1. Цветовое зрение. В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение. В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек, максимум чувствительности которых приходится на красный, зелёный и синий участок спектра, то есть соответствует трем «основным» цветам. Они обеспечивают распознавание тысяч цветов и оттенков. Кривые спектральной чувствительности трёх видов колбочек частично перекрываются, что вызывает эффект метамерии. Очень сильный свет возбуждает все 3 типа рецепторов, и потому воспринимается, как излучение слепяще-белого цвета.
2. Бинокулярное и стереоскопическое зрение. Бинокулярное зрение у человека, обеспечивается наличием двух глаз, информация от которых обрабатывается сначала раздельно и параллельно, а затем синтезируется в мозгу в зрительный образ. В процессе эволюции у некоторых позвоночных, в том числе и у предков человека в связи с приобретением стереоскопического зрения, глаза переместились вперед. Это привело к перекрытию левого и правого зрительных полей и к появлению новых ипсилатеральных связей: левый глаз - левое полушарие, правый глаз - правое. Таким образом, появилась возможность иметь в одном месте зрительную информацию от левого и правого глаза, для их сопоставления и измерения глубины. Большинство особенностей бинокулярного зрения человека обусловлено характеристиками нейронов и нейронных связей.
Свойства зрения:
1. Световая чувствительность человеческого глаза оценивается величиной порога светового раздражителя. Чувствительность глаза зависит от полноты адаптации, от интенсивности источника света, длины волны и угловых размеров источника, а также от времени действия раздражителя. Чувствительность глаза понижается с возрастом из-за ухудшения оптических свойств склеры и зрачка, а также рецепторного звена восприятия.
2. Острота зрения. Способность различных людей видеть большие или меньшие детали предмета с одного и того же расстояния при одинаковой форме глазного яблока и одинаковой преломляющей силе диоптрической глазной системы обусловливается различием в расстоянии между цилиндрами и колбочками сетчатки и называется остротой зрения.
3. Бинокулярность. Рассматривая предмет обоими глазами, мы видим его только тогда одиночным, когда оси зрения глаз образуют такой угол сходимости (конвергенцию), при котором симметричные отчётливые изображения на сетчатках получаются в определённых соответственных местах чувствительного жёлтого пятна (fovea centralis). Благодаря такому бинокулярному зрению, мы не только судим об относительном положении и расстоянии предметов, но и воспринимаем впечатления рельефа и объёма.
4. Контрастная чувствительность - способность человека видеть объекты, слабо отличающиеся по яркости от фона. Оценка контрастной чувст-сти производится по синусоидальным решеткам.
5. Адаптация зрения. Адаптация происходит к изменениям освещённости (темновая адаптация), цветовой характеристики освещения (способность воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света, см. также Баланс белого). Адаптация проявляется также в способности зрения частично компенсировать дефекты самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)
Дефекты зрения. Самый массовый недостаток - нечёткая, неясная видимость близких или удалённых предметов.
Дефекты хрусталика: дальнозоркость, близорукость, астигматизм.
Дефекты сетчатки: дальтонизм, скотома
Прочие дефекты : косоглазие
Орган зрения (oculus) состоит из глазного яблока со зрительным центром и вспомогательного аппарата.
Орган зрения (зрительный анализатор) выделяют 4 части:
- периферическая часть (воспринимающая)
· глазное яблоко+придатки
- проводящие пути:
· зрительный нерв (состоящий из аксонов ганглионарных клеток)
· зрительный тракт
- подкорковые центры
· наружные коленчатые тела
· зрительная лучистость
- высшие зрительные центры
· затылочная доля
Глазное яблоко
Парное образование, располагающееся в глазных впадинах – орбитах. Имеет неправильную шаровидную форму. Для осмотра доступен лишь его передний отдел.
Длина сагиттальной оси в среднем 24 мм, горизонтальной 23,6 мм; вертикальной – 23,3 мм. Масса глазного яблока примерно 7-8 г.
Глазное яблоко состоит из ядра , которое покрыто 3-мя оболочками :
· - наружная (фиброзная)
· - средняя (сосудистая)
· - внутренняя (сетчатка)
Наружная оболочка (фиброзная капсула, фиброзная оболочка (ФО)
Тонкая 0,3-1 мм оболочка, достаточно плотная
Функции ФО:
· обуславливает форму глаза
· поддерживает определенный тургор
· защитная
· место прикрепления глазодвигательных мышц
В свою очередь в ФО выделяют 2 отдела:
· роговица
Представляет передний отдел наружной оболочки глаза. Занимает меньшую часть – 1/6 протяженности ФО. Она тонкая и прозрачная. Имеет вид часового стекла, выпуклостью направленного кпереди. в норме гладкая, прозрачная, зеркальная, блестящая. Функция: преломление света (оптическая сила = 40 диоптрий) + ф-ции ФО смотри
Размер роговицы диаметр горизонт. 11 мм, вертик. 10 мм
Средний радиус кривизны 7,8 мм (это нужно знать для диагностики аномалии роговицы)
например гипоплазия челюстной системы сопровождается офтальмологическими патологиями.
Гистологически в роговице выделяют 5 слоев:
Передний эпителий
Передняя пограничная мембрана
Строма (в основном воспалительные заболевания проявляются)
Задняя пограничная мембрана
Эндотелий (дистрофические процессы)
Клетки эндотелия не исчезают с возрастом, а уменьшается их плотность. так же встречается такое заболевание как «роговичный синдром», при котором набухают клетки эндотелия (передний слой эндотелия)
Для замены роговицы производят такую операцию как кератопластика
Роговица не имеет кровеносных сосудов, процессы обмена происходят за счет краевой петлистой сосудистой сети, слезы (имеет три слоя а) водный, б) белковый, в) липидный), влаги передней камеры.
Полупрозрачная зона перехода роговицы в склеру – лимб
· склера
Задняя большая часть. Занимает 5/6 глазного яблока. Образована соединительной тканью – белочная оболочка. Плотная, имеет беловатый вид, непрозрачная.
