2.5.2. Зрительная система.

Основной функцией зрительной сенсорной системы является восприятие света и предметов окружающего мира, их взаиморасположения. Через зрительную систему человек получает около 90 % всей сенсорной информации. Зрительный процесс начинается с проекции изображения на сетчатку периферического оптического прибора - глаза. Здесь происходит преобразование изображения в нервные импульсы, достигающих в конечном итоге коркового отдела затылочной области больших полушарий. В коре принимается решение о зрительном образе.

Строение и функции глаза.

В настоящее время установлено, что, помимо чисто зрительных функций, глаз является частью оптико-вегетативной системы (ОВС) организма: глаз-гипоталамус-гипофиз. ОВС является самым коротким путем, связывающим центральный регуляторный аппарат вегетативной нервной системы с окружающей средой. Функционирование этой системы играет важнейшую роль в гармоничном развитии организма, обеспечивая уже у новорожденного быструю адаптацию к внешним условиям. Световая стимуляция глаза влияет на образование целого ряда гормонов: гипофизарных, тиреоидных, надпочечниковых, половых и т.д.

Глаз состоит из глазного яблока шаровидной формы и окружающих его вспомогательных органов. Глазное яблоко заложено в глазницу. Передняя, наиболее выпуклая, часть глаза называется передним полюсом. Задний полюс находится несколько сбоку (латерально) от выхода зрительного нерва. Прямая линия, соединяющая эти полюса, называется оптической осью глаза. Часть этой оси (от задней поверхности роговицы до сетчатки) называется внутренней глазной осью, которая под острым углом пересекается со зрительной осью, идущей от рассматриваемого объекта через узловую точку хрусталика к центральной ямке сетчатки.

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: фиброзная, сосудистая и сетчатка. Первая, фиброзная оболочка, облегает глазное яблоко снаружи, выполняя защитную функцию. В задней части она образует склеру, а в передней - прозрачную роговицу. Роговица представляет собой прозрачную округлую выпуклую пластинку толщиной в центре 0,8-0,9 мм, а по периферии - 1,1 мм. Она богато иннервирована тройничным нервом, что определяет ее высокую тактильную чувствительность. Роговица выполняет функцию главной преломляющей среды глаза.

Средней оболочкой является сосудистая, которая обильно снабжена кровеносными сосудами. В ней различают три части: собственно сосудистую, ресничное тело и радужную оболочку. На долю собственно сосудистой части приходится больший задний отдел оболочки. Ресничное тело является передней утолщенной областью сосудистой оболочки. Оно имеет форму кольца диаметром 6,3 мм. Спереди ресничное тело соединено с радужной оболочкой. В нем можно выделить два отдела, различающихся структурно и функционально. Фронтальная часть тела имеет около 70 тонких радиально расположенных беловатых ресничных отростков, содержащих большое количество кровеносных капилляров, выделяющих особую жидкость - водянистую влагу, определяющую внутриглазное давление. Фронтальная часть может быть названа железистой. Другая часть ресничного тела является аккомодационной и представлена непроизвольной ресничной мышцей. Эта мышца расслабляет капсулу хрусталика, в силу чего последний изменяет свою кривизну и, следовательно, преломляющую силу, что дает возможность ясного видения предметов, расположенных на различном расстоянии от глаза. Такое приспособление называется аккомодацией.

Для ясного видения объекта необходимо, чтобы его изображение было сфокусировано в области центральной ямки сетчатки. Преломляющая сила здорового глаза составляет 59-70,5 D. Для нормального глаза человека дальнейшая точка ясного видения расположена в бесконечности, что позволяет видеть удаленные предметы без напряжения аккомодационного аппарата. Такая рефракция глаза называется эмметропией. При увеличении продольного размера глаза или высокой преломляющей силе роговицы проекция рассматриваемого объекта происходит перед сетчаткой. В результате этого изображение воспринимается расплывчатым. Такую рефракцию называют миопией. При уменьшении размеров глазного яблока изображение удаленных предметов фокусируется за сетчаткой. В этом случае говорят о гиперметропии. К аномалиям рефракции глаза относят астигматизм, представляющий собой одновременное сочетание в глазу нескольких видов рефракции. При этом лучи света по разному преломляются в разных частях роговицы и, как следствие, на сетчатке нет ясного изображения рассматриваемого объекта.

