышц, обеспечивая их адекватную работу и согласованные движения глаз. Если глазодвигательный нерв по какой-то причине перестает нормально функционировать, это выражается в различных симптомах: косоглазии, опущении века, двоении предметов, расширении зрачка, нарушениях аккомодации, выпячивании глаз.

Защитные системы глаза

Продолжая такую объемную тему, как строение и функции зрительного анализатора, нельзя не упомянуть о тех системах, которые его оберегают. Глазное яблоко расположено в костной полости - глазнице, на амортизирующей жировой подушке, где оно надежно защищено от ударного воздействия.

Кроме глазницы, в защитный аппарат органа зрения входят верхнее и нижнее веки с ресницами. Они предохраняют глаза от попадания извне различных предметов. Кроме того, веки помогают равномерному распределению по поверхности глаза слезной жидкости, удаляют при мигании с роговицы мельчайшие частицы пыли. Брови тоже в какой-то степени выполняют защитные функции, предохраняя глаза от стекающего со лба пота.

В верхнем наружном углу глазницы расположены слезные железы. Их секрет защищает, питает и увлажняет роговицу, а также обладает дезинфицирующим действием. Лишняя жидкость через слезный проток стекает в носовую полость.

Дальнейшее проведение и окончательная обработка информации

Проводниковый отдел анализатора состоит из пары зрительных нервов, которые выходят из глазниц и в полости черепа входят в специальные каналы, образуя далее неполный перекрест, или хиазму. Изображения от височной (наружной) части сетчатки остаются на той же стороне, а от внутренней, носовой - перекрещиваются и передаются на противоположную сторону мозга. В итоге получается, что правые поля зрения обрабатываются левым полушарием, а левые - правым. Такое пересечение необходимо для формирования объемного зрительного образа.

После перекреста нервы проводникового отдела продолжаются в зрительных трактах. Визуальная информация поступает ту часть коры больших полушарий мозга, которая отвечает за ее обработку. Такая зона расположена в затылочной области. Там происходит окончательное преобразование поступившей информации в зрительное ощущение. Это и есть центральная часть зрительного анализатора.

Итак, строение и функции зрительного анализатора таковы, что нарушения на любом из его участков, будь то воспринимающая, проводящая или анализирующая зоны, влекут сбой его работы в целом. Это очень многогранная, тонкая и совершенная система.

Нарушения зрительного анализатора - врожденные или приобретенные, - в свою очередь, приводят к значительным сложностям в познании действительности и ограничению возможностей.

ДОКЛАД НА ТЕМУ:

ФИЗИОЛОГИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА.

СТУДЕНТКИ: Путилина М., Аджиева А.

Преподаватель: Бунина Т. П.

Физиология зрительного анализатора

Зрительный анализатор (или зрительная сенсорная система) – важнейший из органов чувств человека и большинства высших позвоночных животных. Он дает более 90% информации, идущей к мозгу от всех рецепторов. Благодаря опережающему эволюционному развитию именно зрительных механизмов мозг хищных животных и приматов претерпел резкие изменения и достиг значительного совершенства. Зрительное восприятие – многозвеньевой процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку глаза и возбуждения фоторецепторов и заканчивающийся принятием высшими отделами зрительного анализатора, локализованными в коре мозга, решения о наличии в поле зрения того или иного зрительного образа.

Структуры зрительного анализатора:

Глазное яблоко.

Вспомогательный аппарат.

Строение глазного яблока:

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.

Наружная - очень плотная фиброзная оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi), к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока, выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части - роговицы, и задней непрозрачной части белесоватого цвета - склеры.

Средняя, или сосудистая, оболочка глазного яблока играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом (богатые пигментом клетки хориоидеи препятствуют проникновению света через склеру, устраняя светорассеяние). Она образована радужкой, ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой. В центре радужки имеется круглое отверстие - зрачок, через которое лучи света проникают внутрь глазного яблока и достигают сетчатки (величина зрачка изменяется в результат взаимодействия гладких мышечных волокон - сфинктера и дилататора, заключённых в радужке и иннервируемых парасимпатическим и симпатическим нервами). Радужка содержит различное количество пигмента, от которого зависит её окраска - «цвет глаз».

