Зрительный анализатор.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Общая характеристика

• Зрение  — вид чувствительности, позволяющий воспринимать форму, размер, цвет и яркость окружающих нас предметов, а также расстояние до них, состояние покоя или движения и его направление; обеспечивается  зрительной сенсорной системой .
• Острота зрения   — способность определять относительное положение предметов. В среднем острота нормального зрения у человека составляет 3-5 секунд дуги.
• Цветовое зрение:   при хорошем освещении человеческий глаз может различить более 10 млн. цветовых оттенков.
• Стереоскопическое зрение  — способность зрительной системы воспринимать объемное (трехмерное) изображение; обеспечивается  бинокулярностью  — наличием двух глаз, видящих один и тот же объект с разных точек, находящихся на расстоянии 40-70 мм одна от другой; при этом оба изображения рассматриваемого объекта воспринимаются человеком как одно.

Значение зрения

• ■ к зрительной информации относится до 90% информации, получаемой человеком из внешнего мира;
• ■ каждое новое поколение людей получает практически все накопленные человечеством знания именно в визуальной форме — в виде информации, записанной в книгах, журналах и т.д. (а теперь — на CD, DVD, … и визуально отображаемой на мониторах компьютеров).

Состав зрительной сенсорной системы

• ■ периферическая часть представлена двумя  глазными яблоками с фоторецепторами сетчатки и оптической системой , и вспомогательным аппаратом  (глазными мышцами, слезными железами, бровями, веками и ресницами);
• ■ проводниковый отдел образован  зрительными нервами  (это II пара черепно-мозговых нервов; по одному нерву отходит от каждого глазного яблока), передающими нервные импульсы в подкорковые центры: верхние бугры четверохолмия среднего мозга и зрительные бугры (таламус) промежуточного мозга;
• ■ центральный отдел представлен  зрительной зоной  в затылочной доле коры больших полушарий головного мозга.

Строение и функции глазного яблока

• Глазное яблоко   имеет шаровидную форму и находится в  глазнице  — специальном углублении лицевой части черепа.

• Стенка глазного яблока состоит из трех слоев (оболочек) — фиброзной, сосудистой и сетчатки.

• Полость глазного яблока заполнена  стекловидным телом .

Строение и функции глазного яблока

• Фиброзная оболочка  — это наружная белковая оболочка глаза, покрывающая всю его поверхность и служащая для защиты его внутренних структур; морфологически в этой оболочке выделяют  роговицу и склеру .

• Роговица  — передняя, прозрачная и выпуклая вперед часть фиброзной оболочки, не имеющая кровеносных сосудов; в ней происходит наиболее сильное преломление световых лучей. Помутнение роговицы ведет к слепоте.
• Склера  — остальная часть фиброзной оболочки, образованная плотным непрозрачным веществом белого или слегка голубоватого цвета.

Строение и функции глазного яблока

• Сосудистая оболочка   — это средняя оболочка глаза, состоящая из трех частей:  собственно сосудистой, ресничного тела и радужки.

• Собственно сосудистая оболочка   пронизана множеством мелких сосудов, снабжающих глаз кровью; ее внутренняя поверхность выстлана клетками, содержащими черный пигмент, поглощающий свет.
• Радужка  — передняя стенка сосудистой оболочки, имеющая форму диска с отверстием в центре —  зрачком . Клетки радужки содержат пигмент меланин, количество которого определяет  цвет глаз  — от голубого до темно-коричневого и почти черного.

• В радужке имеются кольцевые и радиальные гладкомышечные волокна.
• ■  Кольцевые мышечные волокна радужки  расположены параллельно периметру зрачка и иннервируются парасимпатическими нервами; их сокращение приводит к сужению зрачка.
• ■ Радиальные мышечные волокна  ориентированы вдоль радиусов радужки и иннервируются симпатическими нервами; сокращение этих волокон расширяет зрачок.

Строение и функции глазного яблока

• Передняя камера глаза  — пространство между роговицей и радужкой.

• Хрусталик   — прозрачное эластичное двояковыпуклое образование диаметром около 10 мм, располагающееся позади зрачка, имеющее форму и выполняющее функцию линзы; не имеет кровеносных сосудов.

• ■ Хрусталик помещен в прозрачную  капсулу , соединенную с ресничной мышцей упругими волокнами —  цинновыми связками . При сокращении и расслаблении ресничной мышцы натяжение цинновых связок изменяется, что приводит к изменению кривизны поверхностей хрусталика. Это позволяет фокусировать изображение предметов точно на поверхности сетчатки.