Радужная оболочка представлена округлой мышечно-эпителиальной пластинкой и составляет переднюю часть сосудистой оболочки. Изнутри радужка выстлана слоем пигментных клеток, которые придают ей ту или иную окраску. В центре радужки находится отверстие - зрачок. Зрачок играет роль автоматической диафрагмы, регулирующей поступление в глаз светового потока. Так, на очень ярком свету диаметр зрачка составляет около 1,8 мм, а в темноте - около 7,5 мм. Изменение диаметра зрачка связано с наличием в радужке мышечного аппарата. Этот аппарат представлен двумя видами мышечных волокон, окружающих зрачок: радиальными (иннервируются симпатическими нервными волокнами) и циркулярными (иннервируются парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва). Сокращение первых вызывает расширение зрачка, а вторых - его сужение.

Самой внутренней оболочкой глаза является сетчатка, имеющая сложную многослойную структуру. При офтальмоскопии сетчатка кажется темно-красной за счет просвечивающих сквозь нее кровеносных сосудов. На этом фоне заметно беловатое округлое пятно размером около 1,7 мм - место выхода зрительного нерва. Латеральнее его находится участок, окрашенный в красно-коричневый цвет - центральная ямка или зона наилучшего видения.

Наружный слой сетчатки, прилегающий к сосудистой оболочке, представлен одним рядом эпителиальных клеток, содержащих пигмент меланин (придает слою черный цвет). Этот слой выполняет экранирующую функцию, поглощая доходящий до него свет, препятствует его рассеиванию и отражению, обеспечивая тем самым четкость зрительного восприятия. Кроме того, пигментный слой выполняет еще целый ряд функций, в том числе - регенерирует зрительный пигмент, участвует в механизмах постепенного обновления фоторецепторов и транспорта к ним питательных веществ и кислорода. Контакт между клетками пигментного слоя и остальной сетчаткой слабый. В связи с этим в этом районе чаще всего происходит отслоение сетчатки.

Следующий слой сетчатки представлен вторичночувствующими рецепторными клетками - фоторецепторами, подразделяемыми на палочки и колбочки. В сетчатке человека находится около 6-7 млн. колбочек и 110-125 млн. палочек. Основная масса колбочек локализована в области центральной ямки; по направлению к периферии сетчатки их количество уменьшается, а число палочек возрастает. Колбочки функционируют в условиях хорошей освещенности, являясь аппаратом дневного и цветового зрения. Палочки составляют аппарат сумеречного и бесцветного зрения.

Фоторецепторная клетка (палочка или колбочка) состоит из светочувствительного наружного членика, содержащего зрительный пигмент, и внутреннего сегмента, выполняющего энергетическую и трофическую функции. В палочках сетчатки человека находится пигмент родопсин, максимум спектра поглощения которого находится в области 500 нм. В трех видах колбочек (синие, зеленые, красные) содержится три вида зрительных пигментов с максимумами спектра поглощения в области 430, 530 и 560 нм, соответственно.

При действии света происходят изменения свойств зрительного пигмента, что приводит к изменению ионной проницаемости мембраны фоторецепторной клетки, что в конечном итоге приводит к уменьшению выхода медиатора. Фоторецепторы связаны посредством синапсов с биполярными нейронами. Различают два вида таких синапсов: возбуждающие и тормозные. В случае возбуждающего синапса биполярная клетка возбуждается в темноте и инактивируется на свету. При тормозном синапсе нейрон на свету тормозится, а в темноте возбуждается. От биполярных клеток сенсорный сигнал передается на ганглиозные нейроны, аксоны которых составляют зрительный нерв.

Зрительные функции.

Как уже говорилось выше основная функция зрения - восприятие света, предметов окружающего мира и их взаиморасположение. В этой основной функции можно выделить функции центрального зрения и функции периферического зрения.

