10. Физиология сенсорных систем

Работа 10.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛЕПОГО ПЯТНА НА СЕТЧАТКЕ ГЛАЗА

(опыт Мариотта)

В месте вхождения зрительного нерва в сетчатку глаза нет светочувствительных рецепторов, а поэтому этот участок сетчатой оболочки нечувствителен к свету и называется слепым пятном. Пробел в поле зрения, связанный с наличием слепого пятна, обычно не ощущается, так как он компенсируется деятельностью соседних участков сетчатки. Слепое пятно обнаруживают с помощью опыта Мариотта.

Ц е л ь р а б о т ы: убедиться в существовании слепого пятна.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: рисунок Мариотта (на черном фоне бумаги нанесены два белых изображения - кружок и крестик). Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Испытуемый закрывает левый глаз, правым фиксирует крестик, расположенный на

Рис.21. Рисунок Мариотта

левой стороне рисунка (рис.21), удаляя и приближая к глазу рисунок на расстоянии от 10 до 25 см, находит положение рисунка, при котором белый кружок (расположенный на правой стороне рисунка) исчезает в результате попадания изображения на слепое пятно, т.е. участок сетчатки, соответствующий месту вхождения в нее зрительного нерва и лишенного фоторецепторов. Аналогичным путем рассматривают рисунок левым глазом при закрытом правом (предварительно рисунок расположить так, чтобы крестик находился справа, а белый кружок слева).

Работа 10.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ (ПЕРИМЕТРИЯ)

Поле зрения - это то пространство, которое видит глаз при фиксации взгляда в одной точке. Оно зависит от функционального состояния сетчатки, анатомических особенностей лица (глубины расположения глаза, формы глазного яблока, надбровных дуг, носа), а также от цвета предметов. Поле зрения для черно-белого цвета предметов (ахроматическое) больше, чем цветовое (хроматическое), что обусловлено неодинаковым расположением палочек и колбочек в центре и на периферии сетчатки. Хроматическое поле зрения зависит также от вида цвета (для зеленого цвета оно наименьшее, а для желтого , наоборот, наибольшее). Границы ахроматического поля зрения составляют: кнаружи - 90⁰, кверху и кнутри - 60⁰ и книзу - 65⁰.

Определение поля зрения имеет важное диагностическое значение в выявлении поражений сетчатки.

Ц е л ь р а б о т ы: освоить методику периметрии и определить поле зрения у испытуемого.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: периметр, белые и цветные кружки с держалками, бланки нормального поля зрения, цветные карандаши. Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Для определения поля зрения используют периметр Форстера (рис. 8), представляющий собой укрепленный в штативе подвижный полукруг с градуировкой в угловых градусах и в середине которого имеется белая точка. На втором штативе крепится подвижный упор для фиксации подбородка испытуемого.

Испытуемый садится спиной к свету (внутренняя поверхность полукруга при этом должна быть освещена), подбородок располагает на подставку штатива, высоту которой фиксируют таким образом, чтобы вырезка в верхней части штатива находилась у нижнего края глазницы. Определение поля зрения для каждого глаза проводят отдельно. При горизонтально расположенном полукруге периметра испытуемый закрывает один глаз рукой, а вторым фиксирует белую точку в середине дуги периметра. Экспериментатор медленно передвигает белый кружок по внутренней поверхности дуги периметра от периферии к центру.

Испытуемый сообщает когда опознавательный кружок становится виден неподвижно фиксированным глазом. По шкале определяют величину соответствующего угла и отмечают на стандартном бланке,образцы которого представлены на рисунке 22.

После этого измеряют поле зрения с противоположной стороны и результат опять отмечают на бланке.

Полученные данные отражают наружную и внутреннюю границы поля зрения. Дугу периметра устанавливают вертикально и исследование проводят аналогичным способом, передвигая опознавательный кружок сначала сверху к центру (для определения верхней границы поля зрения), а затем снизу к центру (для определения нижней границы поля зрения).

Результаты определения отмечают на стандартном бланке (рис.23). Подобным образом проводят измерения при расположении дуги

периметра по другим меридианам (через каждые 15⁰). Линия проведенная через все отмеченные точки на стандартном бланке, очертит поле зрения. Каждое определение проводят дважды.

Рис.22. Периметр Форстера

Определив поле зрения для одного глаза аналогичным способом его определяют для другого глаза. Перед этим испытуемый фиксирует подбородок на втором конце подставки штатива.

