V. Зрительная сенсорная система.
Зрительная сенсорная система человека обеспечивает проведение к мозгу 90% информации о событиях, происходящих во внешней среде, поэтому ее значение трудно переоценить. Вспомогательный аппарат зрительной сенсорной системы - орган зрения.
Рецепторные клетки системы расположены в сетчатке глазного яблока. Импульсы от фоторецепторов по волокнам зрительного нерва достигают зрительного перекреста, где часть волокон переходит на противоположную сторону. Далее зрительная информация проводится по зрительным трактам к верхнему двухолмию, латеральным коленчатым телам и таламусу (подкорковые зрительные центры), а затем по зрительной лучистости в зрительную зону коры затылочных долей мозга - по краям шпорной борозды.
Орган зрения (organum visus)
Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата глаза. Вспомогательный аппарат включает в себя: мышцы глазного яблока (7 мышц попе- речно-полосатых), защитный аппарат (брови, ресницы, веки, конъюнктива) и слезный аппарат.
Глаз, осulus. Состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его оболочками.
Глазное яблоко имеет форму шара, состоит из оболочек и внутреннего ядра.
Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек:
наружная - фиброзная. Это самая плотная оболочка, Играет защитную роль и определяет форму глаза. В ней различают 2 отдела: передний выпуклый - роговица (оптическое отверстие глаза) и задний - склера. Роговица - тонкая прозрачная пластинка, утолщенная по периферии, лишена кровеносных сосудов, но имеет много нервных окончаний. Через нее в глаз проникает свет. Воспаление роговицы - кератит, ее помутнение - бельмо. Склера - соединительнотканная капсула, непрозрачная, похожа на вареный белок, защищает внутреннее ядро глаза. Передняя часть склеры покрыта конъюнктивой, состоящей из соединительной ткани и многослойного эпителия.
Средняя - сосудистая оболочка содержит большое количество кровеносных сосудов, питающих сетчатку и выделяющих водянистую влагу. В ней различают три отдела: 1) передний- радужная оболочка - радужка; 2) средний - ресничное тело 3) задний - собственно сосудистая оболочка.
Радужка имеет форму ободка, в центре которого находится круглое отверстие - зрачок. Изменяя величину зрачка, она регулирует поступление света. Радужка содержит пигмент меланин, от количества которого зависит цвет глаз. Радужка состоит из рыхлой соединительной ткани и гладких мышечных клеток, которые составляют две мышцы: расширяющая зрачок (дилататор) и суживающая зрачок (сфинктер).
Ресничное тело - утолщенная часть сосудистой оболочки - расположено кольцеобразно вокруг хрусталика. На передней части тела имеются ресничные отростки, а задняя часть переходит в сосудистую оболочку. Воспаление передней и средней части сосудистой оболочки - ирит, или передний увеит. Строма тела состоит из соединительной ткани, богата кровеносными сосудами, содержит гладкие мышечные клетки, образующие ресничную мышцу. Она состоит из продольных (меридиальных) и кольцевых мышечных волокон, изменяет кривизну хрусталика и прикрепляется к его экватору с помощью цинновой связки. Напряжение ресничной мышцы усиливает кривизну хрусталика и укорачивает его фокусное расстояние, расслабление той оболочки. Наружная ее поверхность обращена к склере, внутренняя -к сетчатке. Состоит из рыхлой соединительной ткани, содержит черные пигментные клетки, которые поглощают свет; богата кровеносными сосудами, питающими структуры глаза. Воспаление - задний увеит, или хориоидит.
