5.4.Значення та відділи зорового аналізатора

Органом зорової рецепції є око. В оці міститься власне рецепторний апарат, пристосований до сприйняття світла,— це сітківка і оптична система, яка залом­лює світлові промені і забезпечує чітке зображення предметів на сітківці. Визначення форми предметів, величини їх, відстані предметів від ока, їхнього руху або нерухомості, кольору предме­тів—все це пов'язане з діяльністю зорового аналізатора. Ем­бріональний розвиток зорового аналізатора починається порів­няно рано (на третьому тижні), і до моменту народження дити­ни зоровий аналізатор морфологічно в основному сформований. Проте вдосконалення його структури відбувається і після народ­ження і завершується в шкільні роки.

Зоровий аналізатор має такі відділи:

перифреричний – око;

провідниковий – зоровий нерв;

центральний – зоровий центр, який знаходиться в потиличній ділянці кори великих півкуль головного мозку

Будова ока. Око міститься в заглибині черепа—очній ямці. Ззаду і з боків воно захищене від зовнішніх впливів кістковими стінками очної ямки, а спереду— повіками. Внутрішня поверхня повік і передня частина очного яблука, за винятком рогівки, вкрита слизовою оболонкою — кон'юнктивою. Коло зовнішнього. краю очної ямки розташована слізна залоза, яка виділяє рідину, що охороняє око від висихання. Рівномірному розподілу слізної рідини по поверхні ока сприяє мигання повік.

Мал. 13. Схема будови ока

Форма ока куляста. У дорослих діаметр його становить близько 24 мм, у новонароджених—близько 16 мм. Форма оч­ного яблука у новонароджених більш куляста, ніж у дорослих. В результаті такої форми очного яблука далекозора рефракція буває в 80—94% новонароджених дітей. Ріст очного яблука три­ває після народження. Найінтенсивніше воно росте перші п'ять років життя, менш інтенсивно —до 9...12 років. Очне яблуко складається із трьох оболонок — зовнішньої, середньої і внутрішньої.

Зовнішня оболонка ока — склера. Це компактна непрозора тканина білого кольору, завтовшки близько 1 мм. В передній частині вона переходить у прозору рогівку. Склера у дітей тон­ша. їй властива підвищена розтяжність і еластичність. Це сприяє легкій деформації очного яблука, що важливо в формуванні ре­фракції ока.

Рогівка у новонароджених дітей товща і більше опукла. До п'яти років товщина рогівки зменшується, а радіус кривизни її з віком майже не змінюється. З віком рогівка стає густішою і її заломлююча сила зменшується. Під склерою міститься судинна оболонка ока. Товщина її 0,2...0,4 мм. В ній велика кількість кро­воносних судин. У передньому відділі очного яблука судинна оболонка переходить у війкове (ціліарне) тіло і райдужну обо­лонку (райдужку).

У війковому тілі міститься м'яз, який зв'язаний з криштали­ком і регулює його кривизну.

Кришталик — це прозоре еластичне утворення, яке має форму двоопуклої лінзи. Кришталик вкритий прозорою сумкою; по всьому його краю до війкового тіла тягнуться тонкі, але дуже пружні волокна. Вони дуже натягнуті і тримають кришталик в розтягнутому стані. У новонароджених і дітей дошкільного віку, кришталик більш опуклої форми, прозорий і більш еластичний.

В центрі райдужки є круг­лий отвір—зіниця. Величина зіниці змінюється тому в око може потрапляти більша або менша кількість світла. Про­світ зіниці регулюється м'язом, який міститься в райдужні. Зі­ниця у новонароджених вузька. У віці 6...8 років зіниці широкі в результаті переваги тонуса симпатичних нервів, які іннервують м'язи райдужної оболонки. У 8...10 років зіниця знову стає вузька і дуже жваво реагує на світло. До 12...13 років швид­кість та інтенсивність реакції зіниці на світло такі самі як, у дорослого.

