Зоровий аналізатор

Лекція №4 з фізіології

На тему: «Фізіологія сенсорних систем»

Організм і зовнішній світ - це єдине ціле. Сприйняття оточуючого нас середовища відбувається за допомогою органів чуття або аналізаторів. Ще Арістотелем були описані п'ять основних відчуттів: зір, слух, смак, нюх і дотик.

Термін «аналізатор» (розкладання, розчленовування) був введений І.П.Павловим в 1909 р. для позначення сукупності утворів, активність яких забезпечує розкладання і аналіз у нервовій системі подразників, що впливають на організм. «Аналізатори - це такі апарати, які розкладають зовнішній світ на елементи і потім трансформують подразнення у відчуття» (І.П.Павлов, 1911 - 1913).

Загальні уявлення про аналізатори

Аналізатор - це не просто вухо або око. Він являє собою сукупність нервових структур, що включають периферійний сприймаючий апарат - (рецептори), що перетворює енергію подразнення у специфічний процес збудження; провідникову частину, представлену периферійними нервами та провідниковими центрами, які здійснюють передачу збудження до кори головного мозку; центральну частину - нервові центри, розташовані у корі головного мозку, які аналізують інформацію, що поступила, і формують відповідне відчуття, після якого виробляється певна тактика поведінки організму.

За допомогою аналізаторів ми об'єктивно сприймаємо зовнішній світ таким, яким він є. Для того, щоб виникло відчуття, необхідний подразник (стимул). Поняття стимулу характеризується порогом відчуття (сприйняття). Абсолютний поріг відчуття - це стимул мінімальної інтенсивності, який здатний створювати відповідне відчуття. Диференціальний поріг - це мінімальна різниця інтенсивностей, яка сприймається суб'єктом. Це означає, що аналізатори здатні дати кількісну оцінку приросту відчуття у бік його збільшення або зменшення. Так, людина може відрізнити більш яскраве світло від менш яскравого, дати оцінку звуку по його висоті, тону і гучності.

Периферійна частина аналізатора представлена або спеціальними рецепторами (сосочки язика, нюхові волоскові клітини), або складно влаштованим органом (око, вухо). Рецептори, що сприймають подразненняпід час безпосереднього контакту з ним, називають контактними, а ті, що не потребують контакту, - дистантними.

Зоровий аналізатор

· Морфологічні особливості органу зору.

Зоровий аналізатор - це сукупність структур, що забезпечують сприйняття енергії електромагнітних випромінювань з довжиною хвилі від 400 до 700 мкм. Він є найважливішим зі всіх аналізаторів, завдяки ньому людина отримує від 80 до 90% всієї інформації про навколишній світ.

Око - це периферійна частина зорового аналізатора. Воно складається з очного яблука, стінки якого мають три оболонки. Зовнішня є фіброзною оболонкою. Її передня прозора частина називається рогівкою, вона має сферичну поверхню. Інша її частина - склера є зовнішнім скелетом ока, що забезпечує йому визначену форму.

Через рогівку добре всмоктуються іони Na⁺, K⁺, Cl^- у строму і виділяють їх назад у слізну рідину та водянисту вологу передньої камери ока, підтримуючи необхідний осмотичний тиск. Рогівка добре проникна для лікарських засобів, що вводяться в кон'юктивальний мішок.

Середня, або судинна, оболонка призначена для живлення ока. В основному вона складається з кровоносних судин і має три частини: власне судинну оболонку, війкове, або циліарне, тіло та райдужну оболонку. Склера пов'язана з циліарним тілом за допомогою циліарного, або війкового, м'язу, який приймає участь в акомодації ока. До відростків циліарного тіла прикріпляються волокна цинової зв'язки, які підвішують усередині ока кришталик. Циліарне тіло з кровоносними судинами продукує внутрішньоочну рідину.

Райдужка містить пігментні клітини, що визначають колір очей, та отвір - зіницю, що відіграє роль діафрагми для проникаючих в око променів світла. У райдужці є два м'язи: кільцеподібний, що звужує зіницю, та радіальний, що її розширює. М'язи райдужки регулюють діаметр зіниці (зіничний рефлекс) залежно від освітлення. При дуже яскравому світлі діаметр зіниці мінімальний (1,8 мм), при середньому - 2,4 мм, а в темноті - максимальний (7,5 мм).