Выделяют три слоя:
Эписклера
Собственно склера
Бурая пластинка
Толщина склеры 0,3 – 1 мм. В области прохождения зрительного нерва затянута решетчатой пластинкой.
Собственными сосудами бедна. Через неё проходят стволы сосудов для сосудистого тракта.
Иннервация:
ü Чувствительная:
От глазной ветви тройничного нерва
ü Симпатическая:
Из верхнего шейного симпатического узла
Средняя оболочка (сосудистая)
Оболочка сосудистого или увеального тракта.
Три отдела:
ü радужка
ü реснитчатое тело
ü собственно сосудистая оболочка (хореоидеа)
Сосудистая оболочка содержит большое количество кровеносных сосудов и черный пигмент, поглощающий свет.
Радужка
Передний отдел сосудистого тракта. Радужка определяет цвет глаз, имеет вид диска, расположенного во фронтальной плоскости. Между ней и роговицей имеется передняя камера. Радужка имеет вид тонкой пластинки или диска, что писалось выше.
диаметр гориз. 12,5 мм, вертик. 12 мм.
В центре радужки имеется круглое отверстие зрачок :
Ф-ции зрачка : служит для регулирования количества световых лучей, проникающих в глаз.
Средний диаметр зрачка равен 3 мм, макс. 8 мм, миним. 1 мм.
В толще радужки находятся 2 мышцы: суживающая зрачок(sphincter pupillae) и расширяющая зрачок(dilatator pupillae)
Кровоснабжение:
из длин. задних реснитч. и перед реснич. артерий
Чувствит. иннервация: тройнич. нерв.
М. суживающая зрачок: от глазодвигательного нерва для топического определения
м. расширяющая зрачок: от симпатического нерва нервныз заб-й
Реснитчатое тело (цилиарное тело)
Занимает промежуточное звено между собственно сосудистой оболочкой и радужкой. Имеет вид валика
Ф-ции: реснитчатая мышца (залегает в толще реснитчатого тела, состоит из пучков гладкой мышечной ткани) обеспечивает аккомодацию за счет сокращения и расслабления
реснитчатый эпителий – продукцию водянистой влаги.
Иннервация: из первой ветви тройничного нерва (чувствительная иннервация)
сосудодвигательная: из симпатического сплетения
двигательная: из глазодвигательного нерва
Выделяют три слоя.
Собственно сосудистая оболочка
Составляет заднюю самую обширную часть сосудистого тракта. Толщина 0,2-0,4 мм.
Гистологически выделяют 5 слоев
1) супрахориоидеа;
2) слой крупных сосудов (Галлера);
3) слой средних сосудов (Заттлера);
4) хориокапиллярный слой (clioriocapillaris);
5) стекловидная оболочка (lamina vitrea s. lamina elastica), или мембрана Бруха.
Ф-ция: энергетическая база, обеспечивающая восстановление непрерывно распадающегося зрительного пурпура (пигмента) необходимого для зрения
На всем протяжении сетчатка и соственно сосудистая оболочка (хориоидеа), учавствует в физаологическом акте зрения.
Внутренняя оболочка (сетчатка)
Специализированная часть головной коры, вынесенная на преферию. Сетчатка является непосредственно нервной тканью.
Сетчатка имеет 2 части:
ü Слепая зона – покрывает радужку и ресничное тело и лишена светочувствительных клеток.
ü Зрительная зона – содержит палочки и колбочки. Палочек около 130 млн., они более чувствительны к свету и обеспечивают сумеречное зрение. Колбочек около 7 млн., они менее чувствительны к свету и отвечают за дневное и цветовое зрение.
Диск зрительного нерва – место выхода зрительного нерва из сетчатки. кнаружи от диска на расстоянии 4ех мм находится желтое пятно (напротив зрачка), в центре которого находится центральная ямка. Она содержит только колбочки. Кнаружи от ямки появляются палочки, а в сетчатке на периферии их количество увеличивается. В месте выхода зрительного нерва находится слепое пятно, где отсутствуют палочки и колбочки.
Ф-ции желтого пятна : ответственно за центральное зрение
В сетчатке выделяют 10 слоев:
ü Пигментный эпителий
ü Слой палочек и колбочек
ü Наружная пограничная пластинка
ü Наружный ядерный слой
ü Наружный плексиформный слой
ü Внутренний ядерный слой
ü Внутренний плексиформный слой.
ü Слой ганглиозных клеток.
ü Слой нервных волокон
ü Внутренняя пограничная мембрана
Во втором слое имеются палочки и колбочки. Палочки отвечают за сумеречное зрение, колбочки – за центральное и цветное зрение.
Выделяют 2 части зрительного аппарата:
- проводящие (зрительные) пути
состоят из зрительного нерва, хиазма (где происходит частичный перекрест нервов), зрительного тракта, наружного коленчатого тела, оптического центра восприятия (затылочная доля коры головного мозга)
- сетчатка
Ядро глазного яблока включает в себя:
ü Хрусталик;
ü Стекловидное тело;
ü Водянистую влагу.
Хрусталик состоит из прозрачных волокон и имеет форму двояковыпуклой линзы. От хрусталика к ресничной мышце натягивается ресничный поясок.
Стекловидное тело занимает пространство между хрусталиком и сетчаткой, имеет желеобразную консистенцию и так же как хрусталик не содержит сосудов.
Водянистая влага вырабатывается ресничками реснитчатого тела. Она поступает вначале в заднюю камеру, а затем через зрачок в переднюю. Водянистая влага выполняет функции: участвует в обменных процессах, создает внутриглазное давление.
Отток происходит в вены глаза. Передняя камера ограничена радужкой и роговицей, а задняя – радужкой, реснитчатым телом, реснитчатым пояском и хрусталиком.
Вспомогательный аппарат глаза. К нему относят:
брови – кожные валики, покрытые волосами. Функция: защитная.
