9.1. Зрительная сенсорная система
С помощью этой системы поступает 80–90 % всей информации об окружающем мире. Эта информация передается по зрительному нерву к затылочной области коры головного мозга, где происходит ее переработка. Специализированные клетки, воспринимающие электромагнитные световые волны, представлены палочками и колбочками и расположены в сетчатке глаза. Сетчатка — это слой, образованный нервными элементами; здесь расположены фоторецепторы, вставочные нейроны, слой ганглиозных клеток, аксоны которых образуют зрительный нерв (рис. 9.1 и 9.2).
Рис. 9.1. Строение глазного яблока
Наружная (фиброзная) оболочка
1 – конъюнктива, 2 – роговица, 3 – белочная оболочка или склера
Средняя сосудистая оболочка
4 – радужная оболочка, или радужка, 5 – ресничная мышца (меняет кривизну хрусталика), 6 – сосудистая оболочка
Внутренняя оболочка (сетчатка)
7 – сетчатка, 8 – желтое пятно (место наилучшего видения глаза), 9 – слепое пятно (место выхода зрительного нерва, не воспринимающее лучи света)
Преломляющая (оптическая) система глаза
2 – роговица, 10 – водянистая влага, 11 – хрусталик, 12 – стекловидное тело
Рис. 9.2. Строение фоторецепторов
Человеческий глаз воспринимает световые волны определенной длины – от 390 до 760 нм. Более короткие (ультрафиолетовые) и более длинные (инфракрасные лучи) человеческий глаз не воспринимает. Чувствительность сетчатки очень высока, свет обыкновенной свечи виден на расстоянии нескольких километров. Оптическая система глаза сходна с фотоаппаратом. Роговица и хрусталик фокусируют лучи на сетчатке, содержащей слой фоторецепторов.
Палочки, количество которых составляет более 100 млн, сосредоточены в основном по периферии сетчатки. Чувствительность к свету у них очень высока, и они отвечают за зрение при слабом освещении, так называемое «сумеречное зрение». Колбочки, которых в сетчатке значительно меньше (5 млн), сосредоточены преимущественно в центре сетчатки, в частности в центральной ямке. Они обладают более низкой чувствительностью к свету, возбуждаются при ярком освещении и отвечают за «дневное зрение». Кроме того, они отвечают за цветовоё зрение. Как палочки, так и колбочки – это продолговатые клетки, мембрана которых образует складки в виде пластин (дисков), содержащих фотопигмент. Поглощение света молекулами фотопигмента, расположенными на мембранных пластинах, приводит к их возбуждению. Во всех видах фотопигментов содержится вещество ретиналь, представляющий собой альдегид витамина А, и белок опсин. Фотопигмент палочек состоит из ретиналя и родопсина. Фотопигмент колбочек иодопсин образован ретиналем и опсином колбочек. Существует три формы опсинов колбочек (фотопсинов) соответственно трем типам колбочек. Это «синие», «зеленые» и «красные» колбочки, воспринимающие соответствующие цвета. Именно наличие этих трех типов колбочек обусловливает цветовое зрение. Так как синий, зеленый и красный – это основные цвета, при возбуждении трех типов колбочек в различной комбинации могут возникать все разнообразные цветовые ощущения.
Фотохимический
процесс, протекающий в палочках,
заключается в следующем. В родопсине
содержится ретиналь в виде 11-цис-изомера.
При попадании света на молекулу родопсина
происходит его изомеризация и превращение
через ряд промежуточных стадий в
транс-ретиналь и опсин. Как только белок
опсин освобождается от ретиналя,
закрываются натриевые каналы мембраны
фоторецепторов и клетка гиперполяризуется.
Гиперполяризация приводит к выделению
медиатора и возбуждению нейронов,
которые и передадут информацию в
зрительную кору, где будут рождаться
зрительные образы.В
Рис.9.3.