Третя, внутрішня оболонка очного яблука представлена сітківкою (retina), що складається з 10 шарів високодиференційованих нервових елементів, куди входять палички (110-125 млн.) і колбочки (6-7 млн.) - фоторецептори сітківки. У центральній ямці (жовта плям а) містяться тільки колбочки - це ділянка кращого сприйняття світла і тут найбільша гострота зору. Місце виходу зорового нерва - сліпа пляма, не містить фоторецепторів і тому нечутлива до світла.

Досередини від шару паличок і колбочок знаходиться шар біполярних нейронів, до яких примикає шар гангліозних клітин.

Порожнина очного яблука містить водянисту вологу, кришталик з його підвішуючим апаратом і склистим тілом. Простір, обмежений задньою поверхнею рогівки, передньою поверхнею райдужки та кришталика, називається передньою камерою ока, яка заповнена прозорою водянистою вологою. Кут передньої камери відіграє важливу роль у процесах циркуляції внутрішньоочної рідини та виступає як «фільтр», через який йде з ока камерна рідина.

Простір, обмежений задньою поверхнею райдужки, периферійною частиною кришталика та внутрішньою поверхнею війкового тіла, називається задньою камерою ока, також заповненою водянистою вологою. Камерна волога є джерелом живлення тканин, що не містять судини (рогівка, кришталик і склисте тіло).

Від кількості водянистої вологи залежить внутрішньо очний тиск, рівний 20 мм рт.ст. Підвищення його може привести до порушення кровообігу в очному яблуці. Водяниста волога - це ультрафільтрат безбілкової плазми, що проходить через ендотеліальную стінку капілярів війкового тіла. Її утворення залежить від кровонаповнення судин ока. При утрудненні відтоку вологи підвищується внутрішньоочний тиск (глаукома).

Кришталик (lens) є прозорим еластичним тілом у формі двоопуклої сочевиці, підвішене за допомогою зв'язкового апарату - цинової зв'язки. Особливість кришталика полягає в його здатності при ослабленні натягнення волокон цинової зв'язки міняти свою форму, ставати більш опуклим, за рахунок чого і здійснюється акт акомодації.

· Склисте тіло є прозорим гелем, що складається з позаклітинної рідини з колагеном і гіалуронової кислоти у колоїдному розчині і що не містить ні нервів, ні кровоносних судин.

· Оптична система ока.

Оптичний апарат ока складається з прозорої рогівки передньої та задньої камер, заповнених водянистою вологою, кришталика і склистого тіла. В цілому - це система лінз, що забезпечує заломлення світлових променів (рефракцію) та формує на сітківці перевернуте та зменшене зображення предметів.

Заломлююча сила оптичної системи виражається в діоптріях (D). Для оптичної системи ока вона коливається від 56 D при розгляданні далеких предметів до 70,5 D при розгляданні близько розташованих предметів. Діоптрія - це заломлююча сила лінзи з фокусним відстанню в 1 метр. Фокус – точка, в якій сходяться паралельні промені після заломлення.

· Аномалії рефракції.

При нормальній рефракції паралельні промені від далеко розташованих предметів збираються на сітківці в центральній ямці. До порушень рефракції відноситься міопія, або короткозорість, коли паралельні промені фокусуються не на сітківці, а попереду неї. Це виникає при подовженні ока в поздовжньому напрямку. Близькі предмети короткозорий бачить добре, а віддалені - розпливчасто. Корекція міопії - використання розсіюючих двоввігнутих лінз.

Гіперметропія, або далекозорість - це таке порушення рефракції, коли паралельні промені від далеко розташованих предметів через малу довжину очного яблука фокусуються за сітківкою. Для корекції гіперметропії використовуються двоопуклі, збираючі лінзи.

Існує стареча далекозорість, або пресбіопія, пов'язана з втратою кришталиком еластичності, який погано змінює свою кривизну при натягненні цинових зв'язок. Тому точка ясного бачення знаходиться не на відстані 10 см від ока, а відсовується від нього. Тому близько розташовані предмети видно розмито. Для корекції пресбіопії користуються двоопуклими лінзами.

· Акомодація.