Внутренняя, или сетчатая, оболочка глазного яблока (tunica interna bulbi), - сетчатка - рецепторная часть зрительного анализатора, здесь происходит непосредственное восприятие света, биохимические превращения зрительных пигментов, изменение электрических свойств нейронов и передача информации в центральную нервную систему. Сетчатка состоит из 10 слоев:

Пигментный;

Фотосенсорный;

Наружная пограничная мембрана;

Наружный зернистый слой;

Наружный сетчатый слой;

Внутренний зернистый слой;

Внутренний сетчатый;

Слой ганглиозных клеток;

Слой волокон зрительного нерва;

Внутренняя пограничная мембрана

Центральная ямка (желтое пятно). Область сетчатки, в которой находятся одни колбочки (цветочувствительные фоторецепторы); в связи с этим обладает сумеречной слепотой (гемеролопией); для этой области характерны миниатюрные рецептивные поля (одна колбочка – один биполяр – одна ганглиозная клетка), и как следствие, максимальная острота зрения

С функциональной точки зрения оболочки глаза и её производные подразделяют на три аппарата: рефракционный (светопреломляющий) и аккомодационный (приспособительный), формирующие оптическую систему глаза, и сенсорный (рецепторный) аппарат.

Светопреломляющий аппарат

Светопреломляющий аппарат глаза представляет собой сложную систему линз, формирующую на сетчатке уменьшенное и перевёрнутое изображение внешнего мира, включает в себя роговицу, камерную влагу - жидкости передней и задней камер глаза, хрусталик, а также стекловидное тело, позади которого лежит сетчатка, воспринимающая свет.

Хруста́лик (лат. lens) - прозрачное тело, расположенное внутри глазного яблока напротив зрачка; являясь биологической линзой, хрусталик составляет важную часть светопреломляющего аппарата глаза.

Хрусталик представляет собой прозрачное двояковыпуклое округлое эластичное образование, циркулярно фиксированное к цилиарному телу. Задняя поверхность хрусталика прилегает к стекловидному телу, спереди от него находятся радужка и передняя и задняя камеры.

Максимальная толщина хрусталика взрослого человека примерно 3,6-5 мм (в зависимости от напряжения аккомодации), его диаметр около 9-10 мм. Радиус кривизны передней поверхности хрусталика в покое аккомодации равен 10 мм, а задней - 6 мм, при максимальном напряжении аккомодации передний и задний радиус сравниваются, уменьшаясь до 5,33 мм.

Показатель преломления хрусталика неоднороден по толщине и в среднем составляет 1,386 или 1,406 (ядро) также в зависимости от состояния аккомодации.

В покое аккомодации преломляющая сила хрусталика составляет среднем 19,11 диоптрий, при максимальном напряжении аккомодации - 33,06 дптр.

У новорождённых хрусталик почти шаровидный, имеет мягкую консистенцию и преломляющую силу до 35,0 дптр. Дальнейший рост его происходит, в основном, за счет увеличения диаметра.

Аккомодационный аппарат

Аккомодационный аппарат глаза обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке, а также приспособление глаза к интенсивности освещения. Он включает в себя радужку с отверстием в центре - зрачком - и ресничное тело с ресничным пояском хрусталика.

Фокусировка изображения обеспечивается за счёт изменения кривизны хрусталика, которая регулируется цилиарной мышцей. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет, настраиваясь на видение близко расположенных объектов. При расслаблении мышцы хрусталик становится более плоским, и глаз приспосабливается для видения удалённых предметов. У других животных, в частности, головоногих, при аккомодации превалирует как раз изменение расстояния между хрусталиком и сетчаткой.

Зрачок представляет собой отверстие переменного размера в радужной оболочке. Он выполняет роль диафрагмы глаза, регулируя количество света, падающего на сетчатку. При ярком свете кольцевые мышцы радужки сокращаются, а радиальные расслабляются, при этом зрачок сужается, и количество света, попадающего на сетчатку уменьшается, это предохраняет её от повреждения. При слабом свете наоборот сокращаются радиальные мышцы, и зрачок расширяется, пропуская в глаз больше света.

