Анализатор зрительный. Строение и работа зрительного анализатора человека Строение и функции зрительного анализатора кратко

Орган зрения играет важнейшую роль во взаимодействии человека с окружающей средой. С его помощью к нервным центрам поступает до 90 % информации о внешнем мире. Он обеспечивает восприятие света, цветовой гаммы и ощущение пространства. Благодаря тому, что орган зрения является парным и подвижным, зрительные образы воспринимаются объемно, т.е. не только по площади, но и по глубине.

Орган зрения включает глазное яблоко и вспомогательные органы глазного яблока. В свою очередь орган зрения – составная часть зрительного анализатора, который кроме указанных структур включает проводящий зрительный путь, подкорковые и корковые центры зрения.

Глаз имеет округлую форму, передний и задний полюсы (рис. 9.1). Глазное яблоко состоит из:

1) наружной фиброзной оболочки;

2) средней – сосудистой оболочки;

3) сетчатки;

4) ядра глаза (пере­дняя и задняя камеры, хрусталик, стекловидное тело).

Диаметр глаза примерно равен 24 мм, объем глаза у взрослого человека в среднем 7,5 см 3 .

1) Фиброзная оболочка – наружная плотная оболочка, выполняющая каркасную и защитную функции. Фиброзная оболочка подразделяется на задний отдел – склеру и прозрачный передний – роговицу.

Склера – плотная соединительно-тканая оболочка толщиной 0,3–0,4 мм в задней части, 0,6 мм вблизи роговицы. Она образована пучками коллагеновых волокон, между которыми залегают уплощенные фибробласты с небольшим количеством эластических волокон. В толще склеры в зоне соединения ее с роговицей имеется множество мелких разветвленных сообщающихся между собой полостей, образующих венозный синус склеры (шлеммов канал), через кото­рый обеспечивается отток жидкости из передней камеры глаза.К склере прикрепляются глазодвигательные мышцы.

Роговица – это прозрачная часть оболочки, которая не имеет сосудов, а по форме напоминает часовое стекло. Диаметр роговицы – 12 мм, толщина – около 1 мм. Основные свойства роговицы – прозрачность, равномерная сферичность, высокая чувствительность и высокая преломляющая способность (42 дптр). Роговица выполняет защитную и оптическую функции. Она состоит из нескольких слоев: наружного и внутрненнего эпителиальных с множеством нервных окончаний, внутренних, образованных тонкими соединительно-ткаными (коллагеновыми) пластинками, между которыми лежат уплощенные фибробласты. Эпителиоциты наружного слоя снабжены множеством микроворсинок и обильно смочены слезой. Роговица лишена кровеносных сосудов, ее питание происходит за счет диффузии из сосудов лимба и жидкости передней камеры глаза.

Рис. 9.1. Схема строения глаза:

А: 1 – анатомическая ось глазного яблока; 2 – роговица; 3 – передняя камера; 4 – задняя камера; 5 – коньюктива; 6 – склера; 7 – сосудистая оболочка; 8 – цилиарная связка; 8 – сетчатка; 9 – желтое пятно, 10 – зрительный нерв; 11 – слепое пятно; 12 – стекловидное тело, 13 – ресничатое тело; 14 – циннова связка; 15 – радужка; 16 – хрусталик; 17 – оптическая ось; Б: 1 – роговица, 2 – лимб (край роговицы), 3 – венозный синус склеры, 4 – радужно-рого-вичный угол, 5 – конъюнктива, 6 – ресничная часть сетчатки, 7 – склера, 8 – сосудистая оболочка, 9 – зубчатый край сетчатки, 10 – ресничная мышца, 11 – ресничные отростки, 12 – задняя камера глаза, 13 – радужка, 14 – задняя поверхность радужки, 15 – реснич­ный поясок, 16 – капсула хрусталика, 17 – хрусталик, 18 – сфинктер зрачка (мышца, суживающая зрачок), 19 – передняя камера глазного яблока

2) Сосудистая оболочка содержит большое количество кровеносных сосудов и пигмента. Она состоит из трех частей: собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки.

Собственно сосудистая оболочка образует большую часть сосудистой оболочки и выстилает заднюю часть склеры.

Большая часть ресничного тела – это ресничная мышца, образованная пучками миоцитов, среди которых различают продольные, циркулярные и радиальные волокна. Сокращение мышцы приводит к расслаблению волокон ресничного пояска (цинновой связки), хрусталик расправляется, округляется, вследствие этого выпуклость хрусталика и его пре­ломляющая сила увеличивается, происходит аккомодация на близлежащие предметы. Миоциты в старческом возрасте частично атрофируются, развивается соединительная ткань; это приводит к нарушению аккомодации.