Око не може однаково чітко бачити предмети, які віддалені від нього на різну відстань. Щоб пристосувати око до ясного бачення різновіддалених предметів, необхідним є процес акомодації. Якщо людина дивиться вдалину, цинові зв'язки натягнуті, а циліарні м'язи розслаблені, при цьому кришталик сплощений - це спокій акомодації. При розгляданні близько розташованих від очей предметів циліарні м'язи скорочені, цинові зв'язки розслаблені, кришталик стає більш опуклим - це напруга акомодації.

Циліарні м'язи іннервуються парасимпатичними волокнами окорухового нерва. Введення в око М-холінолітика – атропіну - блокує передачу збудження до циліарного м'язу та порушує акомодацію при розгляді близько розташованих предметів. І навпаки, введення М-холіноміметиків - пілокарпіну та езеріну сприяє скороченню циліарного м'язу та процесу акомодації.

· Світлосприймаючий апарат ока.

Світлосприймаючий, або рецепторний, апарат ока представлений сітківкою. Клітини фоторецепторів - палички і колбочки складаються з двох сегментів - зовнішнього, чутливого до дії світла, що містить зоровий пігмент, і внутрішнього, в якому знаходяться ядро та мітохондрії, що відповідають за енергетичний процес у клітині. Зовнішній сегмент паличок містить зоровий пігмент родопсин. Колбочки розрізняють за наявністю трьох типів зорового пігменту: йодопсину, хлоролабу та еритролабу. Особливість розміщення паличок і колбочок полягає в тому, що вони обернені своїми зовнішніми світлочутливими сегментами до шару пігментних клітин, тобто убік, протилежний світлу. Палички більш чутливі до світла, ніж колбочки. Так, паличку може збудити всього один квант світла, а колбочку - більше сотні квантів. При яскравому денному світлі максимальною чутливістю володіють колбочки, які сконцентровані у ділянці жовтої плями або центральної ямки. При слабкому освітленні у сутінках найбільш чутлива до світла периферія сітківки, де знаходяться в основному палички.

При дії кванта світла в рецепторах сітківки відбувається ланцюг фотохімічних реакцій, пов'язаних з розпадом зорових пігментів, а також їх ресинтез у темноті. Розглянемо ці реакції на прикладіпігменту родопсину.

Родопсин - пігмент паличок - високомолекулярне сполука, що складається з ретиналю - альдегіду вітаміну А і білка опсину. При поглинанні кванта світла молекулою родопсину виникає рецепторний потенціал, який поширюється по нервових структурах. Для того, щоб рецепторна клітина могла відповісти на наступний світловий сигнал, необхідний ресинтез родопсину, який відбувається в темноті (темнова адаптація) з ізомеру вітаміну А, тому при дефіциті в організмі вітаміну А, розвивається недостатність сутінкового зору («куряча сліпота»).

Від зорових рецепторів сформований потенціал дії передається спочатку до біполярних клітин, далі – до гангліозних, відростки яких утворюють зоровий нерв. У ділянці основи черепа частина волокон зорового нерву переходить на протилежний бік. Решта волокон разом з перехрещеними аксонами другого зорового нерву утворюють зоровий тракт, волокна якого йдуть у підкіркові центри: верхні горби чотирьохгорбкового тіла, ядра гіпоталамусу та окорухового нерву. У цих підкіркових структурах знаходяться інші нейрони зорових шляхів. Деякі аксони прямують у потиличну частку до зорової зони кори великих півкуль.

У підкіркових структурах аналізатора зорова інформація піддається подальшій складнішій переробці, вилучається зайва інформація. На цьому рівні вже починається взаємодія обох очей. Завдяки нейронам зорової кори відбувається основний аналіз зорової інформації та забезпечення бінокулярного зору (одночасного бачення обома очима).

· Сприйняття кольору.

Колірний зір - це здатність зорового аналізатора реагувати на зміни світлового діапазону між короткохвильовим - фіолетовим кольором (довжина хвилі від 400 нм) і довгохвильовим - червоним кольором (довжина хвилі 700 нм) з формуванням відчуття кольору. Решта всіх кольорів: синій, жовтий, зелений, оранжевий мають проміжні значення довжини хвилі. Якщо змішати промені всіх кольорів, то одержимо білий колір.