цинновы связки (ресничные пояски). Отростки ресничного тела, направляются к капсуле хрусталика. При расслабленном состоянии гладкой мускулатуры ресничного тела оказывают максимальное растягивающее действие на капсулу хрусталика, в результате чего он максимально уплощен, а преломляющая его способность минимальна (это имеет место в момент рассматривания предметов, находящихся на большом удалении от глаз); в условиях сокращенного состояния гладкой мускулатуры ресничного тела имеет место обратная картина (при рассматривании близко расположенных от глаз предметов)

передняя и задняя камеры глаза соответственно, заполнены водянистой влагой.

Рецепторный аппарат зрительного анализатора. Структура и функции отдельных слоев сетчатки

Сетчатка представляет собой внутреннюю оболочку глаза, имеющую сложную многослойную структуру. Здесь расположены два вида различных по своему функциональному значению фоторецепторов – палочки и колбочки и несколько видов нервных клеток с их многочисленными отростками.

Под влиянием световых лучей в фоторецепторах происходят фотохимические реакции, состоящие в изменении светочувствительных зрительных пигментов. Это вызывает возбуждение фоторецепторов, и затем синоптическое возбуждение связанных с палочками и колбочками нервных клеток. Последние образуют собственно нервный аппарат глаза, который передает зрительную информацию в центры головного мозга и участвует в ее анализе и переработке.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ

Вспомогательный аппарат глаза включает защитные приспособления и мышцы глаза. К защитным приспособлениям относятся веки с ресницами, конъюнктива и слезный аппарат.

Веки представляют собой парные кожно-конъюктивные складки, прикрывающие спереди глазное яблоко. Передняя поверхность века покрыта тонкой, легко собирающейся в складки кожей, под которой лежит мышца века и которая на периферии переходит в кожу лба и лица. Задняя поверхность века выстлана конъюнктивой. Веки имеют передние края век, несущие ресницы и задние края век, переходящие в конъюнктиву.

Между верхними и нижними веками имеется щель век с медиальным и латеральным углами. У медиального угла щели век передний край каждого века имеет небольшое возвышение - слезный сосочек, на вершине которого точечным отверстием открывается слезный каналец. В толще век заложены хрящи, тесно сращенные с конъюнктивой и в значительной мере определяющие форму век. Медиальной и латеральной связками век эти хрящи укреплены к краю глазницы. В толще хрящей залегают довольно многочисленные (до 40) железы хряща, протоки которых открываются вблизи свободных задних краев обоих век. У лиц, работающих в пыльных цехах, часто наблюдается закупорка этих желез с последующим их воспалением.

Мышечный аппарат каждого глаза состоит из трех пар антагонистически действующих глазодвигательных мышц:

Верхней и нижней прямых,

Внутренней и наружной прямых,

Верхней и нижней косых.

Все мышцы, за исключением нижней косой, начинаются, кaк и мышцы, поднимающие верхнее веко, от сухожильного кольца, расположенного вокруг зрительного канала глазницы. Затем четыре прямые мышцы направляются, постепенно дивергируясь, кпереди и после прободения теноновой капсулы налетаются своими сухожилиями в склеру. Линии их прикрепления находятся на разном расстоянии от лимба: внутренней прямой - 5,5-5,75 мм, нижней - 6-6,6 мм, наружной - 6,9-7 мм, верхней - 7,7-8 мм.

Верхняя косая мышца от зрительного отверстия направляется к костно-сухожильному блоку, расположенному у верхневнутреннего угла глазницы и, перекинувшись через него, идет кзади и кнаружи в виде компактного сухожилия; прикрепляется к склере в верхненаружном квадранте глазного яблока на расстоянии 16 мм от лимба.

Нижняя косая мышца начинается от нижней костной стенки глазницы несколько латеральнее места входа в носослезный канал, идет кзади и кнаружи между нижней стенкой глазницы и нижней прямой мышцей; прикрепляется к склере на расстоянии 16 мм от лимба (нижненаружный квадрант глазного яблока).

