Зрительная сенсорная система, ее вспомогательный аппарат

зрительный сенсорный аномалия глаз

1. Структура зрительной сенсорной системы

1.1 Сетчатка

1.2 Зрительные нервы

1.3 Зрительный перекрест

1.4 Зрительные тракты

1.5 Зрительная лучистость

1.6 Верхнее двухолмие, латеральные коленчатые тела, таламус

1.7 Зрительная зона коры

2. Орган зрения

2.1 Глазное яблоко

2.2 Вспомогательный аппарат глаза

3. Теории цветового зрения

3.1 Теория Геринга

3.2 Теория Ломоносова — Гельмгольца

4. Аномалии рефракции глаза, их коррекция

4.1 Миопия (близорукость)

4.2 Пресбиопия

4.3 Астигматизм Заключение Список используемой литературы

«Scilicet, avolsis radicibus, ut nequit ullam dispicere, ipse oculus rem, seorsum corpore toto.

— Вырванный из орбиты и находящийся вне тела глаз не в состоянии узреть ни одного предмета«.

Лукреций Кар.

«In the country of the blind one-eyed man is a King"(англ.)

Среди слепых одноглазый — король.

Во все времена человек всегда стремился к познанию. В современной науке явно просматривается тенденция к реализации и воплощении идей, почерпнутых непосредственно из наблюдений за окружающей средой и их изучением. Так, наука бионика занимается внедрением технологий, реализованных именно на этих идеях. Наука этология становится немалым подспорьем даже такой, казалось бы, сугубо гуманитарной отрасли, как социология. Тем не менее, изучение общественных животных дает интересный материал для изучения многих закономерностей популяций.

Все животные обладают в той или иной степени выраженной способностью ориентироваться в пространстве — биоориентацией. Одной из простейших ее форм являются таксисы — zB, хемотаксисы, фототаксисы, термотаксисы etc. Также у ряда животных наблюдается выраженная способность к бионавигации — т. е. возможности животных выбирать направление движения при регулярных сезонных миграциях, к примеру. Выделяют такие типы ориентации, как компасная (звездная компасная), транспонирующая, обонятельно-вкусовая, гравитационная, по атмосферному давлению, химическая, акустическая, оптическая и некоторые другие.

Как видно, всегда используется какая-либо сенсорная система — будь то зрительная, обонятельная или какая либо другая. В аспекте данной работы я рассматриваю зрительную сенсорную систему и ее вспомогательный аппарат.

1. Структура зрительной сенсорной системы

1.1 Сетчатка

Сетчатка — внутренняя оболочка глаза, прилегающая к стекловидному телу. В ходе эмбрионального развития она формируется из отростка головного мозга и по существу является специализированной частью последнего. Это самая главная в функциональном отношении часть глаза, так как именно она воспринимает свет.

Сетчатка состоит из двух основных слоев: тонкого пигментного слоя, обращенного к сосудистой оболочке, и высокочувствительного слоя нервной ткани, который, подобно чаше, окружает большую часть стекловидного тела. Этот второй слой сложно организован (в виде нескольких слоев, или зон) и содержит фоторецепторные (зрительные) клетки (палочки и колбочки) и несколько типов нейронов с многочисленными отростками, связывающими их с фоторецепторными клетками и между собой; аксоны т.н. ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв.

1.2 Зрительные нервы

Свет, падающий на глаз, проходит через роговицу, водянистую влагу, зрачок, хрусталик, стекловидное тело и несколько слоев сетчатки, где он воздействует на колбочки и палочки. Зрительные клетки реагируют на этот стимул, генерируя сигнал, поступающий на нейроны сетчатки (т.е. в направлении, противоположном ходу светового луча). Передача сигнала от рецепторов происходит через синапсы, расположенные в т.н. наружном сетчатом слое; затем нервный импульс попадает в промежуточный сетчатый слой. Часть нейронов этого слоя передает импульс дальше в третий, ганглиозный, слой, а часть использует его для регуляции активности различных частей сетчатки. Ганглиозные волокна (они составляют самый близкий к стекловидному телу слой сетчатки, отделенный от него лишь тонкой мембраной) направляются к слепому пятну и здесь сливаются, образуя зрительный нерв, идущий от глаза к мозгу. Нервные импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в симметричные области зрительной коры больших полушарий, где формируется зрительный образ.

Место выхода нерва представляет собой слепую часть сетчатки — т.н. слепое пятно. На расстоянии ок. 4 мм от слепого пятна, т. е. очень близко к заднему полюсу глаза, имеется вдавление, называемое желтым пятном. Наиболее вдавленная центральная часть этого пятна — центральная ямка — является местом наиболее точной фокусировки световых лучей и наилучшего восприятия световых раздражений, т. е. это участок наилучшего видения.