Існують дві теорії колірного зору. Перша - трьохкомпонентна теорія кольоросприйняття Г. Гельмгольца користується найбільшим визнанням. Згідно цієї теорії у сітківці є три види колбочок, що окремо сприймають червоний, зелений та синьо-фіолетовий кольори. Різні поєднання збудження колбочок приводять до відчуття проміжних кольорів. Рівномірне збудження всіх трьох видів колбочок дає відчуття білого кольору. Чорний колір сприймається у тому випадку, якщо колбочки не збуджуються.

Теорія опонентних кольорів (Герінга) виходить з того факту, що при розгляданні двох кольорів можна помітити появу нового кольору або зникнення якогось іншого кольору. Герінг виділив чотири основних кольори: червоний, зелений, жовтий та синій. Вважалось, що існують колбочки, які реагують на поєднання зелено-червоного, жовто-синього кольорів та білого і чорного.

Вперше часткова колірна сліпота була описана Д.Дальтоном, який сам нею страждав (дальтонізм). В основному дальтонізмом страждають чоловіки (8%) і лише 0,5% - жінки. Його виникнення пов'язане з відсутністю певних генів у статевій Х-хромосомі. Розрізняють три типи порушень колірного зору: 1. Протанотропія, або дальтонізм - сліпота на червоний колір, синьо-блакитні промені здаються безбарвними. 2. Дейтеранопія - сліпота на зелений колір. Немає відмінностей зеленого кольору від темно-червоного та блакитного. 3. Тританопія - аномалія, що рідко зустрічається: не розрізняються синій та фіолетовий кольори. 4. Ахромазія - повна колірна сліпота при ушкодженні колбочкового апарату сітківки. Всі кольори сприймаються як відтінки сірого.

· Гострота та поле зору.

Гострота зору - це найменша відстань між двома крапками, які око здатне бачити розрізнено. Нормальне око здатне розрізняти дві крапки, що світяться, під кутом зору в 1º, гострота зору такого ока, або візус, (visus) рівна 1,0. Гострота зору визначається за допомогою буквених або різного роду фігурних стандартних таблиць Сівцова. Навпроти кожного рядочка відмічено число, яке означає ту відстань в метрах, з якої нормальне око повинне розрізняти фігури цього рядка.

При фіксованому на якому-небудь предметі погляді він сприймається центральним зором. Предмети, зображення яких потрапляють не на центральну ямку, а на решту ділянок сітківки, сприймаються периферійним зором. Простір, який людина може бачити фіксованим поглядом, називається полем зору. Воно визначається за допомогою приладу периметра (метод периметрії). Розрізняють окремо поле зору для лівого та правого ока і загальне поле зору для обох очей. Воно неоднакове у різних меридіанах, донизу і назовні воно більше, ніж досередини та догори. Найбільше поле зору для білого кольору, найвужче - для зеленого, жовтого, більше - для синього і червоного.

Відчуття глибини простору забезпечується бінокулярним зором. У людини з нормальним зором при розгляді предмету двома очима зображення потрапляє на симетричні (ідентичні) точки сітківки, а кірковий відділ аналізатора об'єднує його в єдине ціле, даючи одне зображення. Якщо зображення потрапляє на неідентичні точки двох сітківок, то зображення роздвоюється. Таке порушення бачення може спостерігатися при косоокості або при натисканні на око збоку, коли починає двоїтися в очах, оскільки порушилася відповідність сітківок.

· Роль руху очей для зору.

Рух очей забезпечується 6-ма м’язами, які прикріплені до очного яблука дещо допереду від його екватора. Це 2 косі та 4 прямих м’язів – зовнішній, внутрішній, верхній та нижній.

Рух очей здійснюється одночасно та співдружньо. Розглядаючи більш близькі предмети, треба зводити, а розглядаючи більш віддалені предмети – розводити зорові осі.

Якщо б око не рухалось під час розглядання предметів, то зображення зникло б. Це пояснюється тим, що імпульси у зоровому нерві виникають лише у момент включення та виключення світлового зображення. При безперервній дії світла на зорові рецептори імпульси у зорових нервах швидко припиняються та зорове відчуття при нерухомих очах та об’єктах зникає. Тому око при розгляданні будь-якого предмету здійснює невідчутні для людини стрибки.

Поиск по сайту: