Строение периферического отдела зрительного анализатора. Строение и функции зрительного анализатора кратко. Дальнейшее проведение и окончательная обработка информации

64. Заполните таблицу.

СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА.

Часть глазного яблока	Значение
Роговица	прозрачная обоочка, покрывающая переднюю часть глаза; она граничит с непрозрачной внешней оболочкой
Передняя камера глаза	пространство между роговицей и радужкой заполнена внутриглазной жидкостью
Радужка	состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются; она отвечает за цвет глаз
Зрачок	отверстие в радужке; его размер зависит от уровня освященности: чем больше света, тем меньше зрачок
Хрусталик	он прозрачени, может менять свою форму почти мгновенно, благодаря чему человек может видеть хорошо как вблизи, так и в даль
Стекловидное тело	поддерживает форму глаза, участвует во внутриглазном обмене веществ
Сетчатка	делится на 2 вида: колбочки и палочки. Палочки позволяют видеть при плохом освещении, а колбочки отвечают за остроту зрения
Склера	непрозрачная внешняя оболочка глаза, к ней крепятся глазодвигательные мышцы
Сосудистая оболочка	отвечает за кровоснабжение внутриглазных структур, не имеет нервных окончаний
Зрительный нерв	с его помощью сигнал от нервных окончаний передается в головной мозг

65. Рассмотрите рисунок, изображающий строение глаза человека. Напишите названия частей глаза, обозначенных цифрами.

1. Радужка.

2. Роговица.

3. Хрусталик.

4. Ресницы.

5. Стекловидное тело.

6. Склера.

7. Желтое пятно.

8. Зрительный нерв.

9. Слепое пятно.

10. Сетчатка.

66. Перечислите структуры, которые относятся к вспомогательному аппарату органа зрения.

Вспомогательный аппарат - это брови, веки и ресницы, слезная железа, слезные канальцы, глазодвигательные мышцы, нервы и кровеносные сосуды.

67. Выпишите названия частей глаза, через которые проходят лучи света, прежде чем они попадут на сетчатку.

Роговица - передняя камера - радужка - задняя камера - кристалик - стеклянное тельце - сетчатка.

68. Запишите определения.

Палочки - рецепторы сумеречного света, которые отличают светлое от темного.

Колбочки - они обладают меньшей светочувствительностью, но различают цвета.

Сетчатка - внутренняя оболочка глаза, являющаяся периферическим отделом зрительного анализатора.

Желтое пятно - место наибольшей остроты зрения в сетчатке глаза.

Слепое пятно - место выхода зрительного нерва из сетчатки глаза, расположено на его дне.

69. Какие дефекты зрения изображены на рисунке? Предложите (дорисуйте) способы их исправления.

1. Близорукость.

2. Дальнозоркость.

Ни в коем случае не читайте лежа; при чтении расстояние от глаз до книги должно быть не меньше 30 см; если вы смотрите телевизор днем, то нужно затемнить помещение, а вечером - включить освещение. при работе за компьютером делать частые перерывы.

71. Выполните практичекую работу "Изучение изменения размера зрачка".

1. Приготовьте квадратный лист плотной черной бумаги (4 см * 4 см) с точечным отверстием посередине (проткните лист иголкой).

2. Закройте левый глаз. Правым глазом смотрите через отверстие на источник яркого сета (окно или настольную лампу).

3. Продолжая смотреть через отверстие правым глазом, откройте левый. Как изменился в этот момент размер отверстия в листе бумаги (ваше субъективное воспритяие)?

Размер отверстия в бумаге уменьшился.

4. Снова закройте левый глаз. Как изменился размер отверстия?

Размер отверстия увеличился.

5. Сделайте вывод Размер отверстия в листе бумаги не изменяется. Возникающее ощущение иллюзорное. На самом деле расширяется и суживается

зрачок, т.к. света становится то больше, то меньше.

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.

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.

Глазодвигательного и вспомогательного аппаратов. Зрительная сенсорная система помогает получить до 90% информации о мире вокруг. Она позволяет человеку различать форму, оттенок и размер предметов. Это необходимо для оценки пространства, ориентации в окружающем мире. Поэтому стоит детальнее рассмотреть физиологию, строение и функции зрительного анализатора.