Центральным зрением обеспечивается острота зрения и цветовое зрение.

Острота зрения или visus (V) подразумевает способность глаза видеть раздельно две точки под наименьшим углом зрения. Эмпирически показано, что у большинства людей этот угол составляет не менее 1'. Такая острота зрения принята за единицу (V=1,0). Острота зрения зависит от целого ряда факторов, в частности от возраста (табл. ).

Предметное зрение начинает развиваться у ребенка на втором месяце жизни, что проявляется в активной реакции на образ матери. Со второй половины первого года жизни дети начинают дифференцировать геометрические фигуры, а с начала второго года - они уже могут различать рисунки.

Формирование зрительной функции чрезвычайно важно для нормального психо-моторного развития ребенка, что определяет необходимость исследования зрения и отслеживания динамики его развития уже у новорожденных.

Цветовое зрение, как и острота зрения, является функцией колбочкового аппарата. Согласно теории Г.Гельмгольца цветовое восприятие обеспечивается тремя типами колбочек с разной цветовой чувствительностью.

Таблица

Изменение остроты зрения с возрастом (по Е.И.Ковалевский, 1995)

Возраст	Острота зрения в условных единицах
1 неделя	0,002-0,02
1 месяц	0,008-0,03
3 месяца	0,05-0,1
6 месяцев	0,1-0,3
1 год	0,3-0,6
2 года	0,4-0,7
3 года	0,6-0,9
4 года	0,7-1,0
5 лет	0,8-1,0
7 лет	0,9-1,5
8-15 лет	0,9-1,5

Развитие цветового зрения идет параллельно развитию остроты зрения. Первая более или менее отчетливая реакция на яркие красные, желтые и зеленые цвета проявляется у ребенка к 6-ти месячному возрасту. Нормальное развитие цветового зрения зависит от интенсивности освещения. Развитие цветоощущения задерживается, если новорожденного содержат в помещении с плохой освещенностью. В связи с этим, для правильного развития цветового зрения необходимо создать детям условия хорошей освещенности и с раннего возраста привлекать их внимание к ярким игрушкам, располагая их на значительном расстоянии от глаз (50 см и более). При выборе игрушек следует учитывать, что центральная ямка наиболее чувствительна к желто-зеленому

Таблица

Состояние зрения у детей различного возраста (по Е.И.Ковалевский, 1995)

Возраст	Состояние зрения
1 неделя	Прямая и содружественная реакция зрачков на свет. Общая двигательная реакция на освещение каждого глаза. Кратковременное слежение за медленно передвигающимся предметом, удаленного от глаз на расстоянии 20-30 см.
2-3 недели	Слежение и кратковременная фиксация передвигаемого предмета каждым глазом. Общая двигательная реакция в ответ на световое раздражение каждого глаза.
1-2 месяца	Сравнительно продолжительная бинокулярная фиксация ярких предметов, передвигающихся перед каждым глазом. Условно-рефлекторное смыкание век при быстром приближении к каждому глазу яркого предмета. Условный пищевой рефлекс при виде груди матери.
3 месяца	Устойчивое бинокулярное слежение и бинокулярная фиксация предметов различной величины, удаленных от глаза на разные расстояния. Узнавание на небольшом расстоянии от глаз матери и других близких с общей активной двигательной реакцией.
6 месяцев	Различительная реакция на разнообразные простые знакомые и незнакомые геометрические фигуры, игрушки. Узнавание близких лиц, знакомых животных на различном расстоянии от каждого глаза.
1 год	Различительная реакция на разной величины картинки, рисунки, игрушки на различном удалении от глаза. Активная реакция подвижности (поворота) глаз на перемещение предметов, передвижение людей, животных, машин и др. на различных расстояниях от глаз.
2-4 года	Исследование зрения по детским картинкам разной величины на различных расстояниях от каждого глаза.
5-6 лет и старше	Проверка остроты зрения по специальным таблицам с буквами и оптотипами.