1.3 Зрительный перекрест

В хиазме совершается расслоение и частичный перекрест волокон зрительного нерва. Перекрещиваются волокна, идущие от внутренних половин сетчатки.

Волокна, идущие от височных половин сетчатки, располагаются по наружным сторонам хиазмы.

1.4 Зрительные тракты

От хиазмы начинаются зрительные тракты. Правый зрительный тракт включает неперекрещенные волокна, идущие от правого глаза, и перекрещенные волокна — соответственно расположены волокна левого зрительного тракта. В таком положении волокна остаются до коленчатых латеральных тел, в которых начинается интрацеребрально идущий четвертый нейрон зрительного анализатора.

1.5 Зрительная лучистость

Пройдя внутреннюю капсулу, зрительные пути образуют лучистость, заканчивающуюся в оптическом корковом поле (lobus opticus), где находится пятый нейрон зрительного анализатора.

1.6 Верхнее двухолмие, латеральные коленчатые тела, таламус

Импульсы от фоторецепторов по волокнам зрительного нерва достигают зрительного перекреста, где часть волокон переходит на противоположную сторону. Далее зрительная информация проводится по зрительным трактам к верхнему двухолмию, латеральным коленчатым телам и таламусу (подкорковые зрительные центры). Зрительные сигналы по таламическим путям достигают теменных зрительных ассоциативных зон. Ганглиозные клетки сетчатки связываются с вестибулярным аппаратом и с мозжечком. Затем сигналы по зрительной лучистости попадают в зрительную зону коры затылочных долей мозга.

1.7 Зрительная зона коры

В зрительной коре спроецированы все мельчайшие участки сетчатки, и именно в коре зрительные сигналы интерпретируются. Различные нейроны возбуждаются от различных раздражителей. Это могут быть цвет, контраст, движение, контуры предмета, разрывы в контуре. Некоторые нейроны реагируют на предъявление изображений лиц. И при участии как лобных, так и других отделов мозга осуществляется интерпретивная функция коры, в результате чего формируется зрительное восприятие мира.

2. Орган зрения

Орган зрения (зрительный анализатор) состоит из четырех частей:

1) периферическая, или воспринимающая, часть — глазное яблоко (bulb-us ocali) с его придатками;

2) проводящие пути — зрительный нерв, состоящий из аксонов ганглионарных клеток, хиазма, зрительный тракт;

3) подкорковые центры — наружные коленчатые тела, зрительная лучистость, или лучистый пучок Грациоле;

4) высшие зрительные центры в затылочных долях коры больших полушарий.

2.1 Глазное яблоко

Глаз, орган зрения, воспринимающий свет. Глаз человека имеет сферическую форму, диаметр его ок. 25 мм. Стенка этой сферы (глазного яблока) состоит из трех основных оболочек: наружной, представленной склерой и роговицей; средней, сосудистого тракта, — собственно сосудистой оболочки и радужки; и внутренней — сетчатки. Глаз имеет вспомогательные структуры (придатки) — веки, слезные железы, а также мышцы, обеспечивающие его движения.

На рис. 1 (см. приложение) показан горизонтальный разрез человеческого глаза. Он окружен плотной оболочкой — склерой, прозрачной в передней части глаза, где она называется роговицей. Непосредственно изнутри роговица покрыта черной выстилкой — сосудистой оболочкой, которая снижает пропускающую и отражающую способность боковых частей глаза. Сосудистая оболочка выстлана изнутри светочувствительной сетчаткой, которая более детально будет рассмотрена позднее. Спереди сосудистая оболочка и сетчатка отсутствуют. Здесь находится крупный хрусталик, делящий глаз на переднюю и заднюю камеры, заполненные соответственно водянистой влагой и стекловидным телом. Перед хрусталиком расположена радужка — мышечная диафрагма с отверстием, называемым зрачком. Радужка регулирует размеры зрачка и тем самым количество света, попадающее в глаз. Хрусталик окружен ресничной мышцей, которая изменяет его форму. При сокращении мышцы хрусталик становится более выпуклым, фокусируя на сетчатке изображение предметов, рассматриваемых вблизи. При расслаблении мышцы хрусталик уплощается и в фокус попадают более отдаленные предметы.

2.2 Вспомогательный аппарат глаза

К вспомогательным образованиям глаза относятся веки с ресницами, слезная железа, с помощью которой осуществляется увлажнение поверхности глаза и удаление инородных мелких частиц, а также мышцы, прикрепляющиеся к наружной поверхности глазного яблока, обеспечивающие его движение.

