КРАТКО О МЕХАНИЗМЕ РАБОТЫ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА И ФИЗИОЛОГИИ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА

Таша Соколова. Правда ли, что у мужчин периферическое зрение развито хуже, чем у женщин? Проверено. Медиа (7 июля 2022). Дата обращения: 4 января 2023.

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.

Пигментный
слой сетчатки.
Наружный слой сетчатки образован
пигментным эпителием, содержащим пигмент
фусцин. Этот пигмент поглощает свет,
препятствуя его отражению и рассеиванию,
что способствует четкости зрительного
восприятия. Пигментные клетки, отростки
которых окружают светочувствительные
членики палочек и колбочек, принимают
участие в обмене веществ в фоторецепторах
и в синтезе зрительного пигмента.

Фоторецепторы.
К слою пигментного эпителия изнутри
примыкает слой фоторецепторов, которые
своими светочувствительными члениками
обращены в сторону, противоположную
свету.

Каждый фоторецептор
– палочка или колбочка – 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,
с 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.

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.

В синапсах между
биполярными и ганглиозными клетками
выявлена холинэстераза; это служит
указанием на то, что передача импульса
с одной клетки на другую совершается с
помощью медиатора ацетилхолина.

Физиология зрения человека

В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки. Палочки функционируют в условиях относительно низкой освещённости и отвечают за действие механизма ночного зрения, однако при этом они обеспечивают только нейтральное в цветовом отношении восприятие действительности, ограниченное участием белого, серого и чёрного цветов. Колбочки работают при более высоких уровнях освещённости, чем палочки. Они ответственны за механизм дневного зрения, отличительной особенностью которого является способность обеспечения цветового зрения.

У приматов (в том числе и человека) мутация вызвала появление дополнительного, третьего типа колбочек — цветовых рецепторов. Это было вызвано расширением экологической ниши млекопитающих, переходом части видов к дневному образу жизни, в том числе на деревьях. Мутация была вызвана появлением изменённой копии гена, отвечающего за восприятие средней, зелёночувствительной области спектра. Она обеспечила лучшее распознавание объектов «дневного мира» — плодов, цветов, листьев и скрывающихся среди них хищников.

Видимый солнечный спектр

Нормализованные графики светочувствительности колбочек человеческого глаза S, M, L. Пунктиром показана сумеречная, «чёрно-белая» восприимчивость палочек

Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета (см. Психология восприятия цвета).

Свет с разной длиной волны по-разному стимулирует разные типы колбочек. Например, жёлто-зелёный свет в равной степени стимулирует колбочки L- и M-типов, но слабее стимулирует колбочки S-типа. Красный свет стимулирует колбочки L-типа намного сильнее, чем колбочки M-типа, а S-типа не стимулирует почти совсем; зелёно-голубой свет стимулирует рецепторы M-типа сильнее, чем L-типа, а рецепторы S-типа — ещё немного сильнее; свет с этой длиной волны наиболее сильно стимулирует также палочки. Фиолетовый свет стимулирует почти исключительно колбочки S-типа. Мозг воспринимает комбинированную информацию от разных рецепторов, что обеспечивает различное восприятие света с разной длиной волны.

Другие опсины человека кодируют гены OPN1MW, OPN1MW2 и OPN1SW, первые два из них кодируют белки, чувствительные к свету со средними длинами волны, а третий отвечает за опсин, чувствительный к коротковолновой части спектра.

Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов, когда он писал «о трёх материях дна ока». Сто лет спустя её развил немецкий учёный Г. Гельмгольц, который не упоминает известной работы Ломоносова «О происхождении света», хотя она была опубликована и кратко изложена на немецком языке.

Параллельно существовала оппонентная теория цвета Эвальда Геринга. Её развили Дэвид Хьюбел и Торстен Визел. Они получили Нобелевскую премию 1981 года за своё открытие.

Они предположили, что в мозг поступает информация вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория цвета Юнга—Гельмгольца). Мозг получает информацию о разнице яркости — о разнице яркости белого (Yмах) и чёрного (Yмин), о разнице зелёного и красного цветов (G — R), о разнице синего и жёлтого цветов (B — yellow), а жёлтый цвет (yellow = R + G) есть сумма красного и зелёного цветов, где R, G и B — яркости цветовых составляющих — красного, R, зелёного, G, и синего, B.