Внутренняя оболочка - сетчатка - фоточувствительная оболочка глаза. Внутренней поверхностью она обращена к стекловидному телу. Задний, больший отдел содержит светочувствительные элементы и называется зрительной частью; передний, меньший отдел (около ресничного тела) не имеет светочувствительных клеток и называется слепой частью. Снаружи сетчатка покрыта пигментным слоем, под ним слой нервных клеток (фоторецепторных), которые имеют отростки в форме колбочек и палочек; второй слой - биполярные клетки (вставочные); третий слой - ганглиозные нейроны своими аксонами образуют зрительный нерв, который выходит из глазницы. Место выхода имеет форму овального возвышения и называется диском зрительного нерва. Здесь отсутствуют палочки и колбочки (слепое пятно). Латеральнее диска на сетчатке расположено желтое пятно с центральной ямкой, содержащее большое количество колбочек (палочек нет) - место наилучшего видения. Передняя слепая часть сетчатки нервных клеток не имеет, состоит из пигментного слоя и эпителиальных клеток. Внутреннее ядро включает водянистую влагу, хрусталик и стекловидное тело. Все они, как и роговица, прозрачны, преломляют лучи света и называются светопреломляющими средами глаза. Они составляют оптическую систему, благодаря которой попадающие в глаза лучи фокусируются и проходят к сетчатке. На сетчатке получается четкое изображение (в уменьшенном и обратном виде). Оптическая ось глаза соединяет центр роговицы с центральной ямкой сетчатки. Водянистая влага находится в передней и задней камерах глаза. Передняя камера расположена между роговицей и радужкой с хрусталиком, задняя камера - между радужкой с хрусталиком и ресничным телом. Обе камеры сообщаются между собой через отверстие между радужкой и хрусталиком (зрачок). Водянистая влага участвует в питании роговицы и определяет уровень внутриглазного давления. Оттекает она из передней камеры по щелевидным пространствам в венозную пазуху склеры - циркулярный канал, расположенный по краю роговицы, а оттуда - в вены глаза. При нарушении влаги повышается внутриглазное давление - глаукома.
Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы; удерживается цинновой связкой; состоит из прозрачных вытянутых клеток; снаружи покрыт прозрачной капсулой. Кривизну хрусталика регулирует ресничная мышца. Благодаря изменению фокусного расстояния хрусталика глаз способен видеть предметы на разном расстоянии. Отсутствие хрусталика - афакия, помутнение - катаракта.
Стекловидное тело - прозрачное желеобразное вещество, заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой; не имеет сосудов и нервов, поддерживает форму глазного яблока.
Вспомогательный аппарат глаза состоит из защитных приспособлений, слезного и двигательного аппаратов.
К защитным приспособлениям относятся брови, ресницы, веки, конъюнктива и жировое тело глазницы. Брови - парная дугообразная складка толстой кожи, покрытая щетинистыми волосами, задерживают капли пота со лба. Веки - соединительнотканная пластинка (типа хряща) с ресницами; снаружи покрыта кожей, изнутри - конъюнктивой (слизистой глаза, выстилающей склеру и веки), при сомкнутых веках образуется конъюнктивальный мешок, куда закладывается глазная мазь, капли. Веки защищают глаз от лучей света и пыли. Жировое тело глазницы - жировая клетчатка, расположенная в глазнице кзади от глазного яблока и отделенная от него влагалищем. Она служит своеобразной подушкой, выполняющей роль амортизатора. В толще жирового тела проходят мышцы, сосуды и нервы.
Слезный аппарат состоит из слезной железы с выводными протоками и слезовыводящих путей. Слезная железа находится в одноименной ямке в верхне-наружном углу глазницы аппарата глаза и покрыта тонкой соединительнотканной капсулой. Около 15 выводных протоков железы открываются в конъюнктивальный мешок. Слезная железа выделяет слезу, которая содержит бактерицидное вещество, - лизоцим. Слеза омывает и увлажняет роговицу. Движению слезы способствуют мигательные движения век. По капиллярной щели около края век слеза оттекает в слезное озеро. Отсюда по слезным канальцам она оттекает в слезный мешок, а из него по носослезному каналу - в полость носа (нижний носовой ход). Слезные канальцы, верхний и нижний, начинаются каждый на слезном сосочке слезной точкой. Слезный мешок находится в ямке в области медиально- нижнего угла глазницы и, суживаясь, переходит в носослезный канал, расположенный в одноименном костном канале. Глазное яблоко постоянно омывается слезой (до 1 мл в сутки).