Тканина райдужної оболонки містить особливу барвну ре­човину — меланін. Залежно від кількості цього пігменту колір райдужки коливається від сірого і голубого до коричневого, май - же чорного. Кольором райдужки визначається колір очей. При відсутності пігменту (людей з такими очима називають альбіно- сами) промені світла проникають в око не тільки через зіницю, а й через тканину райдужки. В альбіносів очі червонуватого від­тінку. В них нестаток пігменту в райдужці часто поєднується з недостатньою пігментацією шкіри і волосся. Зір у таких людей ^: знижений.

Між рогівкою і райдужкою, а також між райдужкою і криш- таликом є невеликі порожнини, які називаються відповідно передньою і задньою камерами ока. В них міститься прозора рідина — водяниста волога. Вона забезпечує поживними речо- винами рогівку і кришталик, які не мають кровоносних судин. Порожнина ока позаду кришталика заповнена прозорою желеподібною масою — склистим тілом.

Внутрішня поверхня ока вислана тонкою (0,2...0,3 мм), дуже складною за будовою оболонкою—сітківкою. В ній містяться світлочутливі клітини, які називають через їхню форму колбочками і паличками. Нервові волокна, що відходять від цих клітин, збираються докупи і утворюють зоровий нерв, який іде в го­ловний мозок. У новонароджених дітей палички в сітківці дифе­ренційовані, число колбочок у жовтій плямі (центральна частина ретини) починає зростати після народження, і до кінця першого півріччя морфологічний розвиток центральної частини сітківки закінчується.

Світлосприймаючий апарат ока. Сітківка — це внут­рішня оболонка ока, яка має складну багатошарову структуру. Тут є два види рецепторів—палички і колбочки. Це фоторе­цептори. Світлові промені від розглядуваних предметів, про­никаючи через зіницю в око, діють на світлочутливі клітини ре­тини і зумовлюють в них нервове збудження, яке передається по зоровому нерву в кірковий центр зору, розташований у поти­личних частках мозку. В корі великого мозку відбувається дуже складний процес переробки зорової інформації, в результаті яко­го виникає зорове відчуття.

В сітківці нараховується приблизно 125 млн. паличок і 6 млн. колбочок. Основна маса колбочок зосереджена в центральній області сітківки — в жовтій плямі. З віддаленням від центра кількість колбочок зменшується, а паличок збільшується. На пе­риферії сітківки є тільки палички.

Колбочки призначені для денного зору. Вони малочутливі до слабкого освітлення. Вони сприймають форму, колір і деталі предметів. Палички сприймають світлові промені в умовах при­смеркового освітлення.

Жовта пляма, особливо його центральна ямка, яка склада- ється тільки з колбочок, є місцем найкращого бачення. Такий зір називають центральним. Решта сітківки бере участь в боковому, або периферичному, зорові. Затримайте погляд на якій-небудь літері рядка, який ви читаєте, і ви переконаєтеся в тому, що цю літеру видно добре, решта літер, особливо ті, що розташовані по краях рядка, помітна гірше. Центральний зір забезпечує мож­ливість розглядати дрібні деталі предметів, а периферичний зір дає можливість орієнтуватися в просторі.

Зовнішні членики паличок містять у собі особливу речовину пурпурного кольору—зоровий пурпур, або родопсин. У колбоч­ках — речовина фіолетового кольору — йодопсин, який, на від­міну від родопсина, в червоному кольорі вицвітає.

Мал. 14. Світлосприймаючий апарат ока

Кожна колбочка центральної ямки з'єднана через біполярну клітину з окремою мультиполярною нервовою клітиною, що зу­мовлює найбільшу гостроту зору в центральній ямці. В інших ділянках сітківки з кожною мультиполярною нервовою клітиною з'єднано кілька колбочок. На відміну від колбочок велика кіль­кість паличок (до 200) з'єднана з однією біполярною клітиною.

Збудження паличок і колбочок веде до появи нервових ім­пульсів у зв'язаних з ними волокнах зорового нерва.

Зоровий пурпур є тією світлореактивною речовиною, яка, розкладаючись на світлі, дає можливість бачити в присмерках при слабкому освітленні, коли кольори предметів не розрізня­ються. Розпад зорового пурпуру під дією світла спричиняє ви­никнення імпульсів збудження в закінченнях зорового нерва і є початковим моментом зорової аферентації.

Відмітна швидкість знебарвлювання зорового пурпуру при дії променів різної довжини хвилі спричиняє різну доцентрову імпульсацію. У темряві зоровий пурпур відновлюється. На світ­лі зоровий пурпур розкладається на білок опсин і пігмент ретинен — похідну вітаміну А.

У темряві вітамін А перетворюється в ретинен, який з'єд­нується з опсином і утворює родопсин. Тому у темряві в сіт­ківці міститься мізерна кількість вітаміну А, а на світлі знач­на кількість вільного вітаміну А. Отже, вітамін А—джерело утворення зорового пурпуру.

Нестача в їжі вітаміну А дуже порушує утворення зорового пурпуру, що зумовлює різке погіршення присмеркового зо­ру, так звану курячу сліпоту (гемералопія).

Колбочки менш збудливі, тому при попаданні слабкого світла в центральну ямку, де містяться колбочки, а паличок нема, ми його бачимо дуже погано або не бачимо зовсім. Зате слабке світло добре видно при дії його на бокові поверхні сітківки. Встановлено, що тільки палички функціонують при дії слабкого світла — менше 0,01 лк на білій поверхні (люкс — одиниця освітленості, яку створює одна міжнародна свіча на поверхні 1м ² при перпендикулярному падінні світла з відстані 1 м). При яскравостях світла, які перевищують. 30 лк на білій поверхні, функціонують майже виключно кол­бочки. В присмерку кольори не розрізняються.

В сітківці денних тварин (кури, голуби) є тільки колбочки, а в сітківці нічних тварин (сови, кажани) — тільки палички.

Зорові відчуття виникають не одразу з початком подраз­нення, а після деякого прихованого періоду (0,1 с). Відчуття не зникає з припиненням подразнення світлом, а залишається протягом деякого часу. Це послідовний образ. Він продовжує­ться протягом часу, необхідного для зникнення із сітківки по­дразнюючих продуктів розпаду світлореактивних речовин і їх­нього відновлення. На цьому грунтується кінематограф. Кі­нострічка складається із окремих кадрів. Завдяки послідовним образам проміжки між кадрами оком не розрізняються, а спостерігається безперервний рух їх.

Рецептори сітківки передають сигнали по волокнах зорово­го нерва. Кожний зоровий нерв містить 800 тис. ...1 млн. нерво­вих волокон.

Рецептори сітківки передають сигнали по волокнах зорово­го нерва тільки один раз, в момент появи нового предмета, а потім додаються сигнали про наступаючі зміни зображення предмета порівняно з його попереднім зображенням і його зникненням. Зорові відчуття виникають тільки в момент фік­сації погляду в ряду послідовних точок предмета.

Збудливість зорового аналізатора залежить від кількості cвітлореактивних речовин у сітківці. При дії світла на око внаслідок розпаду світлореактивних речовин збудливість ока знижується. Це пристосування ока до світла — світлова адап­тація. Наприклад, при виході із темного приміщення на яскраве сонячне світло ми спочатку нічого не розрізняємо, але не­забаром адаптуємося до світла і чудово все бачимо. Падіння збудливості ока на світлі тим більше, чим яскравіше світло. Особливо швидко знижується збудливість в перші 3...5 хв.

В темряві у зв'язку з відновленням світлореактивних речо­вин збудливість ока до світла зростає — темнова адаптація,

Збудливість колбочок може зрости в темряві в 20...50 разів, а паличок — в 200...400 тис. разів.

Здатність до сенсибілізації зору знижується внаслідок хар­чового голодування, нестачі вітаміну А, кисню в повітрі, при втомі. Тренування продовжує стан сенсибілізації до 2...3 год.

Крім світлової, є ще колірна адаптація, тобто падіння збудливості ока при дії променів, які викликають колірні від­чуття. Чим інтенсивніший колір, тим швидше падає збудли­вість ока. Найшвидше і різко знижується збудливість при дії синьо-фіолетового подразника, повільніше і найменше — зеле­ного.

