Физиология зрительной, слуховой и вестибулярной сенсорных систем.

Зрительная сенсорная система воспринимает свыше 90% информации, идущей от дистантных раздражителей к мозгу. Благодаря мозгу человек воспринимает форму, величину, цвет, движение предметов, а также их расположение в пространстве, расстояние до них и т.п.

Слуховая сенсорная система - вторая после зрительной по значению система, которая воспринимает дистантные стимулы. В процессе эволюции она специализировалась к взаимодействию с акустическими сигналами, которые распространяются в воздушной среде. Важной особенностью ее является не только восприятие звуков, но и дистантное выявление свойств и места в пространстве источника звуковых колебаний.

Знания физиологии зрительной, слуховой и сенсорных систем необходимо врачу. Оно расширяет воображение об интегративной деятельности мозга, дает природно-научное понимание процессов взаимодействия организма с внешней средой.

Зрительная сенсорная система

                                                Строение глаза

      Глаз (глазное яблоко) – это структура неправильной сферической формы диаметром около 24 мм и массой 7 г. Расположено глазное яблоко в глазнице, специальном углублении черепа. Там его удерживают четыре прямые и две косые мышцы, они же управляют его движениями.

     Глаз довольно часто сравнивают с фотоаппаратом, в котором имеется кожух (роговица), объектив (хрусталик), диафрагма (радужка) и светочувствительная пленка (сетчатка). Более уместно было бы сравнить глаз человека с аналогом сложнейшего компьютерного кабельного устройства, поскольку смотрим мы глазом, а видим мозгом.

     Два глазных яблока надежно укрыты в глазницах черепа. 

Орган зрения состоит из вспомогательного аппарата глаза, который включает веки, конъюнктиву, слезные органы, глазодвигательные мышцы и фасции глазницы, и оптического аппарата – роговицы, водянистой влаги передней и задней камер глаза, хрусталика и стекловидного тела.

                  

 

      Рис. Схема строения глаза с его составляющими.

    

     Сетчатка, зрительный нерв и зрительные пути передают информацию в головной мозг, где происходит анализ полученного изображения.

Оболочки глаза

      Глазное яблоко состоит из трех оболочек: наружной, фиброзной (склеры), сосудистой, занимающей промежуточное положение, и внутренней, сетчатой (ретины).  

      Наружная (фиброзная) оболочка глазного яблока. К этой оболочке прикрепляются наружные мышцы глазного яблока, выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму, объем и тонус глаза. Она состоит из роговицы и склеры. Наружная оболочка глаза состоит из склеры и роговицы.         

 Передняя камера – пространство, впереди ограниченное роговицей, а сзади хрусталиком, заполненное водянистой влагой. Пространство позади радужной оболочки и впереди хрусталика, заполнено водянистой влагой. Роговица – прозрачная сферичная часть наружной оболочки глаза.  Хрусталик – линза внутри глаза, которая фокусирует лучи света на сетчатке. Зрительный нерв передает информацию от сетчатки в головной мозг, где она обрабатывается. Сетчатка – самая внутренняя оболочка глаза, состоит из слоя фоторецепторов, которые воспринимают свет и передают импульсы в головной мозг. Стекловидное тело – прозрачное бесцветное гелеподобное образование, заполняющее глазное яблоко и располагающееся за хрусталиком.

Роговица – наиболее выпуклая часть переднего отдела глаза. Это прозрачная, гладкая, блестящая, сферичная, чувствительная оболочка. Она вставлена в прочную склеру, как часовое стекло, в оправу матово-белого цвета. Роговица – это, образно говоря, объектив, окно в мир. Она имеет силу преломления, равную 40 диоптрий. Позади роговицы находится передняя камера глаза – водная среда с показателем преломления 1.33.     

     Пройдя роговицу, лучи света через зрачок попадают на двояковыпуклый диск – хрусталик. Хрусталик – упругая выпуклая линза, обеспечивает фокусировку лучей на сетчатке, за счет изменения своей кривизны и разделяет водянистую влагу и стекловидное тело. Пространство между роговицей и хрусталиком называется передней камерой глаза, которая наполнена внутри глазной жидкостью. Роговица и хрусталик фокусируют изображение, собирая лучи света в одну точку на задней стенке глаза – сетчатке.