Веки – верхние и нижние, соединенные друг с другом в углах глаза. Снаружи веко покрыто тонкой кожей, а изнутри соединительно-тканой оболочкой – конъюнктивой. С верхнего и нижнего века конъюнктива переходит на глазное яблоко, при этом образуется верхний нижний своды конъюнктивы. В толще века залегает вековая часть, круговая мышца глаза и соединительно-тканая пластинка.
По свободному краю век растут - ресницы. Функция – защитная.
При сомкнутых веках между конъюнктивой век и глазным яблоком находится конъюнктивальный мешок.
Внутреннее содержание глазного яблока
- передняя камера (между роговицей и радужкой)
- хрусталик (прозрачное, слегка желтоватое тело, форма двояковыпуклой линзы)
Ф-ция: преломляющая (сила приломления – 18 диоптрий)
Между радужкой и стекловидным телом гелеобразная масса. заполняющая весь объем. Объем 3,5-4 мм, масса 4 г. Состав: геалуроновая кислота и вода.
Позади радужки имеется задняя камера
Придаточный аппарат:
Мышцы глаза образованы поперечнополосатой мышечной тканью. Выделяют 4 прямые мышцы глаза: верхнюю прямую, нижнюю прямую, латеральную прямую и медиальную прямую; 2 косые мышцы: верхнюю и нижнюю косую. А так же мышцу, поднимающую верхнее веко. Все мышцы сокращаются произвольно, обеспечивая произвольное движение глазного яблока.+веки (верх. и нижн.)
Слезный аппарат глаза состоит из:
1. Слезной железы с выводными протоками, расположенной в верхнелатеральном углу глазницы.
2. Слезовыводящих путей:
Слезного озерца;
Верхних и нижних слезных канальцев;
Слезного мешка;
Носослезного протока, который открывается в носовой полости, под нижней носовой раковиной.
Слеза, омывая глазное яблоко, предотвращает высыхание, способствует удалению инородных частиц. Затем скапливается в слезном озерце. Далее через точки верхнего и нижнего века поступает в канальцы, затем в слезный мешок и затем в полость носа.
Наш организм взаимодействует с окружающей средой при помощи органов чувств, или анализаторов. С их помощью человек не только способен «ощущать» внешний мир, на основе этих ощущений он обладает особыми формами отражения - самосознанием, творчеством, способностью предвидеть события и т. д.
Что представляет собой анализатор?
Согласно И. П. Павлову, каждый анализатор (и даже орган зрения) - не что иное, как комплексный «механизм». Он способен не только воспринимать сигналы окружающей среды и преобразовать их энергию в импульс, но и производить высший анализ и синтез.
Орган зрения, как и любой другой анализатор, состоит из 3-х неотъемлемых частей:
Периферическая часть, которая отвечает за восприятие энергии внешнего раздражения и переработку ее в нервный импульс;
Проводящие пути, благодаря которым нервный импульс проходит прямо к нервному центру;
Корковый конец анализатора (или же сенсорный центр), расположенный непосредственно в головном мозге.
Палочки состоят из внутреннего и наружного сегментов. Последний образуется при помощи сдвоенных мембранных дисков, которые собой представляют складки плазматической мембраны. Колбочки отличаются величиной (они больше) и характером дисков.
В различают три типа колбочек и всего один вид палочек. Количество палочек может достигать 70 млн, а то и больше, в то время как колбочек - всего 5-7 млн.
Как уже было сказано, существует три типа колбочек. Каждый из них воспринимает разный цвет: синий, красный или желтый.
Палочки же нужны для восприятия информации о форме предмета и освещенности помещения.
От каждой из фоторецепторных клеток отходит тоненький отросток, который образует синапс (место, где контактируют два нейрона) с другим отростком биполярных нейронов (нейрон II). Последние передают возбуждение уже более крупным ганглиозным клеткам (нейрон III). Аксоны (отростки) этих клеток образуют зрительный нерв.
Хрусталик
Это двояковыпуклая кристально прозрачная линза диаметром 7-10 мм. Не имеет ни нервов, ни сосудов. Под влиянием ресничной мышцы хрусталик способен менять свою форму. Именно эти изменения формы хрусталика и называются аккомодацией глаза. При установке на дальнее видение хрусталик уплощается, а при ближнем видении - увеличивается.
Вместе со хрусталик образует светопреломляющую среду глаза.
Стекловидное тело
Им заполнено все свободное пространство между сетчаткой и хрусталиком. Имеет желеобразную прозрачную структуру.
Строение органа зрения аналогично принципу устройства фотоаппарата. Зрачок исполняет роль диафрагмы, суживаясь или расширяясь в зависимости от освещения. В качестве объектива - стекловидное тело и хрусталик. Световые лучи попадают на сетчатку, но изображение при этом выходит перевернутым.
Благодаря светопреломляющим средам (тем самым хрусталику и стекловидному телу) пучок света попадает на желтое пятно на сетчатке, которое является лучшей зоной видения. Колбочек и палочек световые волны достигнут лишь после того, как пройдут всю толщу сетчатки.
Двигательный аппарат
Двигательный аппарат глаза составляют поперечнополосатые 4 прямые мышцы (нижняя, верхняя, латеральная и медиальная) и 2 косые (нижняя и верхняя). Прямые мышцы отвечают за поворот глазного яблока в соответствующую сторону, а косые - за повороты вокруг сагиттальной оси. Движения обоих глазных яблок синхронные только благодаря мышцам.
Веки
Кожные складки, цель которых - ограничивать глазную щель и закрывать ее при смыкании, обеспечивают защиту глазного яблока спереди. На каждом веке находится около 75 ресниц, цель которых - защитить глазное яблоко от попадания инородного предмета.
Примерно раз в 5-10 секунд человек моргает.
Слезный аппарат
Состоит из слезных желез и системы слезных путей. Слезы обезвреживают микроорганизмы и способны увлажнить конъюнктиву. Без слез конъюнктива глаза и роговица просто высохли бы, и человек бы ослеп.