Анатомические особенности

Глазное яблоко находится в глазнице, образованной костями черепа. Его диаметр в среднем составляет 24 мм, масса не превышает 8 г. Схема глаза включает в себя 3 оболочки.

Наружная оболочка

Состоит из роговицы и склеры. Физиология первого элемента предполагает отсутствие кровеносных сосудов, поэтому его питание осуществляется посредством межклеточной жидкости. Основная функция – защита внутренних элементов глаза от повреждения. Роговица содержит большое количество нервных окончаний, поэтому попадание пыли на нее приводит к развитию болевого синдрома.

Склера – непрозрачная фиброзная капсула глаза белого или голубоватого оттенка. Оболочка сформирована коллагеновыми и эластиновыми волокнами, расположенными хаотично. Склера выполняет следующие функции: защита внутренних элементов органа, поддержание давления внутри глаза, крепление глазодвигательного аппарата, нервных волокон.

Сосудистая оболочка

В данном слое находятся такие элементы:

1. сосудистая оболочка, которая питает сетчатку;
2. ресничное тело, контактирующее с хрусталиком;
3. радужка содержит пигмент, определяющий оттенок глаз каждого человека. Внутри расположен зрачок, способный определять степень проникновения лучей света.

Внутренняя оболочка

Сетчатка, которая образована нервными клетками, является тонкой оболочкой глаза. Здесь воспринимаются и анализируются зрительные ощущения.

Строение системы преломления

Оптическая система глаза включает в себя такие составляющие.

1. Передняя камера располагается между роговицей и радужкой. Ее основная функция – питание роговицы.
2. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую прозрачную линзу, которая необходима для преломления световых лучей.
3. Задняя камера глаза представляет собой пространство между радужкой и хрусталиком, заполненное жидким содержимым.
4. Стекловидное тело – студенистая прозрачная жидкость, которая заполняет глазное яблоко. Ее основная задача – преломление световых потоков и обеспечение постоянной формы органа.

Оптическая система глаза позволяет воспринимать предметы реалистичными: объемными, четкими и цветными. Это стало возможно благодаря изменению степени преломления лучей, фокусировке изображения, созданию требуемой длины оси.

Строение вспомогательного аппарата

Зрительный анализатор включает в себя вспомогательный аппарат, который состоит из следующих отделов:

1. конъюнктива — является тонкой соединительнотканной оболочкой, которая расположена с внутренней стороны век. Конъюнктива защищает зрительный анализатор от пересыхания и размножения патогенной микрофлоры;
2. слезный аппарат состоит из слезных желез, которые продуцируют слезную жидкость. Секрет необходим для увлажнения глаза;
3. осуществляют подвижность глазных яблок во всех направлениях. Физиология анализатора предполагает то, что мышцы начинают функционировать с рождения ребенка. Однако их формирование заканчивается к 3 годам;
4. брови и веки — эти элементы позволяют защитить от вредного действия внешних факторов.

Особенности анализатора

Зрительная система включает в себя следующие части.

1. Периферическая включает сетчатку – ткань, в которой находятся рецепторы, способные воспринимать световые лучи.
2. Проводниковая включает пару нервов, которые образуют частичный зрительный перекрест (хиазм). Как результат изображения с височной части сетчатки остаются на прежней стороне. При этом сведения от внутренней и носовой зон передаются на противоположную половину коры больших полушарий. Такой зрительный перекрест позволяет сформировать объемное изображение. Зрительный путь – важная составляющая проводящей нервной системы, без которого зрение стало бы невозможным.
3. Центральная . Сведения поступают в часть коры больших полушарий, где обрабатывается информация. Эта зона находится в затылочной области, позволяет окончательно преобразовать поступившие импульсы в зрительные ощущения. Кора больших полушарий мозга является центральной частью анализатора.

Зрительный путь обладает следующими функциями:

• восприятие света и цвета;
• формирование окрашенного изображения;
• появление ассоциаций.

