6. Кодування інформації рецепторами.

Рецептор сприймає подразник і перетворює його в імпульс, який далі передається по аферентних нервових волокнах до центр у відповідного аналізатора. Там відбувається подальший анаіз інформації і створення відчуття чи певного образу та його розпізнавання. Процес перетворення енергії стимулу у нервовий імпульс називається кодування інформації.

Кодування сили подразника. Кодування дії подразника взагалі відбувається двійко­вим кодом — наявністю чи відсутністю стимулів. Це найп­ростіший і захищений від різних спотворень і перешкод спосіб. Інформація про силу подразника передається у вигляді ок­ремих груп чи серій імпульсів, причому всі параметри окремих імпульсів є стандартними (амплітуда, тривалість, форма), змі­нюються тільки частота ПД у серії, інтервали між серіями ПД, тобто часові параметри імпульсації. Пропорційно до сили подразника у кожному нервовому волокні зростає частота ПД, а також збільшується кількість збуджених рецепторів і, відповідно, сумарна електрична активність всього нерва. Але крім інтенсивності подразники відрізняються один від одного за своєю фізічною чи хімічною природою, розташуванням в просторі, іншими параметрами, тобто за якістю.

Кодування якості подразника здійснюється за іншим принципом. Той або інший смак, запах, колір світла чи висота звуку сприймаються різними рецепторами і по різних нервових волокнах сигнали від них надходять до різних центральних нейронів. Такий тип кодування дістав назву просторово-позиційного. Він в ще більш наочній формі виявляється на рецепторах шкіри. Різні ділянки шкіри і відповідно розташовані на них рецептори мають просторове представництво на різних ділянках кори півкуль головного мозку, де формується відчуття. І тому ми завжди знаємо, яка точка тіла подразнюється в даний момент і який подразник - больовій, тепловій чи дотичний діє на неї.

Формування і розпізнавання образів — це кінцева й найскладніша операція аналізатора. Вона полягає у класифікації образу, тобто в описанні і віднесенні його до певного класу об'єктів, з якими раніше стикався організм. Для цього існують специфічні просторово пов'язані набори нейронів (нейронні ан­самблі, кортикальні колонки), збудження яких означає для мозку появу того чи іншого образу.

Тема: фiзIологIя зору

План

1. Світлопровідна система ока.

2. Світлосприймаюча система ока.

3. Кольоровий зір.

4. Сприймання простору.

5. Рухи очей.

6. Обробка зорової інформації

1. Світлопровідна система ока.

Оптичні середовища ока або діоптричний апарат являє собою складну систе­му лінз, яка формує на сітківці обернене і зменшене зображення зов­нішнього світу. Ця система складається з прозорої рогівки, пе­редньої та задньої вологих камер, райдужки, яка утворює зіницю, криш­талика і склистого тіла, що займає більшу частину об'єма очного яблука. Склисте тіло — це прозо­рий гель, який являє собою колоїдний розчин колагену та гіалу­ронової кислоти.

Для того, щоб на сітківці виникло чітке зображення, пада­юче на око світло мусить заломитись так, щоб сфокусуватись на ній. Це заломлення відбувається переважно у рогівці і кришталику. В оці людини заломлення у рогівці приблизно у два рази більше, ніж у кришталику (загальна заломлююча сила кришталика близько 19,1 дптр). Заломлююча сила всієї оптичної системи ока людини ста­новить 59 дптр при розгляданні далеких і 70,5 дптр — близько­розташованих предметів.

Акомодація ока. Оскільки рогівка знаходиться на фіксованій відстані від сітківки (24,4 мм) і не змінює своєї кривизни та заломлюючої сили, то для фокусування зображення на сітківці різновіддалених предметів необхідна корекція заломлення створюється кришта­ликом.

у ссавців цей процес здійснюється пластич­ною зміною його форми (кривини). Форма кришталика ссавців за­лежить від його еластичності та від сил, які діють на його сумку. Коли війчастий м'яз скорочується, він протидіє силам пружності, що діють на кришталик через волокна циннових зв'я­зок, так що натяг сумки кришталика зменшується. Внаслідок цьо­го кривина передньої частини кришталика збільшується і його заломлююча сила зростає, тобто кришталик виявляється в стані акомодації на сприймання близьких об`єктів..Якщо ж війчастий м'яз розслаблюється, то кривина кришта­лика і його заломлююча сила зменшуються. У такому стані здоро­ве око дає на сітківці чітке зображення далеких об'єктів.

Порушення рефракції ока. У людей найчастіше зустрічаються такі дві аномалії рефракції ока: короткозорість (міопія) та далекозорість (гіперметропія). Вони пов`язані із вродженими відхиленнями від нормальної довжини очного яблука. В першому випадку повздовжна вісь ока більша за 22,4 мм (відстань між полюсом рогівки та центральною ямкою нормального ока) і тому зображення фокусується перед сітківкою, а на сітківці воно буде нечітке. В другому, навпаки, при малій довжині очного яблука зображення проектуватиметься за оком, и людина теж буде бачити погано. А крім того, з віком кришталик стає менш еластичним внас­лідок певної дегідратації, його заломлююча сила та діапазон акомодації зменшуються. Найближча точка нормального бачення (7 см) поступово відсувається від ока, розвивається стареча далекозорість.

Астигматизм. Поверхня рогівки несиметрична по відношенню до оптичної осі і звичайно кривина у вертикальний площині дещо більша, ніж у горизонтальній, що спричиняє різницю у за­ломлюючій силі променів, які йдуть під різним кутом. Якщо ця різниця не пере­вищує 0,5 дптр, то такий астигматизм називається "фізіологіч­ним" (норма). При більшій різниці виникає спотворення зображення на сітківці.