Имеем систему уравнений:

где , Kgr, Kbrg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения. Практически это выражается в том, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при разных источниках освещения (цветовая адаптация). Оппонентная теория в целом лучше объясняет тот факт, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при чрезвычайно разных источниках освещения, в том числе при различном цвете источников света в одной сцене.

Эти две теории не вполне согласованы друг с другом. Но несмотря на это, до сих пор предполагают, что на уровне сетчатки действует трёхстимульная теория, однако информация обрабатывается и в мозг поступают данные, уже согласующиеся с оппонентной теорией.

Бинокулярное и стереоскопическое зрение

Зрительный анализатор человека в нормальных условиях обеспечивает бинокулярное зрение, то есть зрение двумя глазами с единым зрительным восприятием. Основным рефлекторным механизмом бинокулярного зрения является рефлекс слияния изображения — фузионный рефлекс (фузия), возникающий при одновременном раздражении функционально неодинаковых нервных элементов сетчатки обоих глаз. Вследствие этого возникает физиологическое двоение предметов, находящихся ближе или дальше фиксируемой точки (бинокулярная фокусировка). Физиологичное двоение (фокус) помогает оценивать удалённость предмета от глаз и создаёт ощущение рельефности, или стереоскопичности, зрения.

При зрении одним глазом (монокулярное зрение) — посредством монокля, телескопа, микроскопа и т. п. — стереоскопичность зрения невозможна и восприятие глубины (рельефной удалённости) осуществляется главным образом благодаря вторичным вспомогательным признакам удалённости (видимая величина предмета, линейная и воздушная перспективы, загораживание одних предметов другими, аккомодация глаза и т. д. и т. п.).

Глаза человека функционально несколько различаются, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие в непрозрачном экране (дырочка в листе бумаги на расстоянии 20—30 см) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову, поочередно закрывать правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.

Нарушения зрительного восприятия

Самый массовый недостаток — несоответствие оптической силы глаза и его длины, приводящее к ухудшению видимости близких или удалённых предметов.

Дальнозоркостью называется такая аномалия рефракции, при которой лучи света, попадающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а позади неё. В лёгких формах глаз с хорошим запасом аккомодации компенсирует зрительный недостаток с помощью увеличения кривизны хрусталика цилиарной мышцой.

При более сильной дальнозоркости (3 дптр и выше) зрение плохое не только вблизи, но и вдаль, причём глаз не способен скомпенсировать дефект самостоятельно. Дальнозоркость обычно бывает врождённой и не прогрессирует (обычно уменьшается к школьному возрасту).

При дальнозоркости назначают очки для чтения или постоянного ношения. Для очков подбираются собирающие линзы (перемещают фокус вперёд на сетчатку), при использовании которых зрение пациента становится наилучшим.

Несколько отличается от дальнозоркости пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Пресбиопия развивается вследствие утраты хрусталиком эластичности (что является нормальным результатом его развития). Этот процесс начинается ещё в школьном возрасте, но человек обычно замечает ослабление зрения вблизи после 40 лет. ( Хотя в 10 лет дети-эмметропы могут читать на расстоянии 7 см, в 20 лет — уже минимум 10 см, а в 30 — 14 см и так далее.) Старческая дальнозоркость развивается постепенно, и к 65—70 годам человек уже полностью теряет способность аккомодировать, развитие пресбиопии завершено.

В подростковом возрасте близорукость часто прогрессирует (глаза постоянно напрягаются для работы вблизи, из-за чего глаз компенсаторно растёт в длину). Прогрессия близорукости иногда принимает злокачественную форму, при которой зрение падает на 2—3 диоптрии в год, наблюдается растяжение склеры, происходят дистрофические изменения сетчатки. В тяжёлых случаях возникает опасность отслойки перерастянутой сетчатки при физической нагрузке или внезапном ударе. Остановка прогрессии близорукости обычно наступает к 25—30 годам, когда перестаёт расти организм. При стремительной прогрессии зрение к тому времени падает до −25 диоптрий и ниже, очень сильно калеча глаза и резко нарушая качество зрения вдаль и вблизи (все, что человек видит, — это мутные очертания без какого-либо детализированного зрения), причём такие отклонения очень тяжело поддаются полноценному исправлению оптикой: толстые очковые стёкла создают сильные искажения и уменьшают предметы визуально, отчего человек не видит достаточно хорошо даже в очках. В таких случаях лучшего эффекта можно добиться с помощью контактной коррекции.