Строение и функции глазного яблока

• Задняя камера глаза  — пространство между радужкой и хрусталиком.

• Водянистая влага  — прозрачная жидкость, заполняющая переднюю и заднюю камеры глаза и снабжающее питательными веществами роговицу и хрусталик.

• Стекловидное тело  — прозрачная, не содержащая сосудов желеобразная масса, заполняющая полость глазного яблока позади хрусталика. Участвует в поддержании внутриглазного давления и формы глаза.

Сетчатка

• Сетчатка  — тонкая внутренняя оболочка глаза, прилегающая к сосудистой оболочке и содержащая фоторецепторы и нейронную сеть, образованную 4 типами нервных клеток.

Сетчатка

• Фоторецептор   — рецепторная клетка зрительной сенсорной системы, которая возбуждается при действии света.

• ■ Первым в сетчатке по ходу световых лучей является слой нервных (ганглиозных) клеток, слой фоторецепторов — последний по ходу лучей, он прилегает к пигментным клеткам сосудистой оболочки.

Сетчатка

• Типы фоторецепторов сетчатки глаза:  колбочки и палочки  (различаются по форме рецепторных клеток). Чувствительность фоторецепторов к свету обусловлена особыми светочувствительными белками (см. ниже), молекулы которых под воздействием света распадаются на два фрагмента и при этом возбуждают фоторецептор.

• Колбочки  — фоторецепторы, воспринимающие очертания и детали объектов и обеспечивающие цветовое зрение. Всего в сетчатке глаза человека имеется около 6 млн. колбочек.

• Трехкомпонентная теория цвета:  в сетчатке глаза человека и позвоночных животных имеется три вида колбочек (по последним данным — семь видов), каждый из которых содержит только один из типов светочувствительного белка и лучше всего воспринимает один из цветов — красно-оранжевый (светочувствительный белок —  хлоролаб ), желто-зеленый (светочувствительный белок  эритлаб ) или сине-фиолетовый (светочувствительный белок — иодопсин ). Одновременное возбуждение двух или трех видов кол бочек воспринимается человеком как составной цвет (например, розовый или белый).

Сетчатка

• Палочки   — фоторецепторы, обеспечивающие черно-белое зрение и обладающие высокой чувствительностью к свету. Светочувствительный белок —  родопсин . Для возбуждения палочки достаточно попадания всего 6-10 квднтов света, которые зрительной сенсорной системой регистрируются как одна слабая вспышка.

• Всего в сетчатке глаза человека насчитывается около 125 млн. палочек.
• Колбочки менее чувствительны к свету, чем палочки. Поэтому в сумерках зрение обеспечивается только палочками, из-за чего в этих условиях человек плохо различает цвета.

• Желтое пятно  — область в центральной части сетчатки, в которой колбочки расположены с максимальной плотностью, а палочки отсутствуют. Желтое пятно — область наилучшего видения; на нее проецируются световые лучи от той точки, на которую направлен наш взгляд. В центре желтого пятна имеется небольшое углубление сетчатки —  центральная ямка . По мере удаления от желтого пятна количество колбочек уменьшается, а количество палочек возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки.

• Центральное зрение  — наилучшее видение предметов, обусловленное наличием максимального количества колбочек в области желтого пятна; обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов.
• Периферическое , или  боковое, зрение  — менее острое видение предметов периферическими участками сетчатки, в которых количество колбочек невелико; позволяет ориентироваться в пространстве и замечать движение, происходящее вблизи боковой границы обзора.

• Типы нервных клеток сетчатки глаза:  горизонтальные, ганглиозные, биполярные и амакриновые. Соединяясь друг с другом, эти клетки образуют  нейронную сеть сетчатки .

• Горизонтальные  нервные клетки соединяют фоторецепторы друг с другом. От тела каждой горизонтальной клетки отходит множество отростков, которые образуют синаптические контакты на фоторецепторах сетчатки.
• Ганглиозные  нервные клетки — нейроны, аксоны которых образуют зрительный нерв, выходящий из глаза и идущий в головной мозг.
• Биполярные  клетки соединяют фоторецепторы с ганглиозными клетками. Биполярные клетки имеют два отростка: один из них контактирует с несколькими фоторецепторами, а другой -с несколькими биполярными клетками.
• Амакриновые  клетки соединяют друг с другом ганглиозные клетки; по своему строению они сходны с горизонтальными.