Внутренняя, верхняя и нижняя прямые мышцы, а также нижняя косая мышца иннервируются веточками глазодвигательного нерва, наружная прямая - отводящего, верхняя косая - блокового.

При сокращении той или иной мышцы глаз совершает движение вокруг оси, которая перпендикулярна ее плоскости. Последняя проходит вдоль мышечных волокон и пересекает точку вращения глаза. Это означает, что у большинства глазодвигательных мышц (за исключением наружной и внутренней прямых мышц) оси вращения имеют тот или иной угол наклони по отношению к исходным координатным осям. Вследствие этого при сокращении таких мышц глазное яблоко совершает сложное движение. Так, например, верхняя прямая мышца при среднем положении глаза поднимает его кверху, ротирует кнутри и несколько поворачивает к носу. Вертикальные движения глаза будут увеличиваться по мере уменьшения угла расхождения между сагиттальной и мышечной плоскостями, т. е. при повороте глаза кнаружи.

Все движения глазных яблок подразделяют на сочетанные (ассоциированные, конъюгированные) и конвергентные (фиксация разноудаленных объектов за счет конвергенции). Сочетанные движения - это те, которые направлены в одну сторону: вверх, вправо, влево и т. д. Эти движения совершаются мышцами - синергистами. Так, например, при взгляде вправо в правом глазу сокращается наружная, а в левом - внутренняя прямые мышцы. Конвергентные движения реализуются посредством действия внутренних прямых мышц каждого глаза. Разновидностью их являются фузионные движения. Будучи очень мелкими, они осуществляют особо точную фиксационную установку глаз, благодаря чему создаются условия для беспрепятственного слияния в корковом отделе анализатора двух сетчаточных изображений в один цельный образ.

Восприятие света

Мы воспринимаем свет благодаря тому, что его лучи проходят через оптическую систему глаза. Там возбуждение обрабатывается и передаётся в центральные отделы зрительной системы. Сетчатка - это сложная оболочка глаза, содержащая несколько слоев клеток, различных по форме и функциям.

Первый (внешний) слой - пигментный, состоит из плотно расположенных эпителиальных клеток, содержащих чёрный пигмент фусцин. Он поглощает световые лучи, способствуя более четкому изображению предметов. Второй слой - рецепторный, образован светочувствительными клетками - зрительными рецепторами - фоторецепторами: колбочками и палочками. Они воспринимают свет и превращают его энергию в нервные импульсы.

Каждый фоторецептор состоит из чувствительного к действию света наружного сегмента, содержащего зрительный пигмент, и внутреннего сегмента, содержащего ядро и митохондрии, обеспечивающие энергетические процессы в фоторецепторной клетке.

Электронно-микроскопические исследования выявили, что наружный сегмент каждой палочки состоит из 400-800 тонких пластинок, или дисков, диаметром около 6 мкм. Каждый диск представляет собой двойную мембрану, состоящую из мономолекулярных слоев липидов, находящихся между слоями молекул белка. С молекулами белка связан ретиналь, входящий в состав зрительного пигмента родопсина.

Наружный и внутренний сегменты фоторецепторной клетки разделены мембранами, через которые проходит пучок из 16-18 тонких фибрилл. Внутренний сегмент переходит в отросток, помощью которого фоторецепторная клетка передает возбуждение через синапс на контактирующую с ней биполярную нервную клетку.

У человека в глазу имеется около 6-7 млн. колбочек и 110-125 млн. палочек. Палочки и колбочки распределены в сетчатке неравномерно. Центральная ямка сетчатки (fovea centralis) содержит только колбочки (до 140000 колбочек на 1 мм2). По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, а количество палочек возрастает. Периферия сетчатки содержит почти исключительно палочки. Колбочки функционируют в условиях ярой освещенности и воспринимают цвета; палочки являются рецепторами, воспринимающими световые лучи в условиях сумеречного зрения.