Несмотря на то, что вопросу остановки прогрессирования близорукости посвящены сотни научно-медицинских работ, до сих пор нет доказательств эффективности ни одного метода лечения прогрессирующей близорукости, включая операции (склеропластика).

При близорукости часто прибегают к лазерной коррекции зрения (воздействие на роговицу с помощью лазерного луча с целью уменьшения её кривизны). Этот метод коррекции не до конца безопасный, но в большинстве случаев удаётся добиться значительного улучшения зрения после операции.

Дефекты близорукости и дальнозоркости могут быть преодолены с помощью очков, контактных линз или восстановительных курсов гимнастики.

Астигматизм — дефект оптики глаза, вызванный неправильной формой роговицы и (или) хрусталика. У всех людей формы роговицы и хрусталика отличаются от идеального тела вращения (то есть все люди имеют астигматизм той или иной степени). В тяжёлых случаях вытягивание по одной из осей может быть очень сильным, кроме того, роговица может иметь дефекты кривизны, вызванные другими причинами (ранениями, перенесёнными инфекционными заболеваниями и т. д.). При астигматизме лучи света преломляются с разной силой в разных меридианах, в результате чего изображение получается искривлённым и местами нечётким. В тяжёлых случаях искажения настолько сильны, что значительно снижают качество зрения.

Астигматизм легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями — вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче. У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0,5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.

Данный дефект компенсируется очками с цилиндрическими линзами, имеющими различную кривизну по горизонтали и вертикали и контактными линзами, (жёсткими или мягкими торическими), также, как и очковыми линзами, имеющими разную оптическую силу в разных меридианах.

Если в сетчатке глаза выпадает или ослаблено восприятие одного из трёх основных цветов, то человек не воспринимает какой-то цвет. Есть «цветнослепые» на красный, зелёный и сине-фиолетовый цвет. Редко встречается парная, или даже полная цветовая слепота. Чаще встречаются люди, которые не могут отличить красный цвет от зелёного. Такой недостаток зрения был назван дальтонизмом — по имени английского учёного Д. Дальтона, который сам страдал таким расстройством цветного зрения и впервые описал его.

Дальтонизм неизлечим, передаётся по наследству (сцеплен с Х-хромосомой). Иногда он возникает после некоторых глазных и нервных болезней.

Дальтоников не допускают к работам, связанным с вождением транспорта на дорогах общего пользования. Очень важно хорошее цветоощущение для моряков, лётчиков, химиков, геологов-минералогов, художников, поэтому для некоторых профессий цветовое зрение проверяют с помощью специальных таблиц.

Скотома (греч.  — темнота) — пятнообразный дефект в поле зрения глаза, вызванный заболеванием в сетчатке, болезнями зрительного нерва, глаукомой. Это участки (в пределах поля зрения), в которых зрение существенно ослаблено, или отсутствует. Иногда скотомой называют слепое пятно — область на сетчатке, соответствующая диску зрительного нерва (т. н. физиологическая скотома).

Абсолютная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение отсутствует. Относительная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение значительно снижено.

Предположить наличие скотомы можно самостоятельно, проведя исследование с помощью теста Амслера.

Зрительная система (зрительный анализатор) у млекопитающих включает следующие анатомические образования:

Кровоснабжение осуществляется из бассейна внутренней сонной артерии по глазным артериям. Сетчатка кровоснабжается центральной артерией сетчатки, которая проникает в глаз в составе (в толще) зрительного нерва, а также получает кровь из сосудистой оболочки глаза. Слёзная железа получает кровь из слёзной артерии. Мышцы глаза — из одноимённых артерий.

Венозная кровь от различных структур и образований глазного яблока оттекает по одноимённым венам, которые сливаясь образуют верхнюю и нижнюю глазные вены. От сетчатки кровь оттекает в центральную вену сетчатки, из сосудистой оболочки — в четыре вены, впадающие в глазные вены.

Дополнительные структуры глаза

Зрительный анализатор – это комплекс органов и структур, ответственных за восприятие и обработку визуальной информации. Он представляет собой часть нервной системы и является одним из пяти основных чувств человека.

Зрительный анализатор осуществляет процесс преобразования световых сигналов в электрические импульсы, которые затем передаются по нервным волокнам к мозгу для дальнейшей интерпретации и восприятия. Он состоит из глазных яблок, оптических систем, нейронов и областей мозга, отвечающих за обработку зрительной информации.