Сферична та хроматична аберація. Як у всіх простих лінз, у рогівки та кришталика фокусна віддаль неоднакова для різних їх частин — центральна частина, крізь яку проходить оптична вісь, має найбільшу фокусну віддаль, порівняно з периферичними частинами. За рахунок цього виникає сферична аберація, що призводить до нечіткого зображення. Проте цей недолік компен­сується розмірами зіниці: чим меншим буде розмір зіниці, тим чіткішим буде зображення, оскільки в цьому разі периферичні частини оптичної системи майже не будуть брати участь у форму­ванні зображення. Так в оці коригуються недоліки, що обумовле­ні сферичною аберацією.

Як всі прості лінзи, діоптричний апарат ока заломлює світло з коротшою довжиною хвилі сильніше, ніж з довшою. Це явище називається хроматичною аберацією. Тому для точного фо­кусування червоних частин предметів необхідна більша ступінь акомодації, ніж для синіх. Саме тому сині предмети видаються нам більш далекими (віддаленими), ніж червоні, навіть якщо во­ни розташовані на одній площині і відстані. Архітектори готич­них церков часто використовували цю фізіологічну ілюзію при створенні кольорових вітражів: фон вони робили синього коль­ору, а фігури малювали іншими барвами, і тому видавалося, що ці фігури ніби виступають з фону.

У людей похилого віку вміст води у кришталику знижується до такого ступеня, що його речовина стає дуже густою і він втрачає свою прозорість (стареча катаракта). Якщо таким людям видалити кришталик, то вони можуть нормально бачити лише в окулярах з лінзами 13 дптр.

Коригування аномалій рефракції ока. Для коригування коротко- та далекозорості застосувують окуляри відповідно з увігнутими та опуклими лінзами. Чітко виявлений регулярний астигматизм, коригують лінзами з циліндричною формою по­верхні. У випадку "нерегулярного" астигматизму використовують контактні лінзи.

Реакції зіниці. Середня яскравість довкілля, що оточує людину, коливається у широких межах. Зорова система пристосо­вується до такої різниці освітленості за допомогою реакцій зі­ниці. У людини зіниці обох очей звичайно мають круглу форму та однаковий розмір, який з віком зменшується. При постійному зовнішньому освітленні кількість світла, що потрапляє до ока, пропорційна площі зі­ниці. При зниженні інтенсивності зовнішнього освітлення зіниці рефлекторно розширюються. У молодих людей діаметр зіниці може змінюватись від 1,5 до 8 мм, що призводить до зміни освітлення сітківки приблизно у 30 разів. До того ж при звуженні зіниці зростає глибина різкості, як у фотоапараті при зменшенні діафрагми.

Якщо при денному освітленні людина закриває очі на 10-20 с, то діаметр зіниці зростає. Якщо освітлювати лише одне око, його зіниця звузиться (пряма реакція на світло), але при цьому звузиться і зіниця неосвітленого ока (співдружня реакція на світло). Реакції зіниць на світло є одним з механізмів адаптації, що забезпечує оптимальне освітлення фоторецепторів сітківки.

У нічних тварин зіниця у напівтемряві спалахує зеленкува­тим блиском, оскільки в них добре розвинено тапетум — шар пігментного епіте­лію, що відбиває світло, яке проходить крізь зіницю. Він розта­шований позаду від сітківки. Тим самим світло двічі проходить крізь ті ж самі ділянки сітківки, що має велике значення для нічних тварин. Цей тапетум розташований у верхній половині сітківки, тому на нього потрапляють головним чином промені, які йдуть від земної поверхні, що дозволяє тварині бачити в темряві отчуючі предмети.

Слізна рідина. Надзвичайно чутлива і ніжна прозора рогівка постійно контактує з повітрям оточуючого середовища, багатого часточками пилу та різними шкідливими речовинами. Щоб захистити її від їх пошкоджуючої дії, зовнішня поверхня рогівки вкрита тонким шаром слізної рідини. Крім того завдяки слізній рідині поліпшуються оптичні властивості рогівки.

Слізна рідина у невеликих кількостях пос­тійно виробляється слізними залозами. Завдяки рухам повік вона рівномірно розподіляється по рогівці й кон'юктиві. Частина ці­єї рідини випаровується, а решта спливає по слізних протоках у слізне озеро, а потім у порожнину носа. Слізна рідина забезпе­чує рогівку і кон'юктиву від висихання і одночасно служить своєрідним мастилом між очним яблуком і повіками.

На смак слізна рідина со­лона, бо за своїм складом вона близька до плазми крові. Слізна рідина містить також ферменти, які виявляють бактерицидну дію, захищаючи око від інфекції. У людини секреція слізної рідини виконує ще одну важливу функцію — вона слугує для вираження емоцій, полегшує стресовий стан ("поплач, легше стане").

Більшість рефлексів, що викликають збільшення секреції слізної залози, запускається з рецепторів, які знаходяться в очній ділянці та інформація від яких по трійчастому нерву пе­редається в стовбур мозку. Проте всім відомо, що підвищену секрецію слізної залози можуть викликати й сторонні стимули, наприклад, зубний біль, механічне подразнення слизової носу, різкі смакові стимули або пахощі, а також фактори, що виклика­ють кашель. Секрецією слізної рідини управляє автономна нерво­ва система.