Ресничное тело кпереди продолжается в радужку, которая представляет собой круглый диск с отверстием в центре (зрачок). Радужка расположена между роговицей и хрусталиком. Она отделяет переднюю камеру (ограниченную спереди роговицей) от задней (ограниченной сзади хрусталиком). Зрачковый край радужки зазубрен, латеральный периферический – ресничный край – пере­ходит в ресничное тело.

Радужка состоит из соединительной ткани с сосудами, пигментных клеток, которые определяют цвет глаз, и мышечных волокон, расположенных радиально и циркулярно, которые образуют сфинктер (суживатель) зрачка и дилататор зрачка. Различное количество и качество пигмента меланина обусловливает цвет глаз – карий, черный, (при наличии большого количества пигмента) или голубой, зеленоватый (если мало пигмента).

3) Сетчатка – внутренняя (светочувствительная) оболочка глазного яблока – на всем протяжении прилежит изнутри к сосудистой оболочке. Она состоит из двух листков: внутреннего – светочувствительного (нервная часть) и наружного – пигментного. Сетчатка делится на две части – заднюю зрительную и переднюю (ресничную и радужковую). Последняя не содержит светочувствительных клеток (фоторецепторов). Границей между ними является зубчатый край, который расположен на уровне перехода собственно сосудистой оболочки в ресничный кружок. Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется диском зрительного нерва (слепое пятно, где также отсутствуют фоторецепторы). В центре диска в сетчатку входит центральная артерия сетчатки.

Зрительная часть состоит из наружной пигментной и внутренней нервной частей. Во внутреннюю часть сетчатки входят клетки с отростками в форме колбочек и палочек, которые являются светочувствительными элементами глазного яблока. Колбочки воспринимают световые лучи при ярком (дневном) свете и являются одновременно рецепторами цвета, а палочки функционируют при сумеречном освещении и играют роль рецепторов сумеречного света. Остальные нервные клетки выпол­няют связующую роль; аксоны этих клеток, соединившись в пучок, образуют нерв, который выходит из сетчатки.

Каждая палочка состоит из наружного и внутреннего сегментов. Наружный сегмент – светочувствительный – образован сдвоенными мембранными дисками, которые представляют собой складки плазматической мем­браны. Зрительный пурпур – родопсин, располагающийся в мембранах наружного сегмента, под действием света изменяется, что приводит к возникновению импульса. Наружный и внутренний сегменты связаны между собой ресничкой. Во внутреннем сегменте – множество митохондрий, рибосом, элементов эндоплазматической сети и пластинчатого комплекса Гольджи.

Палочки покрывают почти всю сетчатку за исключением «слепого» пятна. Наибольшее количество колбочек находится на расстоянии около 4 мм от диска зрительного нерва в углублении округлой формы, так называемое желтое пятно, в нем отсутствуют сосуды и оно является местом наилучшего видения глаза.

Различают три типа колбочек, каждый из которых воспринимает свет определенной длины волны. В отличие от палочек в наружном сег­менте одного типа имеется иодопсин, к оторый воспринимает красный свет. Количество колбочек в сетчатке глаза человека достигает 6–7 млн, коли­чество палочек – в 10–20 раз больше.

4) Ядро глаза состоит из камер глаза, хрусталика и стекловидного тела.

Радужка разделяет пространство между роговицей, с одной стороны, и хрусталиком с цинновой связкой и ресничным телом, с другой, на две камеры – переднюю изаднюю, которые играют важную роль в циркуляции водянистой влаги внутри глаза. Водянистая влага – жидкость с очень низкой вязкостью, она содер­жит около 0,02 % белка. Водянистая влага вырабатывается капиллярами ресничных отростков и радужки. Обе камеры сообщаются между собой через зрачок. В углу передней камеры, образованном краем радужки и роговицы, по окружности располагаются выстланные эндотелием щели, через которые передняя камера сообщается с венозным синусом склеры, а последний – с системой вен, куда оттекает водянистая влага. В норме количе­ство образовавшейся водянистой влаги строго соответствует количеству оттекающей. При нарушении оттока водянистой влаги возникает повышение внутриглазного давления – глаукома. При несвоевременном лечении данное состояние может привести к слепоте.

Хрусталик – прозрачная двояковыпуклая линза диаметром около 9 мм, имеющая переднюю и заднюю поверхности, которые переходят одна в другую в области экватора. Коэффициент преломления хрусталика в поверхностных слоях равен 1,32; в центральных – 1,42. Эпителиальные клетки, распо­ложенные вблизи экватора, являются ростковыми, они делятся, уд­линяются, дифференцируются в хрусталиковые волокна и накладываются на периферические волокна позади экватора, в результате чего диаметр хрусталика увеличивается. В процессе дифференцировки ядро и органеллы исчезают, в клетке сохраняются лишь свободные рибосомы и микротрубочки. Хрусталиковые волокна дифференцируются в эмбриональном периоде из эпителиальных клеток, покрывающих заднюю поверхность образующегося хрусталика, и сохраняются в течение всей жизни человека. Волокна склеены между собой веществом, чей индекс светопреломления аналогичен таковому в волокнах хрусталика.