• Зрительный нерв  — нерв, выходящий из глаза и следующий в головной мозг; образован пучком собранных вместе аксонов ганглиозных нервных клеток.
• Слепое пятно  — область Сетчатки, в которой отсутствуют фоторецепторы, а аксоны ганглиозных клеток собираются в пучок, формируя зрительный нерв; это место выхода зрительного нерва; находится сбоку от желтого пятна.

Принцип работы нейронной сети сетчатки

• ■ Каждая фоторецепторная клетка соединена с несколькими горизонтальными и биполярными клетками, а каждая биполярная — с несколькими ганглиозными клетками. Ганглиозные клетки также соединяются между собой через амакриновые клетки.
• ■ Такая сеть рецепторных и нервных клеток позволяет, во-первых, сравнивать информацию, поступающую от соседних рецепторных клеток, и во-вторых, дублировать работу отдельных элементов зрительной системы, устраняя их возможные ошибки и тем самым исключая риск.
• ■ Нервные импульсы от рецепторных клеток поступают сначала в горизонтальные и биполярные, а затем в ганглиозные клетки сетчатки, обменивающиеся информацией друг с другом.
• ■ Результатом работы нейронной сети сетчатки является первичный анализ изображения и его движения. Полученная информация передается по зрительному нерву в головной мозг.

Вспомогательные структуры глаза

• Вспомогательные структуры глаза:  брови, веки, ресницы, слезные железы, слезные протоки, мышцы глазного яблока.
• Брови  предупреждают попадание в глаза пота, стекающего со лба.
• Веки  осуществляют механическую защиту глазного яблока; изнутри имеют оболочку —  конъюнктиву . Периодические смыкания и размыкания век ( моргание ) обеспечивают равномерное распределение  слезной жидкости  по поверхности глазного яблока.
• Ресницы  обеспечивают дополнительную защиту глазного яблока от пыли.

Вспомогательные структуры глаза

• Ресницы  обеспечивают дополнительную защиту глазного яблока от пыли.
• Слезные железы  продуцируют  слезную жидкость;  расположены у верхних наружных углов глаз.
• Слезные протоки  служат для отведения излишков слезной жидкости в носовую полость.
• Слезная жидкость  увлажняет и согревает глаза, облегчает движение век, уменьшая их трение, предохраняет глаза от проникновения инфекций (содержит бактерицидное вещество — лизоцим), смывает пыль через слезный канал.

Движения глаз

• Мышцы глаза , обеспечивающие повороты глазного яблока в глазнице (одним концом эти мышцы прикреплены к глазному яблоку, другим — к глазнице):

• — верхняя и нижняя прямые мышцы;
• — внутренняя и наружная прямые мышцы;
• — верхняя и нижняя косые мышцы.
• Сокращение верхней прямой мышцы приводит к повороту глазного яблока по вертикали вверх. При одновременном сокращении верхней прямой и наружной прямой мышц глазное яблоко перемещается по диагонали. Сокращение косых мышц вызывает вращение глазного яблока по часовой стрелке или против нее.

• Виды движений глаз:  скачкообразные и плавные.

• Скачкообразные движения  (или  саккады ) возникают, когда человек осматривается вокруг. За одну секунду глаз совершает от 2 до 5. саккад.
• Плавные движения  глаз сопровождают предметы, перемещающиеся в поле зрения.

Движения глаз

Оптическая система глаза

• Оптическая система глаза  — совокупность структур и сред глаза, через которые проходят световые лучи; включает (в порядке прохождения лучей света)  роговицу, жидкость передней камеры, зрачок, жидкость задней камеры, хрусталик, стекловидное тело.  Пройдя через стекловидное тело, лучи попадают на сетчатку.
• Основные преломляющие элементы  оптической системы глаза — роговица (образует вогнуто-выпуклую линзу) и  хрусталик  (представляет собой двояковыпуклую линзу).
• Преломляющая сила линзы  — способность линзы отклонять лучи от их первоначального направления. Преломляющая сила зависит от кривизны линзы: чем меньше кривизна, тем меньше преломляющая сила.
• Преломляющая сила оптических элементов глаза:  преломляющая сила роговицы постоянна, преломляющая сила хрусталика может изменяться.
• Оптическая система глаза формирует на сетчатке  уменьшенное перевернутое  изображение предметов.
• Условие четкого (резкого) видения предмета:  лучи, исходящие от каждой точки предмета, должны быть  точно сфокусированы на сетчатке , т.е. эти лучи должны сходиться также в одной точке, и эта точка должна находиться на сетчатке.
• Если смотреть на предмет, находящийся вблизи, то далекие предметы видны нечетко; наоборот, если смотреть вдаль, то неясно и расплывчато видны близкие предметы. Причина этого в том, что лучи, исходящие от предметов, находящихся на разных расстояниях, фокусируются в глазу на разных расстояниях от хрусталика, и точная фокусировка на сетчатке достигается только для некоторых предметов.