Слезные железы ежедневно вырабатывают около ста миллилитров слезы. Интересный факт: женщины плачут чаще, чем мужчины, потому что выделению слезной жидкости способствует гормон пролактин (которого у девушек гораздо больше).
В основном слеза состоит из воды, содержащей примерно 0,5 % альбумина, 1,5% хлорида натрия, немного слизи и лизоцима, который обладает бактерицидным действием. Имеет слабощелочную реакцию.
Строение глаза человека: схема
Давайте подробнее рассмотрим анатомию органа зрения с помощью рисунков.
На рисунке сверху схематически изображены части органа зрения в горизонтальном разрезе. Здесь:
1 - сухожилие средней прямой мышцы;
2 - задняя камера;
3 - роговая оболочка глаза;
4 - зрачок;
5 - хрусталик;
6 - передняя камера;
7 - радужная оболочка глаза;
8 - конъюнктива;
9 - сухожилие прямой латеральной мышцы;
10 - стекловидное тело;
11 - склера;
12 - сосудистая оболочка;
13 - сетчатка;
14 - желтое пятно;
15 - зрительный нерв;
16 - кровяные сосуды сетчатки.
На данном рисунке изображено схематическое строение сетчатки глаза. Стрелкой показано направление пучка света. Цифрами отмечены:
1 - склера;
2 - сосудистая оболочка;
3 - пигментные клетки сетчатки;
4 - палочки;
5 - колбочки;
6 - горизонтальные клетки;
7 - биполярные клетки;
8 - амакринные клетки;
9 - ганглиозные клетки;
10 - волокна зрительного нерва.
На рисунке изображена схема оптической оси глаза:
1 - объект;
2 - роговая оболочка глаза;
3 - зрачок;
4 - радужная оболочка;
5 - хрусталик;
6 - центральная точка;
7 - изображение.
Какие функции выполняет орган?
Как уже упоминалось, зрение человека передает практически 90% информации об окружающем нас мире. Без него мир бы был однотипным и неинтересным.
Орган зрения является достаточно сложным и не до конца изученным анализатором. Даже в наше время у ученых иногда возникают вопросы по поводу строения и предназначения этого органа.
Основные функции органа зрения - восприятие света, форм окружающего мира, положения предметов в пространстве и т. д.
Свет способен вызвать сложные изменения в и, таким образом, является адекватным раздражителем для органов зрения. Считается, что первым воспринимает раздражение родопсин.
Наиболее качественное зрительное восприятие будет при условии, что изображение предмета будет падать на область пятна сетчатки, желательно на его центральную ямку. Чем дальше от центра проекция изображения предмета, тем оно менее отчетливо. Такова физиология органа зрения.
Заболевания органа зрения
Давайте рассмотрим некоторые самые распространенные заболевания органов зрения.
- Дальнозоркость. Второе название данного заболевания - гиперметропия. Человек с этим недугом плохо видит объекты, которые находится близко. Обычно затруднено чтение, работа с маленькими предметами. Обычно развивается у людей в возрасте, но может появиться и у молодых. Полностью излечить дальнозоркость можно только при помощи опреционного вмешательства.
- Близорукость (ее еще называют миопия). Заболевание характеризуется невозможностью хорошо видеть предметы, находящиеся достаточно далеко.
- Глаукома - повышение внутриглазного давления. Происходит из-за нарушения циркуляции жидкости в глазу. Лечится медикаментозно, но в некоторых случаях может потребоваться операция.
- Катаракта - не что иное, как нарушение прозрачности хрусталика глаза. Помочь избавиться от этого заболевания может только офтальмолог. Требуется хирургическое вмешательство, при котором зрение человека можно восстановить.
- Воспалительные заболевания. К таким относятся конъюнктивит, кератит, блефарит и прочие. Каждое из них по-своему опасно и имеет различные методы лечения: некоторые можно излечить медикаментами, а некоторые только при помощи операций.
Профилактика заболеваний
В первую очередь нужно помнить, что вашим глазам тоже нужно отдыхать, и чрезмерные нагрузки ни к чему хорошему не приведут.
Используйте только качественное освещение с лампой мощностью от 60 до 100 Вт.
Чаще проводите гимнастику для глаз и хотя бы раз в год проходите обследование у офтальмолога.
Помните, что заболевания органов глаз - достаточно серьезная угроза качеству вашей жизни.
Светочувствительные рецепторы глаза (фоторецепторы) - колбочки и палочки, располагаются в наружном слое сетчатки. Фоторецепторы контактируют с биполярными нейронами, а те в свою очередь - с ганглиозными. Образуется цепочка клеток, которые под действием света генерируют и проводят нервный импульс. Отростки ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв.
По выходе из глаза зрительный нерв делится на две половины. Внутренняя перекрещивается и вместе с наружной половиной зрительного нерва противоположной стороны направляется к латеральному коленчатому телу, где расположен следующий нейрон, заканчивающийся на клетках зрительной зоны коры в затылочной доле полушария. Часть волокон зрительного тракта направляется к клеткам ядер верхних холмиков пластинки крыши среднего мозга. Эти ядра, так же как и ядра латеральных коленчатых тел, представляют собой первичные (рефлекторные) зрительные центры. От ядер верхних холмиков начинается тектоспинальный путь, за счет которого осуществляются рефлекторные ориентировочные движения, связанные со зрением. Ядра верхних холмиков также имеют связи с парасимпатическим ядром глазодвигательного нерва, расположенным под дном водопровода мозга. От него начинаются волокна, входящие в состав глазодвигательного нерва, которые иннервируют сфинктер зрачка, обеспечивающий сужение зрачка при ярком свете (зрачковый рефлекс), и ресничную мышцу, осуществляющую аккомодацию глаза.
Адекватным раздражителем для глаза является свет - электромагнитные волны длиной 400 - 750 нм. Более короткие - ультрафиолетовые и более длинные - инфракрасные лучи глазом человека не воспринимаются.