Хрусталик как бы подвешен на ресничном пояске (цинновой связке) между волокнами которого расположены пространства пояска, (петитов канал), сообщающиеся с камерами глаза. Волокна пояска прозрачны, они сливаются с веществом хрусталика и пере­дают ему движения ресничной мышцы. При натяжении связки (расслабление ресничной мышцы) хрусталик уплощается (установ­ка на дальнее видение), при расслаблении связки (сокращение ресничной мышцы) выпуклость хрусталика увеличивается (уста­новка на ближнее видение). Это и называется аккомодацией глаза.

Снаружи хрусталик покрыт тонкой прозрачной эластичной капсулой, к ко­торой прикрепляется ресничный поясок (циннова связка). При сокращении ресничной мышцы изменяются размеры хрусталика и его преломляющая способность.Хрусталик обеспечивает аккомодацию глазного яблока, преломляя световые лучи силой в 20 диоптрий.

Стекловидное тело заполняет пространство между сетчаткой сзади, хрусталиком и задней стороной ресничного пояска спереди. Оно представляет собой аморфное межклеточное вещество желеобразной консистенции, которое не имеет сосудов и нервов и покрыто оболочкой, его индекс светопреломления – 1,3. Стекловидное тело состоит из гигроскопического белка витреина и гиалуроновой кислоты. На передней поверхности стекловидного тела имеется ямка, в которой располагается хрусталик.

Вспомогательные органы глаза. К вспомогательным органам глаза относятся мышцы глазного яблока, фасции глазницы, веки, брови, слезный аппарат, жировое тело, конъюнктива, влагалище глазного яблока. Двигательный аппарат глаза представлен шестью мышцами. Мышцы начинаются от сухожильного кольца вокруг зрительного нерва в глубине глазницы и прикрепляются к глазному яблоку. Мышцы действуют таким образом, что оба глаза поворачиваются согласованно и направлены в одну и ту же точку (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Мышцы глазного яблока (глазодвигательные мышцы):

А – вид спереди, Б – вид сверху; 1 – верхняя прямая мышца, 2 – блок, 3 – верхняя косая мышца, 4 – медиальная прямая мышца, 5 – нижняя косая мышца, б – нижняя прямая мышца, 7 – латеральная прямая мышца, 8 – зрительный нерв, 9 – перекрест зрительных нервов

Глазница, в которой находится глазное яблоко, состоит из надкостницы глазницы. Между влагалищем и надкостницей глазницы находится жировое тело глазницы, которое выполняет роль эластичной подушки для глазного яблока.

Веки (верхнее и нижнее) представляют собой образования, которые лежат впереди глазного яблока и прикрывают его сверху и снизу, а при смыкании полностью его скрывают. Пространство между краями век называется глазной щелью, вдоль переднего края век расположены ресницы. Основу века составляет хрящ, который сверху покрыт кожей. Веки уменьшают или перекрывают доступ светового потока. Брови и ресницы – это короткие щетинковые волосы. При мигании ресницы задерживают крупные частицы пыли, а брови способствуют отведению пота в латеральном и медиальном направлении от глазного яблока.

Слезный аппарат состоит из слезной железы с выводными протоками и слезоотводящих путей (рис. 9.3). Слезная железа расположена в верхнелатеральном углу глазницы. Она выделяет слезу, состоящую в основном из воды, в которой содержится около 1,5 % NaCl, 0,5 % альбумина и слизь, а также в слезе имеется лизоцим, обладающий выраженным бактерицидным действием.

Кроме того, слеза обеспечивает смачивание роговицы – препятствует ее воспалению, удаляет с ее поверхности частицы пыли и участвует в обеспечении ее питания. Движе­нию слезы способствуют мигательные движения век. Затем слеза по капиллярной щели около края век оттекает в слезное озеро. В этом месте берут начало слезные канальца, которые открываются в слезный мешок. После­дний находится в одноименной ямке в нижнемедиальном углу глазницы. Книзу он переходит в довольно широкий носослезный канал, по которому слезная жид­кость попадает в полость носа.

Зрительное восприятие

Формирование изображения в глазу происходит при участии оптических систем (роговицы и хрусталика), дающих перевернутое и уменьшенное изображение объекта на поверхности сетчатки. Кора головного мозга осуществляет еще один поворот зрительного образа, благодаря чему мы видим различные объекты окружающего мира в реальном виде.