Основные функции зрительного анализатора включают:

Определение зрительного анализатора позволяет понять его роль и значимость для человека. Он является основным источником информации о внешнем мире и играет важную роль в навигации, общении, познании окружающей среды и многих других аспектах жизни.

Оптическая система глаза

Оптическая система глаза состоит из нескольких структур, которые играют ключевую роль в возникновении зрительного образа. Она выполняет функцию фокусировки света на сетчатке, что позволяет нам видеть и распознавать окружающий мир.

Основные компоненты оптической системы глаза:

Вместе все эти структуры образуют оптическую систему глаза, которая обеспечивает фокусировку света на сетчатке и формирование зрительного образа. Эта система чрезвычайно сложна и точна, позволяя нам видеть мир во всех его красках и деталях.

Рецепторный аппарат зрительного анализатора. Структура и функция 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
синаптическое 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.

Пигментный
слой сетчатки. Наружный
слой сетчатки образован пигментным
эпителием, содержащим пигмент фусцин.
Этот пигмент поглощает свет, препятствуя
его отражению и рассеиванию, что
способствует четкости зрительного
восприятия.
Пигментные
клетки, отростки которых окружают
светочувствительные членики палочек
и колбочек, принимают участие в обмене
веществ в фоторецепторах и в синтезе
зрительного пигмента.

Фоторецепторы.
К
слою пигментного эпителия изнутри
примыкает слой фоторецепторов, которые
своими светочувствительными члениками
обращены в сторону, противоположную
свету.

Каждый
фоторецептор — палочка или колбочка —
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 (6-10—6
м). 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, с 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 140 000 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 яркой
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 становится 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 цветов, 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.

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, передается на волокна
зрительного нерва через нервные клетки
— биполярные и
ганглиозные.

В
синапсах между биполярными и ганглиозными
клетками выявлена холинэстераза; это
служит указанием на то, что передача
импульса с одной клетки на другую
совершается с помощью медиатора
ацетилхолина.

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.

Оптическая
система глаза.
На пути к светочувствительной оболочке
глаза – сетчатке – лучи света проходят
через несколько прозрачных поверхностей
– переднюю и заднюю поверхности роговицы,
хрусталика и стекловидного тела.
Различная кривизна и показатели
преломления этих поверхностей определяют
преломление световых лучей внутри
глаза.

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.

Оптическая
система глаза.
На пути к светочувствительной оболочке
глаза – сетчатке — лучи света проходят
через несколько прозрачных поверхностей
— переднюю и заднюю поверхности роговицы,
хрусталика и стекловидного тела. Разная
кривизна и показатели преломления этих
поверхностей определяют преломление
световых лучей внутри глаза.

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.

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

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 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 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.

Соседние файлы в предмете Нормальная физиология

Обработка зрительной информации

Феномен зрительных ощущений, не сопровождающихся обработкой зрительной информации, называется феноменом псевдослепоты.

Зрительный аппарат — глаза и проводящие пути — настолько тесно интегрирован с мозгом, что трудно сказать, где начинается та или иная часть процесса переработки зрительной информации.

В зависимости от ситуации, человек способен воспринимать предметы, частично скрытые от глаза, например, частой решёткой.

Способы коррекции недостатков зрения

Стремление улучшить зрение связано с попыткой преодолеть как дефекты зрения, так и его естественные ограничения.

В зависимости от характера и причин нарушения зрения для коррекции дефектов зрительного восприятия используют различные технические приспособления, специальные упражнения, а также несколько видов оперативного вмешательства (микрохирургия, имплантация хрусталика, лазерная коррекция зрения и др.).

Основная статья: Очки

Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.

Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы, например, микроскопы и телескопы.

Привести оптические свойства глаза в норму возможно изменением кривизны роговицы. Для этого в определённых местах роговица испаряется лазерным лучом, что приводит к изменению её формы. Основные способы лазерной коррекции зрения — ФРК и LASIK.

Нистагм — важный элемент зрения

Из-за большого числа этапов процесса зрительного восприятия его отдельные характеристики рассматриваются с точки зрения разных наук — оптики (в том числе биофизики), психологии, физиологии, химии (биохимии). На каждом этапе восприятия возникают искажения, ошибки, сбои, но мозг человека обрабатывает полученную информацию и вносит необходимые коррективы. Эти процессы носят неосознаваемый характер и реализуются в многоуровневой автономной корректировке искажений. Так устраняются сферическая и хроматическая аберрации, эффекты слепого пятна, проводится цветокоррекция, формируется стереоскопическое изображение и т. д. В тех случаях, когда подсознательная обработка информации недостаточна, или же избыточна, возникают оптические иллюзии.