Двигательный аппарат: мышцы глазного яблока. Глазное яблоко постоянно находится в движении, даже во сне. Движение обеспечивается поперечно-полосатыми произвольными мышцами, которые начинаются от сухожильного кольца вокруг зрительного нерва в глубине глазницы и прикрепляются к глазному яблоку. Это 4 прямые мышцы - верхняя, нижняя, медиальная и латеральная, две косые - верхняя и нижняя, а также мышца, поднимающая верхнее веко, которая не связана с глазным яблоком. Прямые мышцы поворачивают глазное яблоко, смещая зрачок в свою сторону. Верхняя косая мышца перебрасывается через ость на лобной кости и прикрепляется к глазному яблоку позади экватора; она вращает глазное яблоко, смещая зрачок вниз и латерально. Нижняя косая мышца, поворачивая глазное яблоко, смещает зрачок кверху и латерально. Мышца, поднимающая верхнее веко, начинается от верхней стенки глазницы и вплетается в кожу и хрящ верхнего века.
Физиология зрительной сенсорной системы
Зрительная сенсорная система состоит из органа чувств - глаза, проводящего пути и корковой сенсорной зоны. Глаз - часть переднего мозга, выдвинутая на периферию. Сетчатка и зрительный нерв развиваются из мозговой ткани. Аппарат зрительной рецепции состоит из рецепторов сетчатки и оптической системы глаза. В оптическую систему глаза входят: роговица, камеры глаза - передняя и задняя, заполненные внутриглазной жидкостью, зрачок, хрусталик, стекловидное тело. Их основные свойства - преломление (рефракция) и полная прозрачность. Рефракция глаза 60-70 d (d - диоптрия -это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м).
В зависимости от длины продольной оси глаза, а также от рефракции преломляющих образований (главным образом хрусталика) изображение видимых предметов может оказаться на сетчатке, впереди или позади нее. При уменьшении длины продольной оси глаза фокусное расстояние увеличивается, изображение оказывается за сетчаткой. Для ясности изображения человек вынужден удалять от глаз видимый предмет. Это дальнозоркость, или гиперметропия, - слабая рефракция; она корректируется очками с двояковыпуклыми линзами (+).
При удлинении продольной оси глаза параллельные лучи сходятся в одну точку не на сетчатке, а перед ней. На сетчатке возникает круг светорассеяния. Нужно приблизить предмет, чтобы его изображение сфокусировать на сетчатку. Это близорукость, или миопия, - сильная рефракция, которая корректируется очками с двояковогнутыми линзами (-).
Если кривизна роговицы не одинаковая, то на сетчатке отсутствует один фокус изображения. Это астигматизм, последствием которого является неточность в определении расстояний между параллельными линиями или концентрическими кругами. Астигматизм корректируется очками с цилиндрическими линзами.
В нормальном глазу изображение предметов на сетчатке - действительное, уменьшенное и перевернутое. Нормальное видение предметов обеспечивает корковый отдел зрительного анализатора. Видимые предметы имеют четкие контуры, так как зрачок пропускает в глаз только центральный пучок лучей.
Функция зрачка - адаптация глаза к свету и темноте. Количество света, пропускаемого зрачком, регулируется круговой и радиальной мышцами радужки. Первая иннервируется парасимпатическим нервом и суживает зрачок, вторая иннервируется симпатическим нервом и расширяет зрачок. Эмоции боли, страха вызывают симпатическую реакцию расширения зрачка, а увеличение светового потока - парасимпатическую реакцию сужения зрачка.
Анализ световых ощущений
В сетчатке 130 млн фоторецепторов - палочек, воспринимающих свет и обуславливающих поле зрения, и более 7 млн колбочек, воспринимающих цвет и отвечающих за остроту зрения. Палочки лежат на периферии, а колбочки сосредоточены в центральной ямке сетчатки - желтом пятне. Н соске зрительного нерва нет фоторецепторов, поэтому он называется слепым nятном. Передняя часть сетчатки также «слепая». Наружный слой сетчатки содержит пигмент фусцин; он поглощает свет и делает изображение более четким. Восприятие света обусловлено фотохимическими процессами в фоторецепторах.
Фотопигмент палочек - родоnсин быстро распадается на свету и восстанавливается в темноте в присутствии витамина А. Его порог чувствительности очень высок: импульс возникает всего от нескольких квантов света. При недостатке в организме витамина А развивается «куриная слепота» (гемералоnия).