Преломляющий световые лучи аппарат глаза - роговица и хрусталик, фокусирует изображение предметов на сетчатке. Луч света проходит через слой ганглиозных и биполярных клеток и достигает колбочек и палочек. В фоторецепторах различают наружный сегмент, содержащий светочувствительный зрительный пигмент (родопсин в Галочках и йодопсин в колбочках), и внутренний сегмент, в котором находятся митохондрии. Наружные сегменты погружены в черный пигментный слой, выстилающий внутреннюю поверхность глаза. Он уменьшает отражение света внутри глаза и участвует в обмене веществ рецепторов.
В сетчатке насчитывают около 7 млн. колбочек и примерно 130 млн. палочек. Более чувствительны к свету палочки, их называют аппаратом сумеречного зрения. Колбочки, чувствительность к свету которых в 500 раз меньше,- это аппарат дневного и цветового видения. Цветоощущение, мир красок доступен рыбам, амфибиям, рептилиям и птицам. Доказывается это возможностью выработать у них условные рефлексы на различные цвета. Не воспринимают цвета собаки и копытные животные. Вопреки прочно установившемуся представлению, что быки очень не любят красный цвет, в опытах удалось доказать, что они не могут отличить зеленого, синего и даже черного от красного. Из млекопитающих только обезьяны и люди способны воспринимать цвета.
Колбочки и палочки распределены в сетчатке неравномерно. На дне глаза, напротив зрачка, находится так называемое пятно, в центре его есть углубление - центральная ямка - место наилучшего видения. Сюда фокусируется изображение при рассматривании предмета.
В центральной ямке имеются только колбочки. По направлению к периферии сетчатки количество колбочек уменьшается, а число палочек возрастает. Периферия сетчатки содержит только палочки.
Недалеко от пятна сетчатки, ближе к носу, расположено слепое пятно. Это место выхода зрительного нерва. В этом участке нет фоторецепторов, и оно не принимает участия в зрении. Мы обычно не замечаем пробела в поле зрения, но его легко доказать с помощью опыта Мариотта (рис. 130). Если закрыть левый глаз, а правым пристально рассматривать нарисованный на бумаге крестик, медленно приближая рисунок к глазу, то можно заметить, что при определенном расстоянии белое пятно на рисунке исчезает. Это происходит, когда его изображение окажется на слепом пятне. Мы его не замечаем, так как смотрим двумя глазами и на слепое пятно каждого из глаз проецируются различные участки изображения. Кроме того, при рассматривании предметов глаз все время движется скачками по контуру и отдельным местам рисунка. Изображение предмета очень быстро перемещается по сетчатке, а это дает возможность видеть все его части (рис. 131).
Рис. 130. Рисунок для проведения опыта Мариотта (I) и схема хода лучей в этом опыте (II). а - место выхода зрительного нерва; б - центральная ямка, место наилучшего видения
Рис. 131. Запись движений глаза (а) при рассмотрении в течение 2 мин фотографии скульптурного портрета египетской царицы Нефертити (6) (по А. Л. Ярбусу)
Непрерывные, мелкие, скачкообразные движения глаз обусловлены свойствами его рецепторов. Рецепторы передают в мозг информацию не о непрерывно действующем раздражителе, а лишь об изменениях световых сигналов. Импульсы в зрительном нерве возникают только в момент включения и выключения света. A. Л. Ярбус укреплял на роговицу очень маленькую присоску с источником света, движения которого фотографировали. Так как источник света двигался вместе с глазом, то свет падал все время на одни и те же элементы сетчатки. В этом случае испытуемый видит свет только в момент его включения - неподвижное изображение глаз не видит. Лягушка, у которой глаз неподвижен, видит мир затянутым серой пеленой. Зато появление летающей мошки отлично воспринимается рецепторами ее глаза.
Построение изображения на сетчатке. Луч света достигает сетчатки, проходя через ряд преломляющих поверхностей и сред: роговицу, водянистую влагу передней камеры, хрусталик и стекловидное тело. Лучи, исходящие из одной точки внешнего пространства, должны быть сфокусированы в одну точку на сетчатке, только тогда возможно ясное видение. Глаз представляет собой сложную оптическую систему, но оказалось, что для построения изображения в глазу можно пользоваться упрощенной моделью, так называемым o редуцированным глазом.
Редуцированный глаз имеет одну преломляющую поверхность - роговицу и одну среду - стекловидное тело. Узловая точка в редуцированном глазу, т. е. точка оптической системы, через которую лучи идут, не преломляясь, расположена на расстоянии 7,5 мм от вершины роговицы и 15 мм от сетчатки (длина нормального глаза составляет 22,5 мм).
Чтобы построить изображение в редуцированном глазу, надо от двух крайних точек предмета провести через узловую точку два луча. Эти лучи, проходящие через узловую точку без преломления, называются направляющими, а угол, образуемый ими,- углом зрения (рис. 132). Изображение на сетчатке получается действительное, перевернутое и уменьшенное. Несмотря на то что изображение перевернуто, мы воспринимаем предметы в прямом виде. Это происходит потому, что деятельность одних органов чувств проверяется другими. Для нас "низ" там, куда направлена сила земного притяжения. В свое время Страттон поставил очень интересный опыт. Вместо очков он надел стекла с оптической системой, поставившей мир "вверх ногами". Уже через 4 дня он видел ландшафт в прямом виде.
Рис. 132. Построение изображения в глазу, а, б - предмет: а", б" - его перевернутое и уменьшенное изображение на сетчатке; С - узловая точка, через которую лучи идут без преломления, аα - угол зрения
Острота зрения. Остротой зрения называется способность глаза видеть раздельно две точки. Нормальному глазу это доступно, если величина их изображения на сетчатке равна 4 мкм, а угол зрения составляет 1 мин. При меньшем угле зрения ясного видения не получается, точки сливаются. Для объяснения этого явления обратимся к известному факту. Если рассматривать с большого расстояния иллюминированное электрикческими лампочками здание, оно кажется украшенным светящимися линиями. При приближении вместо сплошных линий становятся видны отдельные лампочки. Чем это объясняется? Если падающие на сетчатку лучи возбуждают сплошной ряд колбочек, то глаз видит линию. Если же при этом возбуждаются колбочки, стоящие через одну, то глаз видит отдельные точки.