Приспособление глаза к ясному видению на расстоянии удаленных предметов называют аккомодацией. Механизм аккомодации глаза связан с сокращением ресничных мышц, которые изменяют кривизну хрусталика. При рассмотрении предметов на близком расстоянии одновременно с аккомодацией действует и конвергенция, т. е. происходит сведение осей обоих глаз. Зрительные линии сходятся тем больше, чем ближе находится рассматриваемый предмет.

Преломляющую силу оптической системы глаза выражают в диоптриях – (дптр). Преломляющая сила глаза человека составляет 59 дптр при рассмотрении дале­ких и 72 дптр – при рассмотрении близких предметов.

Существуют три главные аномалии преломления лучей в глазу (рефракции): близорукость, или миопия; дальнозоркость, или гиперметропия, и астигматизм (рис. 9.4). Основная причина всех дефектов глаза состоит в том, что не согласуются между собой преломляющая сила и длина глазного яблока, как в нормальном глазу. При близорукости лучи сходятся перед сетчаткой в стекловидном теле, а на сетчатке вместо точки возникает круг светорассеяния, глазное яблоко при этом имеет большую длину, чем в норме. Для коррекции зрения используют вог­нутые линзы с отрицательными диоптриями.

Рис. 9.4. Ход лучей света в глазу:

а – при нормальном зрении, б – при близорукости, в – при дальнозоркости, г – при астигматизме; 1 – коррекция двояковогнутой линзой для исправления дефектов близорукости, 2 – двояковыпуклой – дальнозоркости, 3 – цилиндрической – астигматизма

При дальнозоркости глазное яблоко короткое, и поэтому параллельные лучи, идущие от далеких предметов, собираются сзади сетчатки, а на ней получается неясное, расплывчатое изображение предмета. Этот недостаток может быть компенсирован путем использования преломляющей силы выпуклых линз с положительными диоптриями. Астигматизм – различное преломление лучей света в двух главных меридианах.

Старческая дальнозоркость (пресбиопия) связана со слабой эластичностью хрусталика и ослаблением натяжения цинновых связок при нормальной длине глазного яблока. Исправить это нарушение рефракции можно с помощью двояковыпуклых линз.

Зрение одним глазом дает нам представление о предмете лишь в одной плоскости. Только зрение одновременно двумя глазами дает восприятие глубины и правильное представление о взаимном расположении предметов. Способность к слиянию отдельных изображений, получаемых каждым глазом, в единое целое обеспечивает бинокулярное зрение.

Острота зрения характеризует пространственную разрешающую способность глаза и определяется тем наименьшим углом, при котором человек способен различать раздельно две точки. Чем меньше угол, тем лучше зрение. В норме этот угол равен 1 минуте, или 1 единице.

Для определения остроты зрения используют специальные таблицы, на которых изображены буквы или фигурки различного размера.

Поле зрения – это пространство, которое воспринимается одним глазом при неподвижном его состоянии. Изменение поля зрения может быть ранним признаком некоторых заболеваний глаз и головного мозга.

Механизм фоторецепции основан на поэтапном превращении зрительного пигмента родопсина под действием квантов света. Последние поглощаются группой атомов (хромофоры) специализированных молекул – хромолипопротеинов. В каче­стве хромофора, который определяет степень поглощения света в зрительных пигментах, выступают альдегиды спиртов витамина А, или ретиналь. Ретиналь в норме (в темноте) связывается с бесцветным белком опсином, образуя при этом зрительный пигмент родопсин. При поглощении фотона цис-ретиналь переходит в полную трансформу (изменяет конформацию) и отсоединяется от опсина, при этом в фоторецепторе запускается электрический импульс, который направляется в головной мозг. При этом молекула теряет цвет, и этот процесс называют выцветанием. После прекращения воздействия света родопсин тотчас же ресинтезируется. В полной темноте необходимо около 30 минут, чтобы все палочки адап­тировались и глаза приобрели максимальную чувствительность (весь цис-ретиналь соединился с опсином, вновь образуя родопсин). Этот процесс беспрерывный и лежит в основе темновой адаптации.

От каждой фоторецепторной клетки отходит тонкий отросток, заканчивающийся в наружном сетчатом слое утолщением, которое образует синапс с отростками биполярных нейронов.

Ассоциативные нейроны , расположенные в сетчатке, передают возбуждение от фоторецепторных клеток к крупным оптикоганглионарным невроцитам , аксоны которых (500 тыс – 1 млн) и образуют зрительный нерв, который выходит из глазницы через канал зрительного нерва. На нижней поверхности мозга образуется перекрест зрительных нервов. Информация от латеральных частей сетчатки, не перекрещиваясь, направляется в зрительный тракт, а от медиальных – перекрещивается. Затем импульсы проводятся к подкорковым центрам зрения, которые расположены в среднем и промежуточном мозге: верхние холмики среднего мозга обеспечивают ответную реакцию на неожиданные зри­тельные раздражители; задние ядра таламуса (зрительного бугра) промежуточного мозга обеспечивают бессознательную оценку зрительной информации; от латеральных коленчатых тел промежуточного мозга по зрительной лучистости импульсы направляются к корковому центру зрения. Он расположен в шпорной борозде затылочной доли и обеспечивает сознательную оценку поступившей информации (рис. 9.5).