Точность измерения тем выше, чем большее число меридианов поля зрения будет определено. На учебных занятиях для овладения методикой достаточно провести измерения по двум меридианам (горизонтальному и вертикальному), позволяющим определить поле зрения для каждого глаза кнаружи, кнутри, кверху и книзу.

Определив поле зрения для белого опознавательного кружка указанным выше способом определяют его границы для красного, зеленого, синего и желтого цветов.

На стандартных бланках (рис.23) вычертить поля зрения обоих глаз для всех цветов.

Рис.23. Образцы стандартного бланка для определения полей зрения левого (OS) и правого (OD) глаза. На бланке очерчены нормальные поля зрения для белого объекта.

В выводах сравнить величину поля зрения для всех цветов. Обратить внимание на зависимость поля зрения от анатомических особенностей лица испытуемого. Объяснить причину разницы полей зрения для черно-белого и цветного зрения.

Работа 10.3. ЯВЛЕНИЕ КОНТРАСТА В ЗРИТЕЛЬНОМ АНАЛИЗАТОРЕ

Явление контраста проявляется в преувеличении действительной разницы между двумя одновременными или последовательными ощущениями (одновременный и следовой контрасты). Примером одновременного контраста является кажущееся более темным серое поле на светлом фоне, а то же серое поле на черном фоне представляется более светлым. Одновременный контраст характерен как для ахроматического, так и для хроматического зрения. Например, серый цвет на красном фоне кажется слегка зеленоватым, на синем фоне он приобретает желтый оттенок. Следовой кон-

Рис.24. Примеры зрительных иллюзий.

траст возникает в результате образования зрительных отрицательных образов. Например, если в течение 15-20 с пристально смотреть на цветную фигуру, а затем перевести взгляд на белую поверхность, то возникает изображение той же формы, но другой окраски. В основе явления контраста лежат физиологические механизмы, связанные индукционными отношениями между очагами возбуждения и соседними участками в сенсорной зоне зрительного анализатора.

Ц е л ь р а б о т ы: убедиться в наличии зрительных контрастов в зависимости от обстановки.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: полоски бумаги серого цвета, черная и белая бумага, специальные рисунки (рис.24). Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

1. Рассмотреть оттенок белого круга или полоски бумаги на черном и сером фоне.

2. Рассмотреть размер черного кружка бумаги на белом фоне и белый кружок такого же размера на черном фоне.

3. Рассмотреть интенсивность окраски серой полоски бумаги на белом и черном фоне.

Разнообразные оптические иллюзии проявляются:

а) в переоценке вертикальных линий по сравнению с горизонтальными (на рис.24, А- высота цилиндра кажется больше, чем ширина его полей, хотя они равны).

б) во влиянии углов на восприятие направления их сторон (на рис. 24, Б- верхние параллельные линии кажутся расходящимися, а нижние-сходящимися).

в) при оценке размера по контуру (на рис. 24, В - круг среди больших кругов кажется меньшим, чем тот же круг среди маленьких кругов).

г) при восприятии частей фигуры по отношению к фигуре в целом (на рис.24 , Г- из двух отрезков равной длины тот кажется длиннее, у которого стрелки обращены наружу, в сравнении с отрезком, у которого стрелки об-

ращены внутрь).

Работа 10.4. АККОМОДАЦИЯ ГЛАЗА

Процесс приспособления глаза к ясному видению предметов, расположенных на различных расстояниях, называется аккомодацией. Для ясного видения предмета необходимо, чтобы его изображение четко фокусировалось на сетчатке глаза. Аккомодация осуществляется путем изменения преломляющей способности хрусталика благодаря изменению его кривизны, которое связано с сокращением ресничных мышц. Сокращение этих мышц сдвигает ресничное тело кпереди и тем самым расслабляет цинновы связки, натягивающие сумку хрусталика, который в силу присущей ему эластичности приобретает выпуклую форму (при рассматривании предметов, расположенных вблизи). При рассматривании дальних предметов, наоборот, ресничное тело расслабляется и хрусталик уплощается.

Ц е л ь р а б о т ы: убедиться в невозможности ясно видеть одновременно разноудаленные предметы.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: рамка размером 15х20 см с хорошо натянутой на ней марлей, печатный текст. Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Через натянутую на рамку марлю смотрят на печатный текст, расположенный на расстоянии 50 см от глаза. При фиксации взгляда на буквах нити марли видятся расплывчато, если же фиксировать взгляд на нитках марли, то расплывчато видятся буквы. Одновременно видеть четко разноудаленные нитки марли и буквы невозможно.