Для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы между возбужденными колбочками находилась минимум одна невозбужденная. Так как диаметр колбочек в месте наибольшей остроты зрения, в центральной ямке пятна, равен 3 мкм, то раздельное видение возможно при условии, если изображение на сетчатке не менее 4 мкм. Такая величина изображения получается, если угол зрения 1 мин.
Остроту зрения определяют по специальным таблицам, на которых изображены 12 рядов букв. С левой стороны каждой строки написано, с какого расстояния она должна быть видна человеку с нормальным зрением. Испытуемого помещают на определенном расстоянии от таблицы и находят строку, которую он прочитывает без ошибок.
Острота зрения увеличивается при яркой освещенности и очень низка при слабом свете.
Поле зрения. Все пространство, видимое глазу при неподвижно устремленном вперед взоре, называют полем зрения.
Различают центральное (в области желтого пятна) и периферическое зрение. Наибольшая острота зрения в области центральной ямки. Здесь только колбочки, диаметр их небольшой, они тесно примыкают друг к другу. Каждая колбочка связана с одним биполярным нейроном, а тот в свою очередь - с одним ганглиозным, от которого отходит отдельное нервное волокно, передающее импульсы в головной мозг.
Периферическое зрение отличается меньшей остротой. Это объясняется тем, что на периферии сетчатки колбочки окружены палочками и каждая уже не имеет отдельного пути к мозгу. Группа колбочек заканчивается на одной биполярной клетке, а множество таких клеток посылает свои импульсы к одной ганглиозной. В зрительном нерве примерно 1 млн. волокон, а рецепторов в глазу около 140 млн.
Периферия сетчатки плохо различает детали предмета, но хорошо воспринимает их движения. Боковое зрение имеет большое значение для восприятия внешнего мира. Для водителей различного вида транспорта нарушение его недопустимо.
Поле зрения определяют при помощи особого прибора - периметра (рис. 133), состоящего из полукруга, разделенного на градусы, и подставки для подбородка.
Рис. 133. Определение поля зрения при помощи периметра Форстнера
Испытуемый, закрыв один глаз, вторым фиксирует белую точку в центре дуги периметра впереди себя. Для определения границ поля зрения по дуге периметра, начиная от ее конца, медленно продвигают белую марку и определяют тот угол, под которым она видна неподвижным глазом.
Поле зрения наибольшее кнаружи, к виску - 90°, к носу и кверху и книзу - около 70°. Можно определить границы цветового зрения и при этом убедиться в удивительных фактах: периферические части сетчатки не воспринимают цвета; цветовые поля зрения не совпадают для различных цветов, самое узкое имеет зеленый цвет.
Аккомодация. Глаз часто сравнивают с фотокамерой. В нем имеется светочувствительный экран - сетчатка, на которой с помощью роговицы и хрусталика получается четкое изображение внешнего мира. Глаз способен к ясному видению равноудаленных предметов. Эта его способность носит название аккомодации.
Преломляющая сила роговицы остается постоянной; тонкая, точная фокусировка идет за счет изменения кривизны хрусталика. Эту функцию он выполняет пассивно. Дело в том, что хрусталик находится в капсуле, или сумке, которая через ресничную связку прикреплена к ресничной мышце. Когда мышца расслаблена, связка натянута, она тянет капсулу, которая сплющивает хрусталик. При напряжении аккомодации для рассматривания близких предметов, чтения, письма ресничная мышца сокращается, связка, натягивающая капсулу, расслабляется и хрусталик в силу своей эластичности становится более круглым, а его преломляющая сила увеличивается.
С возрастом эластичность хрусталика уменьшается, он отвердевает и утрачивает способность менять свою кривизну при сокращении ресничной мышцы. Это мешает четко видеть на близком расстоянии. Старческая дальнозоркость (пресбиопия) развивается после 40 лет. Исправляют ее с помощью очков - двояковыпуклых линз, которые надевают при чтении.
Аномалия зрения. Встречающаяся у молодых аномалия чаще всего является следствием неправильного развития глаза, а именно его неправильной длины. При удлинении глазного яблока возникает близорукость (миопия), изображение фокусируется впереди сетчатки. Отдаленные предметы видны неотчетливо. Для исправления близорукости пользуются двояковогнутыми линзами. При укорочении глазного яблока наблюдается дальнозоркость (гиперметропия). Изображение фокусируется позади сетчатки. Для исправления требуются двояковыпуклые линзы (рис. 134).
Рис. 134. Рефракция при нормальном зрении (а), при близорукости (б) и дальнозоркости (г). Оптическая коррекция близорукости (в) и дальнозоркости (д) (схема) [Косицкий Г. И., 1985]
Нарушение зрения, называемое астигматизмом, возникает в случае неправильной кривизны роговицы или хрусталика. При этом изображение в глазу искажается. Для исправления нужны цилиндрические стекла, подобрать которые не всегда легко.
Адаптация глаза. При выходе из темного помещения на яркий свет мы вначале ослеплены и даже можем испытывать боль в глазах. Очень быстро эти явления проходят, глаза привыкают к яркому освещению.
Уменьшение чувствительности рецепторов глаза к свету называется адаптацией. При этом происходит выцветание зрительного пурпура. Заканчивается световая адаптация в первые 4 - 6 мин.
При переходе из светлого помещения в темное происходит темновая адаптация, продолжающаяся более 45 мин. Чувствительность палочек при этом возрастает в 200 000 - 400 000 раз. В общих чертах это явление можно наблюдать при входе в затемненный кинозал. Для изучения хода адаптации существуют специальные приборы - адаптомеры.