При проектуванні в сітківку нерухомого зображення око швидко перестає його розрізняти. Внаслідок адаптації люди­на не могла б бачити нерухомі предмети, якби не безперервні дрібні коливальні рухи очей, які здійснюються постійно протя­гом 25 мс. кожний. За цей час припиняється адаптація відповід­ного поля і відновляється ефект включення зорового подразни­ка, тому людина може бачити нерухомий предмет. У жаб таких рухів очей нема, тому вони бачать тільки ті предмети, які в полі зору переміщаються. Звідси стає зрозумілим, наскільки велика роль очей у процесі зору.

Відчуття кольору виникає при дії на зоровий аналізатор електромагнітних хвиль певної довжини. Видима частина спект­ра обмежена довжинами хвиль від 390 до 760 нм. В межах види­мої частини спектра кожна із його ділянок спричиняє певні ко­лірні відчуття, які відповідають таким довжинам хвиль (в нм):

червоний — 620...760, оранжевий — 585...510...550, голубий — 480...510, синій — 450...480, фіолетовий — 390...450.

За даними деяких авторів, діти починають розрізняти жов­тий, зелений і червоний кольори вже з 3-місячного віку (вже з трьох місяців вдавалося виробити умовні рефлекси на жов­тий, зелений і червоний кольори); інші автори відсувають цей час на 8—9-місячний вік, вважаючи, що розпізнавання кольорів у більш ранньому віці залежить від яскравості, а не від спект­ральної характеристики кольору. Повністю розрізняти кольо­ри діти починають з кінця третього року життя. В шкільному віці розрізняльна колірна чутливість ока підвищується.

Оптична система ока. Світлові промені, які надходять в око, перш ніж вони потрапляють на сітківку, проходять через кілька заломних середовищ. До них належать рогівка, водяниста воло­га передньої і задньої камер ока, кришталик і склисте тіло. Кожне із цих середовищ має свій показник оптичної сили.

Оптична сила виражається в діоптріях. Одна діоптрія (Д) — це оптична сила лінзи з фокусною відстанню 1 м. Оптична сила рогівки становить - 43 Д, криш­талика — 19 Д, система ока за­галом дорівнює - 59 Д при роз­гляданні далеких предметів і 70,5 Д при розгляданні близь­ких предметів.

Око — надзвичайно складна оптична система, і для спро­щення була запропонована така модель ока, в якій одна опукла поверхня дає сумарний ефект заломлення променів у всій складній оптичній системі ока. Користуючись цією моделлю, можна побудувати зображен­ня видимого предмета на сітківці . Для цього треба провести лінії від кінця предмета, який розглядається, до вуз­лової точки і продовжувати їх до перетину із сітківкою. Зо­браження на сітківці виходить справжнім, зменшеним і оберне­ним. Та обставина, що ми бачимо предмети не в перевернутому зображенні, а в їхньому природному вигляді, пояснюється жит­тєвим досвідом і взаємодією аналізаторів.

Дитина в перші місяці після народження плутає верх і низ предмета. Якщо такій дитині показати свічку, яка горить, то во­на, намагаючись схопити полум'я, протягне руку не до верхнього, я до нижнього кінця свічки.

Професор Каліфорнійського університету Муд (1964) надів спеціальні окуляри, які щільно прилягали до обличчя. Через них він бачив все так, як на матовому склі фотоапарата, тобто зо­браження було перевернутим. Протягом восьми діб він, прохо­дячи кілька десятків кроків, відчував симптоми «морської хво­роби», плутав лівий бік з правим, верх і низ. Але після цього строку, хоч окуляри, як і раніше, були на обличчі, знову почав бачити правильно, тобто знову набув здатності рухатись і орієн­туватися в просторі. В своїх окулярах він їздив на мотоциклі, водив автомашину, пілотував літак. А потім скинув окуляри — і світ довкола нього знову «перекинувся». Лише через кілька днів всі зорові сприйняття стали нормальними.

Незважаючи на те що на сітківці зображення виходить обер­неним, ми бачимо предмети завдяки щоденному тренуванню зорового аналізатора в прямому вигляді. Це досягається ут­воренням умовних рефлексів, свідченнями інших аналізато­рів і постійною перевіркою зорових відчуттів щоденною прак­тикою.