Чтобы взаимодействовать с окружающим миром, человеку необходимо принимать и анализировать информацию из внешней среды. Для этого природа и наделила его органами чувств. Их шесть: глаза, уши, язык, нос, кожа и Таким образом, человек формирует представление обо всем, что его окружает и о себе самом в результате зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных, вкусовых и кинестетических ощущений.

Вряд ли можно утверждать, что какой-то орган чувств является более значимым, нежели остальные. Они дополняют друг друга, создавая полную картину мира. Но то, что большую часть всей информации - до 90%! - люди воспринимают с помощью глаз - это факт. Чтобы понимать, как эта информация попадает в мозг и как происходит ее анализ, нужно представлять себе строение и функции зрительного анализатора.

Особенности зрительного анализатора

Благодаря зрительному восприятию мы узнаем о размерах, форме, расцветке, взаимному расположению объектов окружающего мира, их движении или неподвижности. Это сложный и многоэтапный процесс. Строение и функции зрительного анализатора - системы, осуществляющей получение и обработку зрительной информации, и тем самым обеспечивающей зрение - очень сложны. Изначально в нем можно выделить периферическую (воспринимающую исходные данные), проводящую и анализирующую части. Получение информации осуществляется посредством рецепторного аппарата, включающего в себя глазное яблоко и вспомогательные системы, а далее она отправляется с помощью зрительных нервов в соответствующие центры мозга, где происходит ее обработка и формируются зрительные образы. Все отделы зрительного анализатора будут рассмотрены в статье.

Как устроен глаз. Наружный слой глазного яблока

Глаза являются парным органом. Каждое глазное яблоко по форме напоминает слегка приплюснутый шар и состоит из нескольких оболочек: внешней, средней и внутренней, окружающих заполненные жидкостью полости глаза.

Внешняя оболочка - это плотная фиброзная капсула, сохраняющая форму глаза и защищающая его внутренние структуры. Кроме того, к ней осуществляется крепление шести двигательных мышц глазного яблока. Внешняя оболочка состоит из прозрачной передней части - роговицы, и задней, светонепроницаемой - склеры.

Роговица является преломляющей средой глаза, она выпуклая, имеет вид линзы и состоит, в свою очередь, из нескольких слоев. В ней нет кровеносных сосудов, но есть множество нервных окончаний. Белая или голубоватая склера, видимую часть которой обычно называют белком глаза, сформирована из соединительной ткани. К ней и крепятся мышцы, обеспечивающие повороты глаз.

Средний слой глазного яблока

Средняя сосудистая оболочка участвует в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и вывод продуктов обмена. Передняя, самая заметная ее часть - это радужка. Пигментное вещество, находящееся в радужной оболочке, а точнее, его количество, определяет индивидуальный оттенок глаз человека: от голубого, если его мало, до карего, если достаточно. Если пигмент отсутствует, как бывает при альбинизме, то становится видно сплетение сосудов, и радужка приобретает красный цвет.

Радужная оболочка расположена сразу за роговицей, ее основу составляют мышцы. Зрачок - округлое отверстие по центру радужки - благодаря этим мышцам регулирует проникновение света в глаз, расширяясь при недостаточном освещении и сужаясь при слишком ярком. Продолжением радужки является Функцией этой части зрительного анализатора является выработка жидкости, питающей те отделы глаза, которые не имеют собственных сосудов. Кроме того, ресничное тело оказывает непосредственное влияние на толщину хрусталика посредством специальных связок.

В заднем отделе глаза в среднем слое располагается хориоидея, или собственно сосудистая почти целиком состоящая из кровеносных сосудов разного диаметра.

Сетчатка

Внутренний, самый тонкий слой, - это сетчатая оболочка, или сетчатка, образованная нервными клетками. Здесь происходит непосредственное восприятие и первичный анализ зрительной информации. Задняя часть сетчатки состоит из специальных фоторецепторов, называемых колбочками (их 7 млн) и палочками (130 млн). Именно они отвечают за восприятие предметов глазом.

Колбочки отвечают за распознавание цвета и обеспечивают центральное зрение, позволяют разглядеть мельчайшие детали. Палочки, будучи более чувствительными, дают возможность человеку видеть в черно-белых цветах в условиях плохого освещения, а также отвечают за периферическое зрение. Больше всего колбочек сосредоточено в так называемом желтом пятне напротив зрачка, несколько выше входа зрительного нерва. Это место соответствует максимальной остроте зрения. Сетчатка, как, впрочем, и все отделы зрительного анализатора, строение имеет непростое - в ее структуре выделяют 10 слоев.