Фотохимические процессы в сетчатке. Светочувствительность рецепторов сетчатки обусловлена наличием в них зрительных пигментов. В наружных сегментах палочек находится зрительный пурпур, или родопсин, придающий темноадаптированной сетчатке красный цвет. На свету родопсин выцветает, обесцвечивается и разлагается на ретинин - производное витамина А и белок опсин, палочки при этом становятся неэффективными. В темноте зрительный пурпур восстанавливается. При недостатке витамина А в пище развивается заболевание куриная слепота (гемералопия): человек в сумерках почти не видит.
В колбочках имеется пигмент йодопсин, видимо, несколько его разновидностей.
Восприятие цвета. Цветовое зрение, помимо эстетического удовольствия, радости, испытываемой при рассмотрении цветовой гаммы, имеет большое практическое значение: оно улучшает видимость предметов и обеспечивает дополнительную информацию о них.
Восприятие цвета обеспечивается колбочками. В сумерках, когда функционируют только палочки, цвета не различаются. Существует семь видов колбочек, реагирующих на лучи различной длины и вызывающих ощущение различных цветов. В анализе цвета принимают участие не только рецепторы глаза, но и центральная нервная система.
Цветовая слепота. Нарушение цветового зрения называется дальтонизмом. Им страдают примерно 8% мужчин и 0,5% женщин. Различают форму нарушения цветового зрения, при которой отсутствует восприятие красного цвета - протанопию, зеленого - дейтеранопию и фиолетового - тританопию (встречается редко). Очень редко выявляется полная слепота на цвета - ахромазия. Для таких людей мир окрашен во все оттенки серого, как на бесцветной фотографии. Не воспринимающий красный цвет не отличает светло-красный от темно-зеленого, а пурпурный и фиолетовый от синего; те, у кого отсутствует восприятие зеленого цвета, смешивают зеленые цвета с темно-красными.
Нарушения цветового зрения устанавливают при помощи специальных таблиц. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут быть водителями транспорта, так как не различают цветовых дорожных сигналов.
Бинокулярное зрение и его значение. Глаз способен воспринимать размер, форму, объем предмета, рисунок, цвет, яркость, движение, положение в пространстве и расстояние. Большое значение при этом имеет зрение двумя глазами, или бинокулярное зрение.
Стереоскопия, или способность видеть предмет рельефным, объемным, основана на неодинаковом восприятии предмета левым и правым глазом. Левый глаз видит больше с левой стороны предмета, правый - с правой. Это можно доказать, сделав снимок предмета сначала с положения левого глаза, а потом - правого. Снимки будут отличаться. Если лучи, идущие от обоих снимков, совместить при помощи специальных линз, как это делается в стереоскопе, то получается рельефное изображение предмета.
В определении расстояния до предмета играют роль напряжение аккомодации и сведение зрительных осей. При рассматривании близких предметов зрительные оси скрещиваютя на предмете тем сильнее, чем он ближе. Если смотреть на отдаленный предмет, то происходит расхождение зрительных осей, они устанавливаются параллельно. В жизни, проверяя расстояние при помощи других анализаторов, мы выучиваемся определять расстояние на глаз. Если известна величина предмета, то величина его изображения на сетчатке также играет роль в определении расстояния.
Похожая информация.
Министерство здравоохранения Российской Федерации
Саратовский Государственный Медицинский Университет
Кафедра глазных болезней
Заведующий кафедрой:
Преподаватель:
Реферат на тему:
Физиология глаза.
Саратов 2003 г.
Зрительная сенсорная система, как и любая другая, состоит из трех отделов:
1. Периферический отдел –глазное яблоко, в частности - сетчатка глаза (воспринимает световое раздражение)
2. Проводниковый отдел - аксоны ганглиозных клеток - зрительный нерв - зрительный перекрест - зрительный тракт - промежуточный мозг (коленчатые тела)- средний мозг (четверохолмие) -таламус
3. Центральный отдел - затылочная доля область шпорной борозды и прилегающих извилин
Периферический отдел зрительной сенсорной системы .
Глаз - комплексное образование, состоящее из глазного яблока и вспомогательного аппарата (брови, веки, слезные железы). С точки зрения сенсорной системы основным структурным компонентом глазного яблока является сетчатка, в которой заложены не только рецепторные клетки – палочки и колбочки, но и часть проводящей и управляющей системы - цепь нейронов: биполярные, горизонтальные, амакриновые и ганглиозные клетки. Кроме того в сетчатке есть глиальные клетки, которые выполняют трофическую, опорную, разграничительную и защитную функции.
Остальные структуры глаза выполняют вспомогательные функции: светопроводящую, светопреломляющую, увлажняющую, различные виды защиты. Хотя эти функции не являются основными, но нарушение любой из них отражается на качестве и количестве зрительной информации вплоть до полного прекращения ее поступления в ЦНС.
ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА, СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕТЧАТКИ
К оптической системе глаза относятся: роговица, водянистая влага, радужка, зрачок, хрусталик и стекловидное тело
Глазное яблоко, имеет шаровидную форму и помещается в костной воронке - глазнице. Спереди он защищен веками. По свободному краю века растут ресницы, которые защищают глаз от попадания в него частиц пыли. У верхненаружного края глазницы расположена слезная железа, выделяющая слезную жидкость, омывающую глаз. Глазное яблоко имеет несколько оболочек, одна из которых - наружная - склера, или белочная оболочка (белого цвета). В передней части глазного яблока она переходит в прозрачную роговицу (преломляет лучи света)
Под белочной оболочкой расположена сосудистая оболочка, состоящая из большого количества сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное тело и радужную оболочку (радужку). Она содержит пигмент, придающий цвет глазу. В ней имеется круглое отверстие - зрачок. Здесь расположены мышцы, которые изменяют величину зрачка и, в зависимости от этого, в глаз попадает большее или меньшее количество света, т.е. происходит регуляция поступления потока света. Позади радужки в глазу располагается хрусталик, представляющий собой эластичную, прозрачную двояковыпуклую линзу, окруженную ресничной мышцей. Его оптической функцией является преломление и фокусировка лучей, кроме того он отвечает за аккомодацию глаза. Хрусталик может менять свою форму - становиться более или менее выпуклые и соответственно сильнее или слабее преломлять лучи света. Благодаря этому человек способен отчетливо видеть предметы, расположенные на разном расстоянии. Роговица и хрусталик обладают светопреломляющей способностью
За хрусталиком полость глаза заполняется прозрачной желеобразной массой - стекловидным телом, которое пропускает лучи света и является светопреломляющей средой.