Раздражение различных участков сетчатки показывает, что различные цвета воспринимаются лучше всего при действии световых раздражителей на центральную ямку, где расположены почти исключительно колбочки. По мере удаления от центра сетчатки восприятие цвета становиться все хуже. Периферия сетчатки, где находятся исключительно палочки, не воспринимает цвета. Световая чувствительность колбочкового аппарата сетчатки во много раз меньше таковой элементов, связанных с палочками. Поэтому в сумерках в условиях малой освещенности, центральное колбочковое зрение резко понижено и преобладает периферическое палочковое зрение. Так как палочки не воспринимают цвета, то в сумерках человек цвета не различает.

Слепое пятно. Место входа зрительного нерва в глазное яблоко – сосок зрительного нерва – не содержит фоторецепторов и поэтому нечувствительно к свету; это так называемое слепое пятно. В существовании слепого пятна можно убедиться с помощью опыта Мариотта.

Мариотт проделывал опыт так: помещал двух вельмож на расстоянии 2 м друг против друга и просил их рассматривать одним глазом некоторую точку сбоку,- тогда каждому казалось, что у его визави нет головы.

Как это ни странно, но люди только в XVII веке узнали, что на сетчатке их глаз существует «слепое пятно», о котором никто раньше не думал.

Нейроны сетчатки. Кнутри от слоя фоторецепторных клеток в сетчатке расположен слой биполярных нейронов, к которым изнутри примыкает слой ганглиозных нервных клеток.

Аксоны ганглиозных клеток образуют волокна зрительного нерва. Таким образом, возбуждение, возникающее в фоторецепторе при действии света, попадает на волокна зрительного нерва через нервные клетки – биполярные и ганглиозные.

Восприятие изображения предметов

Чёткое изображение предметов на сетчатке обеспечиваются сложной уникальной оптической системой глаза, состоящей из роговицы, жидкостей передней и задней камер, хрусталика и стекловидного тела. Световые лучи проходят сквозь перечисленные среды оптической системы глаза и преломляются в них согласно законам оптики. Основное значение для преломления света в глазу имеет хрусталик.

Для чёткого восприятия предметов необходимо, чтобы их изображение всегда фокусировалось в центре сетчатки. Функционально глаз приспособлен для рассмотрения удалённых предметов. Однако люди могут чётко различать предметы, расположенные на разном расстоянии от глаза, благодаря способности хрусталика изменять свою кривизну, а соответственно и преломляющую силу глаза. Способность глаза приспосабливаться к ясному видению предметов, расположенных на разном расстоянии, называют аккомодацией. Нарушение аккомодационной способности хрусталика приводит к нарушению остроты зрения и возникновения близорукости или дальнозоркости.

Парасимпатические преганглионарные волокна исходят из ядра Вестфаля-Эдингера (висцеральная часть ядра III пары черепного нерва) и затем идут в составе III пары черепных нервов к ресничному ганглию, который лежит сразу позади глаза. Здесь преганглионарные волокна образуют синапсы с постганглионарными парасимпатическими нейронами, которые, в свою очередь, посылают волокна в составе ресничных нервов в глазное яблоко.

Эти нервы возбуждают: (1) ресничную мышцу, которая регулирует фокусирование хрусталиков глаз; (2) сфинктер радужной оболочки, сужающий зрачок.

Источником симпатической иннервации глаза являются нейроны боковых рогов первого грудного сегмента спинного мозга. Выходящие отсюда симпатические волокна входят в симпатическую цепочку и поднимаются к верхнему шейному ганглию, где они синаптически связываются с ганглионарными нейронами. Их постганглионарные волокна проходят вдоль поверхности каротидной артерии и далее вдоль более мелких артерий и достигают глаза.

Здесь симпатические волокна иннервируют радиальные волокна радужной оболочки (которые расширяют зрачок), а также некоторые внеглазные мышцы глаза (обсуждаются далее в связи с синдромом Горнера).

Механизм аккомодации, фокусирующий оптическую систему глаза, важен для поддержания высокой остроты зрения. Аккомодация осуществляется в результате сокращения или расслабления ресничной мышцы глаза. Сокращение этой мышцы увеличивает преломляющую силу хрусталика, а расслабление снижает ее.