Зрительный путь – основной элемент передачи импульсов от сетчатки в головной мозг. Физиология органа зрения предполагает, что различные нарушения тракта приведут к частичной или полной слепоте.

Зрительная система осуществляет восприятие света и трансформацию лучей от предметов в зрительные ощущения. Это сложный процесс, схема которого включает в себя большое количество звеньев: проекцию изображения на сетчатку, возбуждение рецепторов, зрительный перекрест, восприятие и обработку импульсов соответствующими зонами коры больших полушарий.

Прекрасный мир, полный красок, звуков и запахов, дарят нам наши органы чувств
М.А. ОСТРОВСКИЙ

Цель урока : изучение зрительного анализатора.

Задачи : определение понятия «анализатор», изучение работы анализатора, развитие навыков экспериментальной деятельности и логического мышления, развитие творческой активности учащихся.

Тип урока : изложение нового материала с элементами экспериментальной деятельности и интеграции.

Методы и приемы : поисковый, исследовательский.

Оборудование : муляжи глаза; таблица «Строение глаза»; самодельные таблицы «Направление лучей», «Палочки и колбочки»; раздаточный материал: карточки с изображением строения глаза, нарушений зрения.

Ход урока

I. Актуализация знаний

Степного неба свод желанный.
Степного воздуха струи,
На вас я в неге бездыханной
Остановил глаза мои.

Взгляни на звезды: много звезд
В безмолвии ночном
Горит, блестит кругом луны
На небе голубом.

Е.Баратынский

Ветер принес издалёка
Песни весенний намек,
Где-то светло и глубоко
Неба открылся клочок.

Какие образы создали поэты! Что позволило их сформировать? Оказывается, в этом помогают анализаторы. О них и пойдет сегодня речь. Анализатор – это сложная система, обеспечивающая анализ раздражений. Как возникают и где анализируются раздражения? Приемники внешних воздействий – рецепторы. Куда дальше направляется раздражение и что происходит при его анализе? (Учащиеся высказывают свои мнения .)

II. Изучение нового материала

Раздражение преобразуется в нервный импульс и по нервному пути попадает в головной мозг, где и анализируется. (Одновременно с беседой составляем опорную схему, затем обсуждаем ее с учащимися. )

Какова роль зрения в жизни человека? Зрение необходимо для трудовой деятельности, для обучения, для эстетического развития, для передачи социального опыта. Примерно 70% всей информации мы получаем с помощью зрения. Глаз – это окно в окружающий мир. Этот орган часто сравнивают с фотоаппаратом. Роль объектива выполняет хрусталик. (Демонстрация муляжей, таблиц .) Диафрагма объектива – зрачок, его диаметр изменяется в зависимости от освещенности. Как на фотопленке или светочувствительной матрице фотоаппарата, на сетчатке глаза появляется изображение. Однако система зрения более совершенна, чем обычный фотоаппарат: сама сетчатка и мозг исправляют изображение, делают его более четким, объемным, цветным и, наконец, осмысленным.

Ознакомьтесь со строением глаза более детально. Посмотрите на таблицы и муляжи, воспользуйтесь иллюстрациями в учебнике.

Давайте изобразим схему «Строение глаза».

Фиброзная оболочка

Задняя – непрозрачная – склера
Передняя – прозрачная – роговица

Сосудистая оболочка

Передняя – радужка, содержит пигмент
В центре радужки – зрачок

Хрусталик
Сетчатка
Брови
Веки
Ресницы
Слезный проток
Слезная железа
Глазодвигательные мышцы

«Стянутая рыбачья сеть, закинутая на дно глазного бокала и ловящая солнечные лучи!» – так представлял себе древнегреческий врач Герофил сетчатку глаза. Это поэтическое сравнение оказалось удивительно точным. Сетчатка – именно сеть, и именно ловящая отдельные кванты света. Она напоминает слоеный пирог толщиной в 0,15–0,4 мм, каждый слой – это множество клеток, отростки которых сплетаются и образуют ажурную сеть. От клеток последнего слоя отходят длинные отростки, которые, собираясь в пучок, образуют зрительный нерв .