Веки располагаются спереди глазного яблока. Различают верхнее и нижнее веко. Основу век составляет хрящ, с наружной поверхности он покрыт кожей, а с внутренней — конъюктивой век. Коньюктива покрывает внутреннюю поверхность век и состоит из двуслойного или многослойного цилиндрического эпителия с бокаловидными клетками, рыхлой соединительной ткани, в которой находятся сплетения лимфоцитов, а также многочисленные кровеносные сосуды. В области края роговицы конъюктива проходит в ее эпителий.

Слезный аппарат состоит из слезной железы, выводных протоков и слезоотводящих путей. Слезная железа имеет альвеолярно-трубчатое строение и находится в боковом углу глазницы.

Ее выводные протоки в количестве от 6 до 14 открываются в верхний коньюктивальный мешок. Слеза, вырабатываемая железой, омывает внешнюю поверхность роговицы тонким слоем слезной жидкости, за счет чего улучшаются оптические свойства этой поверхности. Далее слезная жидкость направляется в слезное озеро, откуда берут начало слезоотводящие пути. Их образуют слезные канальцы, слезный мешок и носослезный проток. Слезный мешок находится в нижнемедиальном углу глазницы, он имеет длину примерно 1.5 см. ширину — 0.5 см. Книзу слезный мешок переходит в носослезный проток, который открывается в нижний носовой ход. Парасимпатические волокна увеличивают, а симпатические тормозят секрецию слезной жидкости. Слезная жидкость увлажняет роговицу и конъюктиву, смывая механические частицы пыли. В ней также находится бактерицидное вещество лизоцим. Увеличение выделения слезной жидкости происходит при защитном мигательном рефлексе.

3. Теории цветового зрения

3.1 Теория Геринга

Теория оппонентных цветов. Если яркое зеленое кольцо окружает серый круг, то последний в результате одновременного цветового контраста приобретает красный цвет. Явления одновременного цветового контраста и последовательного цветового контраста послужили основой для теории оппонентных цветов, предложенной в XIX в. Герингом (истор.; К. Е. К. Hering, 1834−1918, нем. физиолог).

Геринг предполагал, что имеются четыре основных цвета — красный, желтый, зеленый и синий — и что они попарно связаны с помощью двух антагонистических механизмов — зелено-красного механизма и желтосинего механизма. Постулировался также третий оппонентный механизм для ахроматически дополнительных цветов — белого и черного. Из-за полярного характера восприятия этих цветов Геринг назвал эти цветовые пары «оппонентными цветами». Из его теории следует, что не может быть таких цветов, как «зеленовато-красный» и «синевато — желтый».

3.2 Теория Ломоносова — Гельмгольца

Трехкомпонентная теория. Теория цветоощущения Ломоносова — Юнга — Гельмгольца (М. В. Ломоносов, 1711−1765, отеч. ученый; Т. Young, 1773−1829, англ. физик и врач; Н. L. F. Helmholtz, 1821−1894, нем. физиолог и естествоиспытатель) — это теория цветоощущения, предполагающая существование в глазу особых элементов для восприятия красного, зеленого и фиолетового цветов; восприятие других цветов обусловлено взаимодействием этих элементов.

Теория объясняет цветоощущение (по аналогии с аддитивным смешением) как результат комбинации возбуждений 3 рецепторных приемников светового излучения в сетчатке глаза, каждый из которых имеет свой максимум возбуждения в коротковолновой (синей), средневолновой (зеленой) и длинноволновой (красной) частях спектра.

Предсказания этой теории блестяще подтвердились тонкими нейрофизиологическими исследованиями строения сетчатки животных и человека в середине XX в. Однако эта теория столкнулась с непреодолимыми трудностями при попытках объяснить помимо законов смешения цветов, др. факты, напр., особенности цветового контраста, или порогового цветоразличения.

Первые объективные данные, подтверждающие гипотезу о наличии трех типов рецепторов цветового зрения, были получены с помощью микроспектрофотометрических измерений одиночных колбочек, а также посредством регистрации цветоспецифичных рецепторных потенциалов колбочек в сетчатках животных, обладающих цветовым зрением.

4. Аномалии рефракции глаза, их коррекция

4.1 Миопия

Миопия (см. Рис. 2. приложения) — это наиболее распространенный вид патологии рефракции. При близорукости преломляющая сила оптической системы глаза слишком велика и не соответствует длине его оси.