Йодоnсин колбочек расщепляется гораздо медленнее, чем у палочек. В колбочках содержится 3 фотопигмента, обуславливающих восприятие трех цветов: синего, красного, зеленного. Палочки - элементы сумеречного света, колбочки - дневного. Передача зрительной информации происходит избирательно. Сначала выделяются контуры предмета, затем формируется целостное восприятие - в нейронах сетчатки. В латеральных коленчатых телах происходит первичное кодирование зрительной информации. Благодаря ее декодированию достигается высокая острота зрения, бинокулярное видение и восприятие пространства.
Острота зрения (визус) - способность различать наименьшее расстояние между двумя точками, зависящее от угла зрения (угла между точками, идущими от двух крайних точек предмета к глазу). Нормальный глаз различает предметы под углом в 1°. Чем меньше угол, тем лучше зрение. Центральная ямка сетчатки обеспечивает более высокую остроту зрения (центральное зрение). Низкая острота зрения (сотые доли процента) - амблиопия. Для определения остроты зрения используют специальные таблицы, на которых изображены различного размера буквы и фигурки.
Поле зрения - это пространство, видимое при фиксированном взгляде. Эта функция обеспечивается палочками и характеризует периферическое зрение. Выпадение части поля зрения при болезнях сетчатки - скотома.
Рассмотрение предметов обоими глазами называется бинокулярным зрением. При этом мы видим не два, а один предмет.
Бинокулярное зрение позволяет видеть предметы более рельефно и определить расстояние от видимого предмета. Это объясняется: сведением глазных осей (конвергенцией) при рассмотрении близких объектов и разведении осей (дивергенцией) при рассмотрении удаленных объектов. При этом пространство воспринимается благодаря движениям глаз с перекрещиванием их зрительных осей на предмете.
Человек обладает цветовым зрением и способен различать большое количество цветов. Современная теория цветового зрения - полихроматическая. В колбочках содержится 3 Фотолигмента, обуславливающих восприятие трех основных цветов -оранжевого, зеленого, сине-фиолетового. Белый цвет возбуждает все эти фотоэлементы; их совместное возбуждение дает ощущение белого цвета.
Дальтонизм - это врожденная цветоаномалия, когда наблюдается красная, зеленая, реже фиолетовая слепота. Эта аномалия лучше выявляется при плохой освещенности, при ярком освещении дальтоник может хорошо различать все эти цвета.
Аккомодация - способность глаза четко видеть разноудаленные предметы. В систему аккомодации входит хрусталик, ресничные мышцы и связки. Ресничная мышца состоит из продольных и кольцевых волокон. При рассматривании далеко расположенных предметов кольцевые волокна сокращаются, ресничная связка растягивает хрусталик, придавая ему более плоскую форму и таким образом уменьшая его рефракцию. При рассматривании близко расположенных предметов сокращаются продольные волокна, связка провисает и хрусталик в силу своей эластичности принимает более выпуклую форму; его рефракция увеличивается.
Спазм аккомодации заключается в длительном сокращении ресничной мышцы из-за зрительного переутомления. Человек становится близоруким. Актуально - у школьников, студентов и т. д.
Паралич аккомодации может наблюдаться по причине длительного спазма аккомодации. Человек становится дальнозорким.
Пресбиоnия - старческое зрение - возникает из-за потери хрусталиком эластичности. В результате он становится более плоским его рефракция уменьшается.
Образование и отток внутриглазной жидкости. Внутриглазная жидкость также называется водянистой. она постоянно образуется как ультрафильтрат крови из сосудов ресничной мышцы и оттекает в заднюю камеру глаза, затем через зрачок в переднюю камеру и оттуда через радужно-РОГОВИЧНЫЙ угол - в венозный синус склеры. При нарушении образования или оттока водянистой влаги развивается глаукома, характеризующаяся делительным, стойким повышением внутриглазного давления (ВГД), атрофией сосков зрительных нервов и исходом в слепоту. Нормальное внутриглазное давление - до 27 мм рт.ст.
Адаптация. Чувствительность глаза зависит от освещенности. При переходе из темноты в свет наступает временное ослепление. За счет понижения чувствительности фоторецепторов через некоторое время глаз привыкает к свету (световая адаптация). При переходе со света в темноту также возникает ослепление. Через некоторое время чувствительность фоторецепторов повышается и зрение восстанавливается (темновая адаптация).