Аккомодация хрусталика регулируется механизмом отрицательной обратной связи, который автоматически регулирует преломляющую силу хрусталика, чтобы достичь высочайшей степени остроты зрения. Когда глаза, сфокусированные на некотором отдаленном объекте, должны внезапно сфокусироваться на ближнем объекте, хрусталик обычно аккомодирует в течение менее 1 сек. Хотя точный механизм регуляции, вызывающий это быстрое и точное фокусирование глаза, не ясен, известны некоторые из его особенностей.

Во-первых, при внезапном изменении расстояния до точки фиксации преломляющая сила хрусталика изменяется в направлении, соответствующем достижению нового состояния фокуса, в пределах доли секунды. Во-вторых, разные факторы помогают изменить силу хрусталика в нужном направлении.

1. Хроматическая аберрация. Например, лучи красного цвета фокусируются слегка сзади по отношению к голубым лучам, поскольку голубые лучи сильнее преломляются хрусталиком, чем красные. Глаза, по-видимому, способны определить, какой из этих двух типов лучей лучше сфокусирован, и этот «ключ» передает информацию аккомодирующему механизму для увеличения или уменьшения силы хрусталика.

2. Конвергенция. При фиксации глаз на ближнем объекте глаза конвергируют. Нервные механизмы конвергенции одновременно посылают сигнал, увеличивающий преломляющую силу хрусталика глаза.

3. Ясность фокуса в глубине ямки по сравнению с ясностью фокуса по краям различна, поскольку центральная ямка лежит несколько глубже, чем остальная сетчатка. Предполагают, что это различие также дает сигнал, в каком направлении следует изменить силу хрусталика.

4. Степень аккомодации хрусталика все время слегка колеблется с частотой до 2 раз в секунду. При этом визуальное изображение становится яснее, когда колебание силы хрусталика изменяется в правильном направлении, и менее ясным, когда сила хрусталика изменяется в неправильном направлении. Это может дать быстрый сигнал к выбору правильного направления изменения силы хрусталика для обеспечения соответствующего фокуса. Области коры большого мозга, регулирующие аккомодацию, функционируют в тесной параллельной связи с областями, контролирующими фиксационные движения глаз.

При этом анализ зрительных сигналов осуществляется в областях коры, соответствующих полям 18 и 19 по Бродману, а двигательные сигналы к ресничной мышце передаются через претектальную зону ствола мозга, затем - через ядро Вестфаля-Эдингера и в итоге - по парасимпатическим нервным волокнам к глазам.

Фотохимические реакции в рецепторах сетчатки

В палочках сетчатки человека и многих животных содержится пигмент родопсин, или зрительный пурпур, состав, свойства и химические превращения которого подробно изучены в последние десятилетия. В колбочках найден пигмент йодопсин. В колбочках имеются также пигменты хлоролаб и эритролаб; первый из них поглощает лучи, соответствующие зеленой, а второй – красной части спектра.

Родопсин представляет собой высокомолекулярное соединение (молекулярная масса 270000), состоящее из ретиналя – альдегида витамина А и балка опсина. При действии кванта света происходит цикл фотофизических и фотохимических превращений этого вещества: ретиналь изомеризуется, его боковая цепь выпрямляется, связь ретиналя с белком нарушается, активируются ферментативные центры белковой молекулы. Конформационное изменение молекул пигмента активирует ионы Са2+, которые посредством диффузии достигают натриевых каналов, вследствие чего проводимость для Na+ снижается. В результате снижения натриевой проводимости возникает увеличение электроотрицательности внутри фоторецепторной клетки по отношению к внеклеточному пространству. После чего ретиналь отщепляется от опсина. Под влиянием фермента, названного редуктазой ретиналя, последний переходит в витамин А.

При затемнении глаз происходит регенерация зрительного пурпура, т.е. ресинтез родопсина. Для этого процесса необходимо, чтобы сетчатка получала цис-изомер витамина А, из которого образуется ретиналь. Если же витамин А в организме отсутствует, образование родопсина резко нарушается, что и приводит к развитию куринной слепоты.