Близорукость проявляется снижением остроты зрения вдаль. При миопии удаленные объекты человек видит плохо, зато хорошо видит объекты, расположенные на близком расстоянии от него.

Причин возникновения близорукости может быть множество. Это и врожденная слабость соединительной ткани, наследственная предрасположенность, чрезмерная зрительная работа на близком расстоянии от предмета, ослабление организма в результате нерационального питания, различные заболевания, плохое освещение рабочего места, неправильная посадка при чтении и письме.

Лечение. Близорукость высокой степени является самой распространенной причиной снижения остроты зрения. Близорукость высокой степени имеет от 12−30% пациентов, что часто является причиной ограничения выбора профессии. При близорукости высокой степени эксимерлазерная коррекция зрения нецелесообразна. В этом случае лечения близорукости можно добиться при имплантации отрицательной линзы. В случае прогрессирования близорукости применяется операция, укрепляющая задний отрезок глаза — склеропластика.

На сегодняшний день миопию можно исправить очками, контактными линзами или хирургической коррекцией зрения.

4.2 Пресбиопия

Пресбиопия (см. Рис. 3. приложения) — это возрастные изменения в состоянии глаз, возникающие у всех без исключения людей обычно после 40 лет.

Симптомы. Медленно прогрессирующее ухудшение зрения вблизи. При эмметропии пресбиопия наступает в возрасте 40−45 лет, при миопии — позже, при гиперметропии — раньше, нередко сопровождаясь ухудшением зрения вдаль. Разглядывание мелких предметов облегчается при их отодвигании от глаза. Диагноз основывается на учете характера зрительных расстройств, возраста больного и данных о рефракции глаз.

Лечение. Корригирующие очки при зрительной работа на близком расстоянии. Лицам 40−45 лет с эмметропией назначают положительные линзы 1−1,5 дптр. Каждые последующие 5 лет силу линз увеличивают на 0,5−1 дптр. При аметропии вносят соответствующие поправки (прибавляя при гиперметропии и вычитая при миопии степень рефракции). При правильной коррекции сохраняется высокое зрения и зрительная работоспособность.

4.3 Астигматизм

Астигматизм (см. Рис. 4. Приложения) — сочетание в одном глазу различных видов аметропии или различных степеней одного вида аметропии. Этиология, патогенез. Аномалия строения глаз — радиус кривизны роговицы (редко хрусталика) в различных меридианах сказывается неодинаковым. На двух главных взаимно перпендикулярных меридианах наиболее сильная и

наиболее слабая преломляющая способность.

В результате этого изображения предметов на сетчатке всегда бывают нечеткими, искаженными. Иногда астигматизм развивается после операций, болезней роговицы, ранений глаз. Различают следующие его виды: простой астигматизм — в одном из главных меридианов эмметропия, в другом — миопия или гиперметропия; сложный астигматизм — в обоих

главных меридианах аметропия одинакового вида, но различной степени;

смешанный астигматизм — в одном из главных меридианов наблюдается миопия, в другом-гиперметропия.

Лечение. Постоянное ношение очков с астигматическими линзами. Прогноз. При правильной коррекции сохраняются высокая острота зрения и хорошая работоспособность.

Заключение

Зрение — это величайшая ценность каждого человека.

Зрение дает нам 80% информации об окружающем мире. К сожалению, примерно треть всего населения планеты имеет нарушения зрения и должны пройти курс лечения в глазной клинике. Добиться коррекции зрения, либо полного восстановления зрения и предупредить такие глазные заболевания, как катаракта, астигматизм — задача на сегодняшний день актуальная. Только в России более 40 млн. человек нуждаются в улучшении и восстановлении зрения.

Список используемой литературы

1. Винников Я. А. Цитологические и молекулярные основы рецепции. Эволюция органов чувств. — Л.: Наука, 1971 -372с.: ил.

2. Гапонов С. П., Простаков Н. И.

Введение

в этологию. — Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 1998 -143с.: ил.

3. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение: Пер. с англ. — М.: Мир, 1990. -239с.: ил.

4. Физиология и биофизика сенсорных систем. Выпуск 29 — Нервная система. Сборник статей. — Л.: Изд-во ЛГУ -1990.: 204с.: ил.

5. Судаков К. В. Избранные лекции по нормальной физиологии. Москва 1992 г.

6. Анатомия человека. В 2 т. /Под ред. М. Р. Сапина. Москва 1993 г.

7. http://bio.freehostia.com

Приложение

Рис. 1. Горизонтальный разрез человеческого глаза Рис. 2. Миопия Рис. 3. Пресбиопия Рис. 4. Астигматизм