Результаты наблюдения записать в выводах и дать объяснение морфофизиологическим механизмам аккомодации и роли в этом процессе оптической системы глаза.

Работа 10.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ

Острота зрения характеризуется тем наименьшим углом зрения, под которым глаз способен видеть отдельные две точки. Нормальной остротой зрения называют способность глаза различать детали окружающей обстановки, видимые под углом зрения в 1 минуту. Угол в 1 минуту принимается обычно в практике в качестве нормы остроты зрения. Максимальной остротой зрения характеризуется желтое пятно.

Определение остроты зрения осуществляется при помощи специальных таблиц, в которых расположены параллельные ряды букв или незамкнутых колец, убывающих книзу размеров. Сбоку каждой строки, обозначено расстояние (метры), с которого при нормальном зрении испытуемый должен различать знаки данной строки.

Ц е л ь р а б о т ы: освоить методику и определить остроту зрения у испытуемого.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: специальные таблицы для определения остроты зрения, указка, экран для закрывания глаза. Объект исследования-человек.

Х о д р а б о т ы

Таблицу определения остроты зрения вешают на хорошо освещенную стенку (или ее подсвечивают расположенными рядом электроосветителями). Испытуемому предлагают сесть на стул на расстоянии 5 метров от таблицы. Закрыв один глаз экраном, испытуемый называет буквы или знаки на таблице, начиная с первой строки в направлении сверху вниз. Определяют самую последнюю из строк, буквы которой испытуемый смог правильно прочесть. Эта строка используется для оценки остроты зрения.

Для определения остроты зрения применяется формула:

d

V = ——— где:

D

V - острота зрения;

d - расстояние испытуемого от таблицы (м);

D - расстояние, с которого нормальный глаз четко видит знаки определенной строки.

Подобным способом определяется острота зрения для другого глаза.

В выводах отметить остроту правого и левого глаза и сравнить результаты с нормой.

Работа 10.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Глаз человека способен воспринимать все многообразие цветов, которое может быть разделено на две группы: ахроматические (бесцветные) и хроматические (имеющие цветовой фон). Цветовое зрение связано с функционированием трех разных типов цветовоспринимающих фоторецепторов - колбочек, чувствительных в разной степени к красному, зеленому и фиолетовому цветам (трехкомпонентная теория). У некоторых людей встречаются нарушения цветового зрения, проявляющиеся в форме как понижения способности различать цветовые тона, так и в форме частичной или полной цветовой слепоты. Различают 3 вида частичной цветовой слепоты:протанопия или дальтонизм (на красный и зеленый цвета), дейтеронопия (на красный и зеленый, но с особой пониженной способностью восприятия зеленого цвета) и тританопия (на синий и фиолетовый цвета). Полная цветовая слепота - явление крайне редкое.

Исследование цветового зрения является крайне необходимым для определения профессиональной пригодности лиц, работа которых связана с распознованием цветов (например, водители транспорта).

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с методикой исследования цветового зрения.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: полихроматические таблицы Е.Б. Рабкина, экран для закрывания глаза. Объект исследования - человек.

Х о д р а б о т ы

Испытуемый располагается спиной к свету на расстоянии 1 м от полихроматических таблиц, расположенных на уровне его глаз. Последовательно ему показывают таблицы, содержащие цифры и различные фигуры определенного цвета. Фоном этих изображений являются точки и кружочки другого цвета.

Для определения цветовой чувствительности испытуемому предъявляют таблицы 1-10. Пороги цветовой чувствительности определяются с помощью таблиц 11-15. Для определения контрастной чувствительности используются таблицы 16-20. Время рассматривания изображения должно составлять около 5 с. Проделать этот опыт следует для каждого глаза отдельно. Испытуемый должен назвать фигуру или цифру, изображенную на каждой предъявленной ему таблице. Трихроматы хорошо различают изображения. При нарушении цветового зрения допускаются ошибки.

В выводах описать результаты исследования цветового зрения у испытуемого.

Работа 10.7. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ И КОСТНОЙ

ПРОВОДИМОСТИ ЗВУКА

Звуковое раздражение воспринимается рецепторными образованиями внутреннего уха при поступлении колебаний как через наружный слуховой проход (воздушная передача), так и через кости черепа и лабиринта (костная передача). Эффективность воздушной передачи несравненно выше костной.

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с методикой, выявить наличие воздушной и костной проводимости звука и определить преимущество первой из них.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: камертон, молоточек, вата. Объект исследования -человек.