и оранжевому цветам и мало чувствительна к синему цвету. Детские гирлянды должны иметь в центре желтые, оранжевые, красные и зеленые шары, а синие, белые, темные - необходимо помещать по краям.

Периферическое зрение является функцией палочкового аппарата. К этому зрению можно отнести и такие явления как поле зрения, светоощущение и темновая адаптация.

Под полем зрения понимается пространство, видимое глазом при фиксировании взгляда на одной точке. Поля зрения обоих глаз у человека частично совпадают, что играет важную роль в восприятии глубины пространства. Наиболее интенсивное развитие поля зрения отмечается в дошкольном возрасте. К 7 годам оно составляет около 80 % от величины поля зрения взрослого человека. Согласно исследованиям Б.Г.Ананьева и сотрудников (1968) в развитии поля зрения наблюдаются половые различия. Так, у 6-ти летних мальчиков поле зрения больше, чем у их сверстниц, а в 7-8 лет отмечается обратное соотношение. В последующие годы размеры поля зрения сравниваются, а с 13-14 лет его размеры у девочек становятся больше. Поле зрения во многом обуславливает объем поступающей информации, определяя таким образом учебные возможности учащихся.

Пропускная способность зрительной системы изменяется в процессе онтогенеза (табл. ). До 12-13 летнего возраста практически отсутствуют половые различия, а с 12-13 лет у девочек пропускная способность становится выше, чем у мальчиков. Эти различия сохраняются на протяжении всей дальнейшей жизни.

Определенный интерес представляет тот факт, что уже к 10-11 годам этот показатель приближается к уровню взрослого человека (2-4 бит/с).

Таблица

Пропускная способность зрительного аппарата на различных этапах онтогенеза (по Ю.А.Ермолаеву, 1985)

Возраст годы,	Пропускная способность зрительного аппарата, бит/с
	Девочки	Мальчики
7-8	1.00	1.09
10-11	2.18	2.06
12-13	2.53	2.12
13-14	2.90	2.60
17-18	3.38	2.65
19-22	3.13	2.88

Высшей формой зрительного восприятия является бинокулярное (объемное, стереоскопическое) зрение. При взгляде на какой-либо предмет у человека с нормальным зрением не возникает ощущения двух предметов, хотя на двух сетчатках возникает два изображения. Это связано с тем, что при пересечении зрительных осей на рассматриваемом предмете его изображение попадает на так называемые идентичные точки сетчатки и в восприятии человека эти два изображения сливаются в одно.

В первые дни жизни ребенка его зрение носит монокулярный характер. Рефлекс фиксации предмета взглядом возникает примерно ко второму месяцу жизни, что свидетельствует о развитии одновременного зрения. На 4-ом месяце у ребенка при фиксации взгляда на близкие предметы наблюдается сужение зрачка, что указывает на появление аккомодации. Фиксация взгляда на предмете и одновременное его осязание определяет развитие так называемого плоскостного бинокулярного зрения. Определение пространственного расположения предметов и глубины пространства развивается при сопоставлении перемещения собственного тела с изменением величины изображения предметов.

Бинокулярное зрение, которое позволяет оценить глубину пространства, обусловлено проекцией рассматриваемого предмета в идентичные (корреспондирующие) точки сетчатки обоих глаз, откуда "изображение" передается в кору больших полушарий. Здесь и происходит слияние в одно изображение. Нормальное бинокулярное зрение возможно при отсутствии нарушений иннервации глазных мышц, проводящих путей и высших зрительных центров. Целый ряд заболеваний (болезни нервной системы, травмы в период новорожденности и т.д.) может привести к нарушению нормального положения глаз. Такое нарушение приводит к несовпадению зрительных осей на рассматриваемом предмете и изображение не попадает в идентичные точки сетчатки, что проявляется в двоении изображения. В этом случае сознание подавляет восприятие информации глазом, зрительная ось которого отклонена, и он выключается из зрительной функции. Описанная ситуация возможна при таком заболевании как содружественное косоглазие. Косоглазие не является только косметическим дефектом: оно может быть причиной целого ряда других расстройств, в частности - задержки психического развития.