Строение полости глаза

Глазное ядро состоит из хрусталика, стекловидного тела и камер, заполненных жидкостью. Хрусталик выглядит как выпуклая с двух сторон прозрачная линза. Он не имеет ни сосудов, ни нервных окончаний и подвешен к отросткам окружающего его ресничного тела, мышцы которого изменяют его кривизну. Такая способность называется аккомодацией и помогает глазу сфокусироваться на близких или, наоборот, далеких предметах.

Позади хрусталика, прилегая к нему и далее ко всей поверхности сетчатки, расположено Это прозрачное студенистое вещество, заполняющее большую часть объема В составе этой гелеобразной массы 98% - вода. Назначение данного вещества - проведение световых лучей, компенсация перепадов внутриглазного давления, поддержка постоянства формы глазного яблока.

Передняя камера глаза ограничена роговицей и радужкой. Она посредством зрачка соединяется с более узкой задней камерой, простирающейся от радужки до хрусталика. Обе полости заполнены внутриглазной жидкостью, которая свободно циркулирует между ними.

Преломление света

Система зрительного анализатора такова, что изначально лучи света преломляются и фокусируются на роговице и проходят через переднюю камеру до радужки. Через зрачок центральная часть светового потока попадает на хрусталик, где происходит более точная его фокусировка, а потом через стекловидное тело - на сетчатку. На сетчатке проецируется изображение предмета в уменьшенном и притом перевернутом виде, а энергия световых лучей фоторецепторами преобразуется в нервные импульсы. Информация далее через глазной нерв поступает в головной мозг. Место на сетчатке, сквозь которое проходит зрительный нерв, лишено фоторецепторов, поэтому называется слепым пятном.

Двигательный аппарат органа зрения

Глаз, чтобы своевременно реагировать на раздражители, должен быть подвижным. За движение зрительного аппарата отвечают три пары глазодвигательных мышц: две пары прямых и одна косых. Эти мышцы, пожалуй, самые быстродействующие в организме человека. Контролирует движения глазного яблока глазодвигательный нерв. Он связывает с четыре из шести глазных мышц, обеспечивая их адекватную работу и согласованные движения глаз. Если глазодвигательный нерв по какой-то причине перестает нормально функционировать, это выражается в различных симптомах: косоглазии, опущении века, двоении предметов, расширении зрачка, нарушениях аккомодации, выпячивании глаз.

Защитные системы глаза

Продолжая такую объемную тему, как строение и функции зрительного анализатора, нельзя не упомянуть о тех системах, которые его оберегают. Глазное яблоко расположено в костной полости - глазнице, на амортизирующей жировой подушке, где оно надежно защищено от ударного воздействия.

Кроме глазницы, в защитный аппарат органа зрения входят верхнее и нижнее веки с ресницами. Они предохраняют глаза от попадания извне различных предметов. Кроме того, веки помогают равномерному распределению по поверхности глаза слезной жидкости, удаляют при мигании с роговицы мельчайшие частицы пыли. Брови тоже в какой-то степени выполняют защитные функции, предохраняя глаза от стекающего со лба пота.

В верхнем наружном углу глазницы расположены слезные железы. Их секрет защищает, питает и увлажняет роговицу, а также обладает дезинфицирующим действием. Лишняя жидкость через слезный проток стекает в носовую полость.

Дальнейшее проведение и окончательная обработка информации

Проводниковый отдел анализатора состоит из пары зрительных нервов, которые выходят из глазниц и в полости черепа входят в специальные каналы, образуя далее неполный перекрест, или хиазму. Изображения от височной (наружной) части сетчатки остаются на той же стороне, а от внутренней, носовой - перекрещиваются и передаются на противоположную сторону мозга. В итоге получается, что правые поля зрения обрабатываются левым полушарием, а левые - правым. Такое пересечение необходимо для формирования объемного зрительного образа.

После перекреста нервы проводникового отдела продолжаются в зрительных трактах. Визуальная информация поступает ту часть коры больших полушарий мозга, которая отвечает за ее обработку. Такая зона расположена в затылочной области. Там происходит окончательное преобразование поступившей информации в зрительное ощущение. Это и есть центральная часть зрительного анализатора.

Итак, строение и функции зрительного анализатора таковы, что нарушения на любом из его участков, будь то воспринимающая, проводящая или анализирующая зоны, влекут сбой его работы в целом. Это очень многогранная, тонкая и совершенная система.

Нарушения зрительного анализатора - врожденные или приобретенные, - в свою очередь, приводят к значительным сложностям в познании действительности и ограничению возможностей.