     Средняя (сосудистая) оболочка глазного яблока. Она играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Сосудистая оболочка богата кровеносными сосудами и пигментом. Она образована радужкой, ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой. Эти три отдела составляют сосудистый тракт глаза, который располагается под склерой и роговицей.

Цилиарное тело – часть сосудистой оболочки, которая отвечает за продукцию внутриглазной жидкости. 

Радужная оболочка (передний отдел сосудистого тракта)- придает цвет глазам в зависимости от пигмента, который в ней находится. Играет роль диафрагмы, регулирующей попадание света в глаз. Само отверстие в радужной оболочке называется зрачком. 

Внутренняя оболочка глазного яблока. Она называется сетчаткой – это рецепторная часть зрительной сенсорной системы, здесь находятся фоторецепторные элементы.

     Сетчатка человека устроена необычным образом – она как бы перевернута ,т.к. палочки и колбочки расположены на задней поверхности сетчатки, и поступающий свет должен пройти через другие ее слои, чтобы их стимулировать. Одна из возможных причин такого расположения слоев сетчатки– формирование позади рецепторов слоя клеток, содержащих черный пигмент меланин. Меланин поглощает свет, идущий через сетчатку, не давая ему отражаться обратно и рассеиваться внутри глаза. По сути, он играет роль черной краски внутри фотокамеры, которой является глаз.

Так как фоторецепторный слой "отвернут" от источника света, выходит, что сосуды сетчатки и нервы расположены поверх фоторецепторных клеток, а значит – свет должен пройти через несколько слоев клеток, прежде чем попасть на палочки и колбочки. Для решения проблем, вызванных таким устройством сетчатки, у позвоночных существует ряд адаптаций. Например, у нервов, идущих поверх светочувствительной части сетчатки, отсутствует миелиновая оболочка. Это повышает их прозрачность, но снижает скорость передачи сигнала.      Часть сетчатки, через которую выходит зрительные нервы, называется слепое пятно. Из-за этого в данной области отсутствуют светочувствительные клетки.

Структурно-функциональная организация зрительной сенсорной системы

Зрительная сенсорная система состоит из трёх отделов – рецепторного, проводникового и центрального.

Периферический - Рецепторный отдел зрительной сенсорной системы

Сетчатка – это вторично-чувствующий рецептор, т.к. есть специализированные рецепторные клетки (палочки и колбочки), генерирующие РП (электротонический), выделяющие медиатор, который возбуждает первый чувствительный нейрон - биполярную клетку. 

Кроме фоторецепторных клеток, в сетчатке есть еще и нервные - амакриновые, горизонтальные, биполярные, ганглиозные.  Поэтому сетчатку образно называют участком ЦНС, вынесенным на периферию.

С лои сетчатки

1. Пигментные клетки

2. Фоторецепторные клетки

3. Горизонтальные клетки: тормозные

4. Биполярные клетки

5.Амакриновые клетки: тормозные

6. Ганглиозные клетки

В сетчатке выделяют две нейронные системы – вертикальную и горизонтальную, состоящие из 6 типов нейронов.

     Вертикальная представлена иерархией трех клеточных элементов: 1) фоторецепторные клетки (формируют РП), 2) биполярные клетки (воспринимают РП и передают его дальше) и 3) ганглиозные клетки (воспринимают РП, генерируют ПД, передают его в ЦНС). Именно в этой цепи нервный импульс, сформированный в фоторецепторе под воздействием света, передается головному мозгу посредством зрительного нерва.

     Горизонтальная система нейронных связей состоит из нейронов, определяющих связь между фоторецепторами, биполярными и ганглиозными клетками в плоскости сетчатки. К этим нейронам относятся горизонтальные и амакриновые  клетки.          

     Кроме вышеуказанных типов нервных клеток, в состав сенсорной сетчатки входят также глиальные элементы – клетки Мюллера, фиброзные и протоплазматические астроциты, микроглия и олигодендроциты.