Многокомпонентная оптическая система каждого глаза создаёт на сетчатке каждого глаза перевёрнутую на 180° проекцию видимого предмета. При этом проекции периферического зрения в правом и левом глазе не будут полностью дублироваться из-за различия полей зрения в левой и правой частях каждого глаза

Из-за разной оптической силы светопреломляющих сред глаза (слёзная жидкость, роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) луч света (красная линия на рисунке) проходит не прямолинейно, преломляясь и частично отражаясь на границе сред. P1-P4 — отражённые

Регулирование интенсивности света попадающего на сетчатку через зрачок происходит изменением его размера радужной оболочкой, являющейся оптической диафрагмой глаза. Дополнительная защита от сверхъяркого света происходит прищуриванием или закрытием век.

Преобразования проекций изображения

Спектр поглощения воды

В процессе эволюции светочувствительные рецепторы адаптировались к солнечному излучению, достигающему поверхности Земли и хорошо распространяющемуся в воде морей и океанов. Земная атмосфера имеет значительное окно прозрачности только в диапазоне длин волн 300—1500 нм. В ультрафиолетовой области прозрачность ограничена поглощением ультрафиолета озоновым слоем и водой, в инфракрасной области — поглощением воды. Поэтому на сравнительно узкую видимую область спектра приходится более 40 % энергии излучения Солнца у поверхности.

Значение зрительного анализатора для организма

Зрительный анализатор является одним из основных органов чувств у человека и других животных. Он играет важную роль в восприятии окружающего мира и предоставляет нам возможность видеть и интерпретировать информацию, получаемую через глаза.

Зрительный анализатор состоит из глаз и соответствующих нервных структур, которые передают информацию из глаза в мозг для последующей обработки. В основе работы зрительного анализатора лежит процесс преобразования световых сигналов в нервные импульсы, которые затем передаются в мозг для дальнейшей обработки и восприятия.

Зрительный анализатор позволяет нам видеть мир во всем его разнообразии и красоте. Благодаря зрению мы можем ориентироваться в пространстве, распознавать и идентифицировать объекты, различать цвета и формы, а также получать информацию о движущихся объектах и их расстоянии.

Кроме того, зрительный анализатор играет важную роль в развитии и обучении человека. В детском возрасте зрение является основным источником восприятия мира, и его развитие влияет на развитие других когнитивных функций, таких как память, внимание и мышление. Зрение также является основой для обучения, поскольку большая часть учебной информации представлена в виде текста, изображений и диаграмм.

Однако зрительный анализатор также подвержен различным заболеваниям и состояниям, которые могут негативно повлиять на его функционирование. Поэтому важно обращать внимание на здоровье глаз и регулярно проходить медицинские осмотры, особенно при наличии симптомов или риске развития заболеваний зрительного анализатора.

В целом, зрительный анализатор играет важную роль в нашей жизни, предоставляя нам возможность видеть и воспринимать окружающий мир. Поэтому важно заботиться о его здоровье и принимать меры для его поддержания и защиты.

Основная статья: Глаз

Альтернативные способы ориентирования в пространстве

Существуют сходные по функции со зрением другие сенсорные системы, применяемые для ориентирования в пространстве, например, ультразвуковая эхолокация летучих мышей и китообразных, позволяющая им обнаруживать мельчайшие объекты, электролокация некоторых рыб и утконоса, тепловая локация гремучих змей.

Также для ориентирования в пространстве применяются обоняние (наиболее характерен в этом смысле язык у змей, хотя так же широко известны в качестве примера ориентации по запаху у собаки), слух (боковая линия у рыб), и тактильные ощущения (восприятие давления и температуры, ощупывание).

Функции зрительного анализатора

Зрительный анализатор выполняет ряд важных функций, которые позволяют нам видеть и понимать окружающий мир. Он воспринимает световые сигналы, преобразует их в электрические импульсы и передает информацию в мозг для дальнейшей обработки.

Основные функции зрительного анализатора:

Все эти функции работают вместе, чтобы обеспечить нам полноценное зрительное восприятие и понимание окружающего мира.