Аккомодация

• Аккомодация   — процесс (и способность к) приспособления (-ю) глаза к четкому (резкому) видению предметов, находящихся на разных расстояниях; осуществляется изменением преломляющей силы хрусталика путем изменения его кривизны (выпуклости).

• ■  Пример:  при рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым (за счет сокращения ресничной мышцы глаза), и его преломляющая сила возрастает. В результате световые лучи, исходящие от этих предметов, фокусируются точно на сетчатке — изображение становится резким. В то же время лучи, исходящие от удаленных предметов, фокусируются перед сетчаткой, и их изображение становится нечетким.

Зрачковый рефлекс

• Зрачковый рефлекс  — безусловное рефлекторное изменение диаметра  зрачка  при изменении уровня освещенности (при уменьшении освещенности зрачок расширяется, при ярком свете он сужается), приводящее к изменению количества света, падающего на сетчатку; служит для адаптации зрительной системы к разному уровню освещенности.

• ■ Площадь зрачка у человека может изменяться более чем в 40 раз.

Обработка зрительной информации

• В черепную коробку пара зрительных нервов проникает через специальные отверстия и затем перекрещивается, причем внутренние части каждого нерва обмениваются волокнами, а наружные — нет. После пересечения зрительные нервы опять расходятся, и получается, что информация от внутренних половин сетчатки переходит на противоположную сторону. В результате все, что мы видим справа, оказывается в левом  зрительном тракте  (зрительном нерве после пересечения), а то, что видим слева, — в правом.
• Зрительные тракты заканчиваются в промежуточных подкорковых ядрах (в верхних буграх четверохолмия среднего мозга и зрительных буграх промежуточного мозга), где поступившая информация проходит дополнительную обработку.
• От подкорковых ядер нервные волокна, несущие информацию от глаз, поднимаются к  зрительным зонам  в затылочных долях обоих полушарий головного мозга, где происходит окончательная обработка зрительной информации. Таким образом, левое полушарие видит правую половину мира, правое — левую. Кроме того, в зрительных зонах происходит обратное «переворачивание» воспринимаемого изображения «с головы на ноги» (напомним, что оптическое изображение на сетчатке является перевернутым), так что зрительное ощущение оказывается правильно ориентированным.
• ■ Зона коры, принимающая сигналы от желтого пятна, в 35 раз обширнее, чем корковые зоны, отвечающие за такие же по размеру периферические участки; поэтому корой мозга основное внимание уделяется информаций, идущей из области наилучшего зрения.

Дефекты и гигиена зрения

• Дефекты зрения  обусловлены нарушениями структуры и функций элементов зрительной сенсорной системы (например, нарушением аккомодации, из-за чего световые лучи, пройдя через оптическую систему глаза, не фокусируются точно на сетчатке). Могут быть врожденными или приобретенными.
• Расстройства зрения могут быть вызваны недостатком витамина А, а также никотином, алкоголем, различными наркотическими и токсическими веществами.

• ❖  Близорукость   — дефект зрения, при котором лучи фокусируются перед сетчаткой, и человек четко видит предметы только на близком расстоянии.

• ■  Причины близорукости:
• — удлиненное глазное яблоко ( врожденная близорукость );
• — увеличение кривизны хрусталика или ослабление ресничной мышцы ( приобретенная близорукость ).
• ■  Коррекция близорукости  осуществляется с помощью очков с рассеивающими двояковогнутыми линзами.

Дефекты и гигиена зрения

• ❖  Дальнозоркость  — дефект зрения, при котором лучи фокусируются за сетчаткой, и человек четко видит предметы только на большом расстоянии.