Фотохимические процессы в сетчатке происходит весьма экономно, т.е. при действии даже очень яркого света расщепляется только небольшая часть имеющегося в палочках родопсина.

Структура йодопсина близка к родопсину. Йодопсин представляет собой также соединение ретиналя с белком опсином, который образуется в колбочках и отличается от опсина палочек.

Поглощение света родопсином и йодопсином различно. Йодопсин в наибольшей степени поглощает желтый свет с длиной волны около 560 нм.

Сетчатка представляет собой довольно сложную нейронную сеть с горизонтальными и вертикальными связями между фоторецепторами и клетками. Биполярные клетки сетчатки передают сигналы от фоторецепторов в слой ганглиозных клеток и к амакриновым клеткам (вертикальная связь). Горизонтальные и амакриновые клетки участвуют в горизонтальной передаче сигналов между соседними фоторецепторами и ганглиозными клетками.

Восприятие цвета

Восприятие цвета начинается с поглощения света колбочками - фоторецепторами сетчатки (фрагмент внизу). Колбочка отвечает на сигнал всегда одинаково, но ее активность передается двум различным типам нейронов, называемым биполярными клетками ON- и OFF-типа, которые, в свою очередь, соединены с ганглиозными клетками ON- и OFF-типа, а их аксоны несут сигнал в мозг - сначала в латеральное коленчатое тело, а оттуда далее в зрительную кору

Многоцветность воспринимается благодаря тому, что колбочки реагируют на определенный спектр света изолированно. Существует три типа колбочек. Колбочки первого типа реагируют преимущественно на красный цвет, второго - на зелёный и третьего - на синий. Эти цвета называют основными. Под действием волн различной длины колбочки каждого типа возбуждаются неодинаково.

Самой большой длине волны соответствует красный цвет, самой короткой – фиолетовый;

Цвета между красным и фиолетовым располагаются в известной последовательности красный- оранжевый – желтый – зеленый – голубой – синий – фиолетовый.

Наш глаз воспринимает длины волн только в диапозоне 400-700 нм. Фотоны с длиной волн выше 700 нм относятся к инфракрасному излучению, воспринимаются в форме тепла. Фотоны с длиной волн ниже 400 нм относят к ультрафиолетовому излучению, они из-за своей высокой энергии способны оказывать повреждающее действие на кожу и слизистые; после ультрафиолетового идет уже рентгеновское и гамма-излучение.

Вследствие этого каждая длина волны воспринимается как особый цвет. Например, когда мы смотрим на радугу, то самыми заметными для нас кажутся основные цвета (красный, зелёный, синий).

Оптическим смешением основных цветов можно получить остальные цвета и оттенки. Если все три типа колбочек возбуждаются одновременно и одинаково, возникает ощущение белого цвета.

Сигналы о цвете передаются по медленным волокнам ганглиозных клеток

В результате смешения сигналов, несущих информацию об окраске и форме, человек может увидеть то, чего нельзя было бы ожидать на основе анализа длины волны света, отраженного от предмета, что наглядно демонстрируют иллюзии.

Зрительные пути:

Аксоны ганглиозных клеток дают начало зрительному нерву. Правый и левый зрительные нервы сливаются у основания черепа, образуя перекрест, где нервные волокна, идущие от внутренних половин обеих сетчаток, пересекаются и переходят на противоположную сторону. Волокна, идущие от наружных половин каждой сетчатки объединяются вместе с перекрещенным пучком аксонов из контралатерального зрительного нерва, образуя зрительный тракт. Зрительный тракт заканчивается в первичных центрах зрительного анализатора, к которым относятся латеральные коленчатые тела, верхние бугорки четверохолмия и претектальная область ствола мозга.

Латеральные коленчатые тела являются первой структурой ЦНС, где происходит переключение импульсов возбуждения на пути между сетчаткой и корой большого мозга. Нейроны сетчатки и латерального коленчатого тела производят анализ зрительных стимулов, оценивая их цветовые характеристики, пространственный контраст и среднюю освещенность в различных участках поля зрения. В латеральных коленчатых телах начинается бинокулярное взаимодействие от сетчатки правого и левого глаза.