Х о д р а б о т ы

Звучащий камертон прикладывают основанием к голове по средней линии. Вследствие наличия костной проводимости испытуемый услышит обоими ушами звук одинаковой силы. Закрыть наружный слуховой проход одного уха ватным тампоном и повторить опыт. Звук будет слышаться громче со стороны тампонированного уха, так как тампонада уменьшает потерю звуковой энергии через наружный слуховой проход.

Звучащий камертон приложить к сосцевидному отростку. Испытуемый слышит постепенно ослабевающий звук. При исчезновении звука камертон переносят к уху и испытуемый вновь слышит звук, так как воздушная передача превышает эффективность костной.

Результаты исследования записать в тетрадь и сделать выводы.

Работа 10.8. ИССЛЕДОВАНИЕ ТАКТИЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ.

ЭСТЕЗИОМЕТРИЯ

Рецепторы тактильной чувствительности расположены на всей поверхности кожи тела человека и некоторых слизистых оболочках. Располагаются они неравномерно: больше всего их на кончиках пальцев, на кончике языка, носа, наименьшее количество на предплечье, голени, спине. Для исследования тактильной чувствительности используется метод эстезиометрии, позволяющий определить порог пространственной чувствительности, т.е. минимальное расстояние между двумя точками кожи при раздражении которых различаются два прикосновения.

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с методом эстезиометрии и измерить порог пространственной чувствительности у испытуемого. Объект исследования - человек.

Д л я р а б о т ы н е о б х о д и м ы: эстезиометр (циркуль Вебера) миллиметровая линейка.

Х о д р а б о т ы

Испытуемый удобно усаживается на стул и закрывает оба глаза. Экспериментатор прикасается к различным участкам кожи циркулем Вебера, ножки которого максимально сведены. Прикасаться следует одновременно обоими ножками и с одинаковым давлением. Испытуемый должен ответить, в скольких точках он ощущает прикосновение. Постепенно раздвигая ножки эстезиометра продолжают касаться к данному участку кожи, до тех пор, пока не появится различение двух прикосновений. Отмечают минимальное расстояние между двумя точками, прикосновение к которым испытуемый различает как два прикосновения .

Это и будет порог пространственной чувствительности.

Измерения можно так же начинать с максимального расстояния, постепенно сближая ножки эстезиометра.

Данные записать в таблицу:

Участок кожи

Порог пространственной чувствительности

Пальцы рук

Ладони

Предплечье

Плечо

Спина

Шея

Нос

Лоб

В выводах сравнить пороги пространственной тактильной чувствительности исследованных участков кожи и объяснить причины выявленных различий.

КОНСТАНТЫ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

Частота слышимых человеком звуковых колебаний 16 - 20000 Гц

Максимальный уровень громкости 13 - 14 Бел

Минимальное давление звука,

воспринимаемое ухом 2×10^-5 Н/ м²

Уровень звука при разговоре 0,1 Н/ м²

Болевое ощущение при уровне звука 30 Н/ м²

Толщина барабанной перепонки 0,1 мм

Отношение площади стремечка,примыкающей

к мембране овального окна, к площади

барабанной перепонки 1:22

Разница звуковых частот, различаема

ухом человека 1-2 Гц

Диапазон частот максимальной чувствительности

слуха у человека 1000-4000 Гц

Различение расположения источника звука 1 угловой градус

Порог различения наклона головы:

в сторону около 1⁰

вперед и назад 1,5 - 2,0 ⁰

Ускорение вращения, улавливаемое

кристами полукружных каналов 2-3 см/с²

Оптическая сила глаза: при рассматривании

дальних предметов 59 D

ближних предметов 70,5 D

Ближняя точка ясного видения 10 см

Границы ахроматического поля зрения: кнаружи - 90⁰

кверху - 60⁰

кнутри - 60⁰

книзу - 65⁰

Радиус зрачка при дневном зрении в среднем 2,4 мм

в темноте расширяется до 7,5 мм

на ярком свету уменьшается до 1,8 мм

Изменение радиуса поверхности

хрусталика при максимальной аккомодации

а) передний с 10 до 5,5 мм

б) задний с 6 до 5,5 мм

Преломляющая сила оптических сред

глаза (в диоптриях):

роговицы 43,05

хрусталик в покое 19,11

при максимальном утолщении 33,06

всей системы глаза 58,64

при максимальной аккомодации 70,57

Показатели остроты зрения у человека:

нормальная 1,0 и выше

пониженная 0,8 и ниже

повышенная 1,5-2,0