• ■  Причины дальнозоркости:
• — укороченное глазное яблоко ( врожденная дальнозоркость );
• — уплотнение хрусталика, приводящее к потере его эластичности и уменьшению кривизны ( старческая дальнозоркость ).
• ■  Коррекция дальнозоркости  осуществляется с помощью очков с собирающими двояковыпуклыми линзами.

Дефекты и гигиена зрения

• Астигматизм  — дефект зрения, при котором точечный источник света на сетчатке образует различные фигуры (эллипс, линию и др.); обусловлен неоднородностью кривизны роговицы или хрусталика. Корректируется очками со специальными астигматическими линзами (их поверхности имеют небольшую цилиндричность).
• Дальтонизм  — дефект зрения, при котором не воспринимается один или несколько основных цветов (например, зеленый или красный); обусловлен поражением или дефектом одного из видов колбочек.

Дефекты и гигиена зрения

• Заболевания глаз  (конъюнктивит, неврит и др.) часто связаны с попаданием болезнетворных микробов на слизистые оболочки глаз, инфекционными заболеваниями других органов, действием аллергенов, недостатком витамина А и др. Могут быть следствием использования несвежих полотенец, платков, попадания инфекции с грязных рук и т.п.

• Глаукома   — заболевание, характеризующееся повышением внутриглазного давления, нарушением зрительных функций и атрофией зрительного нерва; часто является одной из причин слепоты.

• ■ Возможные причины глаукомы: наследственная предрасположенность, перенесенные заболевания или травмы глаза, тяжелая физическая работа, сильный стресс и др.

• Катаракта   — заболевание, характеризующееся помутнением хрусталика. Устраняется вживлением пластмассового хрусталика вместо помутневшего.
• Конъюнктивит  — аллергическое или инфекционное воспаление слизистых оболочек век; проявляется покраснением и резью в глазу, слезотечением, слизистыми или слизисто-гнойными выделениями, светобоязнью. В гнойной стадии может вызвать слепоту.
• Куриная слепота (гемералопия)   — заболевание, вызываемое недостатком в организме витамина А; характеризуется нарушением рецепторной функции палочек и ухудшением сумеречного зрения.

  Гигиена зрения

• ■ освещение при чтении и письме должно быть достаточным и равномерным;
• ■ свет при этом должен падать слева (для правшей) или справа (для левшей);
• ■ предпочтительным является естественное дневное освещение; не стоит применять настольные лампы с «дневным светом»;
• ■ расстояние от глаза до предмета должно быть 30-35 см;
• ■ через каждые 30—40 мин занятий, связанных с чтением, письмом или работой на компьютере, следует устраивать 10-15-минутный отдых;
• ■ при просмотре телепередач следует находиться от экрана на расстоянии не менее 2,5-3,0 м; длительность просмотра телепередач для учащихся не должна превышать 30-40 мин в день;
• ■ в вечернее время при работе на компьютере или просмотре телепередач в помещении необходимо включать освещение;
• ■ нельзя читать в транспорте, так как в результате постоянно меняющегося расстояния между предметом и хрусталиком ослабевают эластичность хрусталика и ресничная мышца;
• ■ следует защищать глаза от попадания пыли, инородных предметов, яркого света;
• ■ нужно использовать защитные экраны или очки при опасных для глаз работах;
• ■ вытирать глаза следует только совершенно чистым полотенцем или носовым платком;
• ■ рекомендуется регулярно (через каждые один-два часа) в течение 3-5 мин тренировать зрение, попеременно смотря то вдаль, то на близко расположенный предмет.

Первая помощь при повреждении глаз

• ■ при попадании в глаз соринки промыть его прохладной кипяченой водой и, оттянув веко, влажной ваткой удалить с него соринку; руки при этом должны быть предварительно вымыты;
• ■ при ушибе необходимо приложить к глазу марлевую салфетку или чистый носовой платок, смоченный прохладной кипяченой водой;
• ■ при ранениях глаза его нельзя промывать водой и вынимать инородное тело; на глаз необходимо наложить стерильную повязку и отправить пострадавшего в больницу;
• ■ при химических ожогах глаза (попадании в глаз щелочи, кислоты, ядовитых веществ) его необходимо немедленно промыть (в течение 15-20 мин) проточной водой и срочно обратиться к врачу.

Ресурсы

• https:// esculappro.ru/zritelnaya-sensornaya-sistema.html