Светопроводящие и светопреломляющие среды (роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) выполняют также функцию фильтрации света, пропуская только световые лучи с диапазоном длин волн от400 до 760 мкм. При этом ультрафиолетовые лучи задерживаются роговицей, а инфракрасные - водянистой влагой.
Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой, сложной по строению и наиболее функционально важной оболочкой - сетчаткой . В ней выделяют два отдела: задний отдел или зрительную часть и передний отдел – слепую часть. Граница, их отделяющая называется зубчатой линией. Слепая часть прилежит изнутри к цилиарному телу и к радужной оболочке и представляет собой два слоя клеток:
Внутренний – слой кубических пигментных клеток
Внешний – слой призматических клеток, лишенных пигмента меланина.
В сетчатке (в зрительной ее части) содержатся не только периферический отдел анализатора - рецепторные клетки, но и значительная часть его промежуточного отдела. Фтоторецепторные клетки (палочки и колбочки) по данным большинства исследователей, являются своеобразно измененными нервными клетками и потому относятся к первично чувствующим или нейросенсорным рецепторам. Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв.
Микроскопически в сетчатке выделяют 10 слоев:
1. Слой пигментных клеток
2. Слой палочек и колбочек
3. Наружная глиальная пограничная мембрана
4. Наружный ядерный слой
5. Наружный сетчатый слой
6. Внутренний ядерный слой
7. Внутренний сетчатый слой
8. Ганглиозный слой
9. Слой нервных волокон
10. Внутренняя глиальная пограничная мембрана
В структурно-функциональном отношении ведущими элементами сетчатки являются нервные клетки, которые располагаются в три слоя:
Существует два типа связи между структурными элементами сетчатки:
Вертикальные – образуют своеобразные вертикальные колонки, которые обеспечивают главным образом передачу нервных импульсов в центростремительном направлении.
Горизонтальные - обеспечивают обработку нервных импульсов
а) Фоторецепторами являются палочки и колбочки расположенные в наружном слое сетчатки Палочки и колбочки сходны по своему строению, они состоят из четырех участков:
· Наружный сегмент - светочувствительный участок, где световая энергия преобразуется в рецепторный потенциал Наружный сегмент заполнен мембранными дисками, образованными плазматической мембраной. В палочках в каждом наружном сегменте содержится 600 - 1000 дисков, которые представляют собой уплощенные мембранные мешочки, уложенные как столбик монет. В колбочках мембранных дисков меньше, они представляют собой складки плазматической мембраны.
· Перетяжка - место, где наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой.
· Внутренний сегмент - область активного метаболизма, заполненная митохондриями.
На уровне рецепторов происходит торможение и сигнал колбочки перестает отражать число поглощенных фотонов, а несет информацию о цвете, распределении и интенсивности света, падающего на сетчатку в окрестностях рецептора.
б) Горизонтальные клетки отвечают на свет гиперполяризацией с ярко выраженной пространственной суммацией. Суммация осуществляется по всему полю: и в центре, и на периферии. Одновременное включение пятна (возбуждает только центр рецепторного поля) и кольца (возбуждает только периферию поля) вызывает сложение ответов.
Горизонтальные клетки не генерируют нервных импульсов, но мембрана обладает нелинейными свойствами, обеспечивающими безимпульсное проведение сигнала без затухания. Существует 2 типа горизонтальных клеток:
1) Клетки В-типа, или яркостные, всегда отвечают гиперполяризацией вне зависимости от длины волны света.
2) Клетки С-типа, или хроматические, делятся на двух- и трехфазные.
Хроматические клетки отвечают гипер- или деполяризацией в зависимости от длины волны стимулирующего света.
o Двухфазные клетки бывают либо красно-зеленые (деполяризуются красным светом, гиперполяризуются зеленым), либо зелено-синие (деполяризуются зеленым светом, гиперполяризуются синим).
o Трехфазные клетки деполяризуются зеленым светом, а синий и красный свет вызывает гиперполяризацию мембраны.
в) В биполярных клетках гиперполяризация возникает при стимуляции центра поля, а возбуждение периферии приводит к деполяризации мембраны клетки У клетки другого типа мембрана деполяризуется при стимуляции пятном и гиперполяризуется при включении кольца. Сигналы от рецепторов, поступающие на входы биполярных клеток, регулируются горизонтальными клетками.
г) Амакриновые клетки генерируют градуальные и импульсные потенциалы. Эти клетки отвечают быстротекущей деполяризацией на включение и выключение света и демонстрируют слабый пространственный антагонизм между центром и периферией Спайки появляются при включении и выключении пятна и кольца. Во внутреннем синаптическом слое биполярные клетки управляют амакриновыми клетками и за счет обратной связи через синапсы с амакриновых на биполярные клетки медленные потенциалы (тонический характер ответа) биполярных клеток преобразуются в быстротекущую активность (фазный характер ответа) амакриновых клеток.
д) Ганглиозные клетки по своим свойствам являются нейронами обычного типа. В них возникают возбуждающие (деполяризационные) и тормозные (гиперполяризацонные) постсинаптические; потенциалы, которые и определяют частоту импульсов, распространяющихся по аксонам клетки в мозг. Ганглиозные клетки, получающие сигналы непосредственно от биполярных генерируют ответы тонического типа - импульсы возникают в течение действия стимула при стимуляции центра поля. При дополнительном раздражении периферии происходит торможение разряда на включение стимула, а при выключении возникает длительный ответ.