Зрительная адаптация (темновая и световая). Зрачковый рефлекс.

Свет вызывает раздражение светочувствительных элементов сетчатки. В сетчатке находятся светочувствительные зрительные клетки, которые имеют вид палочек и колбочек. В глазу человека насчитывается около 130 млн. палочек и 7 млн. колбочек.

Палочки в 500 раз более чувствительны к свету, чем колбочки. Палочки не реагируют на изменение длины волны света - не проявляют цветочувствительность. Такое функциональное различие объясняется химическими особенностями процесса зрительной рецепции, в основе которой лежат фотохимические реакции.

Эти реакции протекают с помощью зрительных пигментов. В палочках содержится зрительный пигмент родопсин или «зрительный пурпур». В колбочках находятся другие зрительные пигменты. Молекулы зрительных пигментов включены в упорядоченные структуры в составе двойного липидного слоя мембранных дисков наружных сегментов.

Фотохимические реакции в палочках и колбочках сходны. Они начинаются с поглощения кванта света – фотона, – что переводит молекулу пигмента на более высокий энергетический уровень. Далее запускается процесс обратимого изменения молекул пигментов. В палочках - родопсин (зрительный пурпур), в колбочках йодопсин. В результате энергия света превращается в электрические сигналы - импульсы. Так, родопсин под влиянием света претерпевает ряд химических изменений - превращается в ретинол (альдегид витамина А) и белковый остаток - опсин. Под влиянием фермента редуктазы он переходит в витамин А, который поступает в пигментный слой. В темноте происходит обратная реакция - витамин А восстанавливается, проходя ряд стадий.

Прямо напротив зрачка в сетчатке находится округлой формы желтое пятно – пятно сетчатки с ямкой в центре, в котором сосредоточено большое количество колбочек. Этот участок сетчатки является областью наилучшего зрительного восприятия и определяет остроту зрения глаз, все остальные участки сетчатки – поле зрения. От светочувствительных элементов глаза (палочек и колбочек) отходят нервные волокна, которые, соединяясь, образуют зрительный нерв.

Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется диском зрительного нерва. В области диска зрительного нерва светочувствительных элементов нет. Поэтому это место не дает зрительного ощущения и называется слепым пятном.

Световая зрительная адаптация - изменение порогов чувствительности фоторецепторов к действующему световому стимулу постоянной интенсивности. В ходе световой зрительной адаптации происходит повышение абсолютных порогов и порогов различения. Полностью завершается через 5-7 минут.

Темновая зрительная адаптация - постепенное увеличение зрительной чувствительности при переходе света к полумраку. Проходит в два этапа:

1)в течение 40-90 сек. увеличивается чувствительность колбочек;

2)по мере восстановления зрительных пигментов в колбочках повышается чувствительность к свету палочек.

Темновая зрительная адаптация завершается через 50-60 минут.

Теории цветовосприятия. Аномалии цветового зрения.

Цветовосприятие -способность глаза человека и многих видов животных с дневной активностью различать цвета - ощущать отличия в спектральном составе видимых излучений и в окраске предметов. В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

Наибольшим признанием пользуется трехкомпонентная теория (Г. Гельмгольц): цветовое восприятие обеспечивается тремя типами колбочек с различной цветовой чувствительностью. Одни из них чувствительны к красному цвету, другие — к зеленому, а третьи — к синему. Всякий цвет оказывает действие на все три цветовоспринимающих элемента, но в разной степени. Теория прямо подтверждена в опытах, где микроспектрофотометром измеряли поглощение излучений с разной длиной волны у одиночных колбочек сетчатки человека.

Согласно другой теории, предложенной Э. Герингом, в колбочках есть вещества, чувствительные к бело-черному, красно-зеленому и желто-синему излучениям. В опытах, где микроэлектродом отводили импульсы ганглиозных клеток сетчатки животных при освещении монохроматическим светом, обнаружили, что разряды большинства нейронов возникают при действии любого цвета. В других ганглиозных клетках (модуляторах) импульсы возникают при освещении только одним цветом. Выявлено 7 типов модуляторов, оптимально реагирующих на свет с разной длиной волны (от 400 до 600 нм).

У человека в центральной части сетчатки расположены цветочувствительные рецепторы — нервные клетки, которые называются колбочками. Каждый из трёх видов колбочек имеет свой тип цветочувствительного пигмента белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к красному цвету с максимальной длиной волны 552—557 нм, другой — к зелёному (максимум около 530 нм), третий — к синему (426 нм). Люди с нормальным цветным зрением имеют в колбочках все три пигмента (красный, зелёный и синий) в необходимом количестве. Их называют трихроматами (от др.-греч. χρῶμα — цвет).

Термин «цветовая слепота» не совсем четко отражает проблемы расстройства цветового зрения - люди, обладающие этой аномалией, видят все не в черно-белом цвете: они не различают некоторые цвета или их оттенки. Поэтому наиболее приемлемым назвать это «нарушением цветового зрения». В связи с этим существует несколько видов этого нарушения.

Наиболее часто встречающимся видом нарушения цветового зрения является «дейтераномалия», расстройство восприятия зеленого цвета. При дейтераномалии зелёный цвет смешивается со светло-оранжевым, светло-розовым. Люди с дейтераномальным зрением могут даже не знать о своей аномалии. При еще одной разновидности нарушения цветового зрения, называемой «протаномалией» (слабость восприятия красного цвета) красный цвет смешивается со светло-зелёным, светло-коричневым. Цветовая слепота в сине-фиолетовой области спектра называется «тританомалия»; она встречается крайне редко и практического значения не имеет. При тританомалии все цвета спектра представляются оттенками красного или зелёного.

Люди, различающие только два цвета из трех основных, обладают двухцветным зрением, что значительно более серьезнее, чем аномалия трихромазии, о которой рассказывалось выше. Двухцветное зрение бывает трех видов:

1)дейтеранопия – слепота на зеленый цвет (длинные волны);

2)протанопия – слепота на красный цвет (средние волны);

3)тританопия – цветовая слепота на синий цвет (короткие волны).

Монохромазия – еще одна разновидность нарушения цветового восприятия. Монохроматы видят все в черном и белом цветах и оттенках серого. Различают два вида монохромазии: монохромазия палочки (клетка сетчатки глаза) и монохромазия колбочки сетчатки. Первый вид цветовой слепоты также называют ахроматопсией. При этом виде нарушения люди страдают плохим зрением и высокой чувствительностью к свету. У некоторых может развиться нистагм (непроизвольные ритмические двухфазные движения глазных яблок).