Более миллиона волокон зрительного нерва несут в мозг информацию, закодированную сетчаткой в виде слабых биоэлектрических импульсов. Место на сетчатке, где волокна сходятся в пучок, называют слепым пятном .

Слой сетчатки, образованный светочувствительными клетками – палочками и колбочками, поглощает свет. Именно в них происходит превращение света в зрительную информацию.

Мы с вами познакомились с первым звеном зрительного анализатора – рецепторами. Посмотрите на изображение рецепторов света, они по форме напоминают палочки и колбочки. Палочки обеспечивают черно-белое зрение. Они примерно в 100 раз чувствительнее к свету, чем колбочки, и расположены так, что их плотность возрастает от центра к краям сетчатки. Зрительный пигмент палочек хорошо поглощает сине-голубые лучи, а красные, зеленые и фиолетовые плохо. Цветное зрение обеспечивают колбочки трех типов, которые чувствительны соответственно к фиолетовому, зеленому и красному цветам. Напротив зрачка на сетчатке размещается наибольшее скопление колбочек. Это место называют желтым пятном .

Вспомните красный мак и голубой василек. Днем они ярко окрашены, а в сумерках мак почти черный, а василек – белесо-синий. Почему? (Учащиеся высказывают мнения. ) Днем при хорошем освещении работают и колбочки, и палочки, а ночью, когда света для колбочек недостаточно, только палочки. Впервые этот факт описал чешский физиолог Пуркинье в 1823 г.

Эксперимент «Палочковое зрение». Возьмите небольшой предмет, например карандаш, окрашенный в красный цвет, и, глядя прямо перед собой, попробуйте увидеть его боковым зрением. Предмет надо непрерывно двигать, тогда удастся найти положение, при котором красный цвет будет восприниматься как черный. Объясните, почему при этом карандаш расположен так, что его изображение проецируется на край сетчатки. (На краю сетчатки почти отсутствуют колбочки, а палочки цвета не различают, поэтому изображение и кажется почти черным. )

Мы с вами уже знаем, что зрительная зона коры больших полушарий головного мозга расположена в затылочной части. Давайте составим опорную схему «Зрительный анализатор».

Таким образом, зрительный анализатор – это сложная система восприятия и обработки информации о внешнем мире. Зрительный анализатор имеет большие резервы. В сетчатке глаза содержится 5–6 млн колбочек и около 110 млн палочек, а в зрительной зоне коры больших полушарий – примерно 500 млн нейронов. Несмотря на высокую надежность зрительного анализатора, его функции могут нарушаться под действием различных факторов. Отчего это происходит и к каким изменениям приводит? (Учащиеся высказывают свое мнение .)

Обратите внимание, что при хорошем зрении изображение предметов, находящихся на расстоянии наилучшего зрения (25 см), формируется точно на сетчатке. На рисунке в учебнике вы можете видеть, как изображение формируется у близорукого и дальнозоркого человека.

Близорукость, дальнозоркость, астигматизм, дальтонизм – это частые нарушения зрения. Они могут иметь наследственный характер, но могут быть и приобретенными в течение жизни из-за неправильного режима труда, плохой освещенности рабочего стола, несоблюдения правил техники безопасности при работе на ПК, в мастерских и лабораториях, при долгом просмотре телевизора и т.д.

Исследования показали, что через 60 мин непрерывного сидения у телевизора наступает снижение остроты зрения и способности различать цвета. Нервные клетки оказываются «перегруженными» ненужной информацией, вследствие чего ухудшается память и ослабевает внимание. В последние годы зарегистрирована особая форма нарушений функции нервной системы – фотоэпилепсия, сопровождающаяся судорожными припадками и даже потерей сознания. В Японии 17 декабря 1997 г. был зарегистрирован массовый приступ такой болезни. Как выяснилось, причиной стало быстрее мелькания изображений в одной из сцен мультфильма «Маленькие монстры».

III. Закрепление пройденного, подведение итогов, выставление оценок