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

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.

Зрительный анализатор человека, а попросту говоря, глаза, имеет довольно сложное строение и выполняет одновременно массу различных функций. Он позволяет человеку не только различать предметы. Человек видит изображение в цвете, чего лишены многие другие обитатели Земли. Кроме того, человек может определить расстояние до предмета и скорость движущегося предмета. Поворот глаз обеспечивает человеку большой угол обзора, что необходимо для безопасности.

Человеческий глаз имеет форму практически правильной сферы. Он устроен очень сложно , имеет множество мелких деталей и в то же время снаружи это довольно прочный орган. Глаз находится в отверстии черепа, называемом глазницей, и лежит там на жировой прослойке, которая, как подушка, предохраняет его от травм. Зрительный анализатор – довольно сложная часть тела. Рассмотрим поподробнее, как устроен анализатор.

Зрительный анализатор: строение и функции

Склера

Белковая оболочка глаза, состоящая из соединительной ткани, называется склерой. Эта соединительная ткань довольно прочная . Она обеспечивает постоянную форму глазному яблоку, что необходимо для сохранения неизменной формы сетчатки глаза. В склере находятся все остальные части зрительного анализатора. Склера не пропускает световое излучение. Снаружи к ней крепятся мышцы. С помощью этих мышц глаза могут двигаться. Часть склеры, расположенная впереди глазного яблока абсолютно прозрачная. Эта часть - роговица.

Роговица

В этой части склеры отсутствуют кровеносные сосуды. Она опутана плотной паутиной нервных окончаний. Они обеспечивают высочайшую чувствительность роговицы. Форма склеры – слегка выпуклая сфера. Такая форма обеспечивает преломление световых лучей и их концентрацию.

Сосудистое тело

Внутри склеры по всей её внутренней поверхности лежит сосудистое тело . Кровеносные сосуды плотно оплетают всю внутреннюю поверхность глазного яблока, передавая приток питательных веществ и кислорода всем клеткам зрительного анализатора. В месте расположения роговицы сосудистое тело прерывается и образует плотный круг. Этот круг образуют переплетающиеся кровеносные сосуды и пигмент. Эта часть зрительного анализатора называется радужкой.

Радужная оболочка

Пигмент индивидуален для каждого человека. Именно пигмент отвечает за то, какого цвета глаза будут у конкретного человека. При некоторых заболеваниях пигментация уменьшается или вовсе пропадает. Тогда у человека глаза красного цвета. В середине радужки имеется чистое от пигмента, прозрачное отверстие. Это отверстие может изменять свои размеры. Это зависит от интенсивности освещения. По этому принципу построена диафрагма фотоаппарата. Эта часть глаза называется зрачок.

Зрачок

К зрачку подсоединены гладкие мышцы в виде переплетающихся волокон. Эти мышцы обеспечивают сужение зрачка или его расширение. Изменение размера зрачка взаимосвязано с интенсивностью светового потока. Если свет яркий - зрачок сужается, а при сумрачном свете он расширяется. Таким образом, обеспечивается попадание на сетчатку глаза светового потока примерно одинаковой силы . Глаза действуют синхронно. Они одновременно поворачиваются, а при попадании света на один зрачок – сужаются оба. Зрачок абсолютно прозрачен. Его прозрачность обеспечивает попадание света на сетчатку глаза и формирует чёткую неискаженную картинку.

Размер диаметра зрачка зависит не только от силы освещения. При стрессовых ситуациях, опасности, во время секса, - в любых ситуациях, когда в организме происходит выброс адреналина – зрачок также расширяется.

Сетчатка

Сетчатка устилает тонким слоем внутреннюю поверхность глазного яблока. Она преобразует поток фотонов в изображение. Сетчатка состоит из специфических клеток – палочек и колбочек. Эти клетки соединяются с бесчисленным множеством нервных окончаний. Палочки и колбочки по поверхности сетчатки глаза расположены в основном равномерно. Но есть места скоплений только колбочек или только палочек. Эти клетки отвечают за передачу изображения в цвете.

Вследствие воздействия фотонов света формируется нервный импульс. Причём импульсы от левого глаза передаются в правое полушарие, а импульсы с правого глаза – в левое. В мозгу за счёт поступающих импульсов формируется изображение.

Причём картинка получается перевёрнутой и мозг потом перерабатывает, корректирует эту картинку, придавая ей правильную ориентацию в пространстве. Это свойство головного мозга приобретается человеком в процессе роста. Известно, что новорождённые дети видят мир перевёрнутым и только спустя некоторое время, картинка их восприятия мира становится с головы на ноги.

Для того чтобы получать геометрически правильное, неискаженное изображение в зрительном анализаторе человека присутствует целая система преломления светового излучения . Она имеет очень сложное строение:

1. Передняя камера глаза
2. Задняя камера глаза
3. Хрусталик
4. Стекловидное тело

Передняя камера заполнена жидкостью. Она находится между радужной оболочкой глаза и роговицей. Жидкость, находящаяся в ней богата множеством питательных веществ.

Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера. Она также заполнена жидкостью. Обе камеры соединены между собой. Жидкость в этих камерах постоянно циркулирует. Если, вследствие заболевания, циркуляция жидкости прекращается – у человека ухудшается зрение и такой человек может даже ослепнуть .

Хрусталик - двояковыпуклая линза. Она фокусирует лучи света. К хрусталику присоединены мышцы, которые могут изменять форму линзы, делая её более тонкой или более выпуклой. От этого зависит чёткость получаемого человеком изображения. Этот принцип корректировки изображения применён в фотоаппаратах и называется наводка на резкость.

Благодаря таким свойствам хрусталика мы видим чёткое изображение предмета, а также можем определить расстояние до него. Иногда происходит помутнение хрусталика. Это заболевание называется катаракта. Медицина научилась заменять хрусталики. Современные врачи считают эту операцию лёгкой.

Внутри глазного яблока находится стекловидное тело. Оно заполняет все его пространство и состоит из плотной субстанции, имеющей консистенцию студня . Стекловидное тело сохраняет глазу постоянную форму и, таким образом, обеспечивает геометрию сетчатки в постоянном сферическом виде. Это позволяет нам видеть неискаженные изображения. Стекловидное тело прозрачно. Оно без задержек пропускает световые лучи и участвует в их преломлении.

Зрительный анализатор настолько важен для жизнедеятельности человека, что природой предусмотрен ещё целый набор разных органов, призванных обеспечить правильную работу и сохранить здоровье его глаз.

Вспомогательный аппарат

Конъюнктива

Тончайший слой, покрывающий внутреннюю поверхность века и наружную поверхность глаза, называется конъюнктивом. Эта защитная плёнка смазывает поверхность глазного яблока, способствует очищению его от пыли и поддержанию поверхности зрачка в чистом и прозрачном состоянии. В составе конъюнктива содержатся вещества, препятствующие росту и размножению патогенной микрофлоры.

Слёзный аппарат

В районе наружного угла глаза находится слёзная железа. Она продуцирует специальную солоноватую жидкость, которая выливается через наружный угол глаза и омывает всю поверхность зрительного анализатора. Оттуда по протоку жидкость стекает и попадает в нижние отделы носа.

Мышцы глаза

Мышцы удерживают глазное яблоко, плотно фиксируя его в глазнице, и, при необходимости поворачивают глаза вверх, вниз и в стороны. Человеку не нужно поворачивать голову, чтобы рассмотреть интересующий его предмет, а угол обзора человека составляет примерно 270 градусов. Кроме того, глазные мышцы изменяют размеры и конфигурацию хрусталика, чем обеспечивают чёткое, резкое изображение интересующего объекта вне зависимости от расстояния до него. Мышцы также управляют глазными веками.

Веки глаз

Подвижные створки, при необходимости закрывающие глаз. Веки состоят из кожи. В нижней части веки выстланы конъюнктивом. Мышцы, прикреплённые к векам, обеспечивают их смыкание и размыкание – моргание. Управление мышцами век может быть инстинктивным или осознанным. Моргание – важная функция для сохранения здоровья глаза. При моргании открытая поверхность глаза смазывается секретом конъюнктивы, что предотвращает развитие на поверхности разного рода бактерий. Моргание может происходить при приближении к глазу какого-либо предмета для предотвращения механических повреждений.

Человек может управлять процессом моргания. Он может несколько задерживать промежуток между морганиями либо даже моргать веками одного глаза – подмигивать. На границе век растут волоски – ресницы.

Ресницы и брови .

Ресницы – волоски, растущие по краям век. Ресницы призваны защищать поверхность глаза от пыли и мельчайших частиц, присутствующих в воздухе. Во время сильного ветра, пыли, дыма человек прикрывает веки и смотрит сквозь опущенные ресницы. Это происходит на подсознательном уровне. В этом случае включается механизм защиты поверхности глаза от попадания в него инородных тел.

Глаз находится в глазнице . Вверху глазницы имеется надбровная дуга. Это выступающая часть черепа, предохраняющая глаз от повреждений при падениях и ударах. На поверхности надбровной дуги растут жёсткие волосы – брови, которые предохраняют от попадания в него соринок.

Природой предусмотрен целый комплекс предупредительных мер по сохранению зрения человека. Такое сложное строение отдельного органа говорит о его жизненной важности для сохранения жизни человека. Поэтому при любых начальных нарушениях зрения самым правильным решением будет - обратиться к врачу-офтальмологу. Берегите ваше зрение.