Зміст
1. Введення
2. Оптична система ока
3. Акомодація
4. Структура і функція окремих шарів сітківки
5. Проведення
6. Роль руху очей для зору
7. Абсолютна чутливість зору
8. Вплив ЦНС на процеси адаптації зору
9. Сприйняття кольорів
10. Сприйняття простору
11. Оцінка відстані
12. Висновок
Список літератури

1. Введення

Зір - сенсорне відчуття (одне з відчуттів), що сприймає світло і колір у вигляді зображення або картини. У тварин і людини функція зору здійснюється очима. Зорове сприйняття це багаторівневий процес, що складається з трьох основних етапів, що здійснюються різними органами.
1. послідовне перетворення світла за допомогою оптичних структур ока в проектованому на сітківці картинку, і далі в електричні сигнали. Цей етап здійснюється оком.
2. передача електричного сигналу по провідних шляхах нервової системи в різні відділи мозку, асоційовані із зоровим сприйняттям.
3. на третьому етапі здійснюється аналіз електричного сигналу головним мозком з формуванням зорового відчуття, усвідомлення наявності в полі зору того чи іншого зорового образу.
В основі фізіології зору лежить здатність перетворювати різні довжини хвиль світлового спектру в електричні сигнали. У сітківці ока людини є різні за функцією клітини, чутливі до кожного з трьох основних кольорів. Рівна подразнення цих клітин викликає відчуття білого кольору. У 1756 році М. В. Ломоносов, вперше в монографії "про три матерії дна ока", сформулював трискладовим теорію колірного зору. Ще 100 років пізніше цю теорію розвинув німецький вчений Г. Гельмгольц, який не згадував відомої роботи Ломоносова "Про походження світу", незважаючи на те, що вона була перекладена і опублікована німецькою мовою.

2. Оптична система ока

Необхідність націлювати око на даний об'єкт, обертаючи його в різних напрямках, природа створила у більшості видів тварин форму очного яблука у вигляді кулі. На шляху до световоспрінімающіх оболонці ока - сітківці світло проходить крізь кілька прозорих середовищ. Передню і задню поверхні рогівки, кришталик і склоподібне тіло. Різна кривизна цих поверхонь визначають заломлення світлових променів всередині ока. Заломлюючу силу оптичної системи можна виразити в діоптріях (D). Одна діоптрія відповідає заломлюючої силі лінзи з фокусною відстанню 1,0 м . Сила заломлення ока людини становить близько 59 D при розгляданні далеких предметів і 70,5 D при фокусуванні на близькі предмети. При проходженні світла через оптичні середовища ока зображення на сітківці виходить дійсним, зменшеним і зворотним (тобто перевернутим зверху вниз і розгорнутим зліва направо).

3. Акомодація

Щоб зображення було ясним необхідно, щоб промені від усіх його точок потрапили на поверхню сітківки, тобто були сфокусовані. Коли ми дивимося на віддалені предмети, їх видно ясно, тому що зображення сфокусовано на сітківці. У той же час близькі предмети, видно нечітко, їх зображення не розпливчасто, тому що промені від них фокусуються за сітківкою. Бачити одночасно чітко предмети, що знаходяться на різній відстані від ока неможливо. Переводячи погляд з близької на далекий предмет ми перестаємо його ясно бачити. Здатність ока ясно бачити різно вилучені предмети - називається акомодацією. При акомодації відбувається процес зміни кривизни кришталика і, отже, його заломлюючої здібності. За процес зміни кривизни кришталика відповідає спеціальний м'яз. При розгляданні близьких предметів кришталик стає опуклим, м'яз напружується, завдяки чому промені, фокусуються на сітківці. Радіус кривизни передньої поверхні кришталика при акомодації зменшується з 10 до 6 мм , А задньої поверхні з 6 до 5,5 мм . Механізм акомодації зводиться до скорочення циліарного м'язів, які змінюють опуклість кришталика. Кришталик знаходиться в жорсткій прозорою капсулі, що переходить по краях у волокна цинновой зв'язки, прикріпленою до цилиарному тілу. Волокна постійно натягнуті і розтягують капсулу, що стискає кришталик, сплощений його.

4. Структура і функція окремих шарів сітківки

Сітківка - це внутрішня оболонка ока, що має складну багатошарову структуру. Вона містить два види різних за своїм функціональним значенням фоторецепторів (палички, колбочки і кілька видів нервових клітин). Під впливом світла в фоторецепторах йдуть фотохімічні реакції, суть яких полягає у зміні структури світлочутливих зорових пігментів. Останнє викликає збудження фоторецепторів і подальше синаптическое збудження пов'язаних з ними нервових клітин. Нервовий апарат ока передає зорову інформацію у вигляді електричних імпульсів у центри головного мозку. Тому сітківку можна розглядати як би частиною мозку, винесеної на периферію. Коротко розглянемо структуру і функцію всіх шарів сітківки. Пігментний шар сітківки (зовнішній, найбільш віддалений від зіниці) утворений пігментним епітелієм, містить фусцін. Фусцін (пігмент) поглинає світло, перешкоджаючи його розсіювання і відображенню, що збільшує чіткість зорового сприйняття. Матриці цифрових фотоапаратів мають в основі також чорний пігментний шар. У ряду нічних тварин, є додатковий відбиває світло шар, що складається з особливих субстанцій. Наявність відбиває світло шару викликає попадання на фоторецептори не тільки прямих, але і відображених променів, що при слабкій освітленості збільшує чутливість сприйняття світла. Другий за віддаленості від зіниці шар складається з пігментних клітин, відростки яких оточують світлочутливі компоненти колб і паличок. До шару пігментного епітелію зсередини примикає шар фоторецепторів, які своїми світлочутливими компонентами (члениками) звернені у бік, зворотний світла. Фоторецептор (паличка або колбочка) складається з чутливого до дії світла зовнішнього сегмента, що містить зоровий пігмент, і, що містить ядро ​​і мітохондрії внутрішнього сегмента, забезпечує енергетичні процеси в клітині. Людський очей містить близько 6-7 мільйонів колб і 110-125 мільйонів паличок. Палички і колбочки розподіляються в сітківці нерівномірно. Центральна ямка (зорове пляма або Макула) сітківки (fovea centralis) містить колбочки (до 140 тисяч колб на 1 мм ^2). До периферії сітківки їх кількість зменшується, а кількість паличок зростає. Краю сітківки містить мінімальну кількість колобочек і переважно складається з паличок. Відомо, що колбочки можуть функціонують в умовах достатньої освітленості і сприймають кольору, у той час як палички є рецепторами, що сприймають світлові промені в умовах слабкого (сутінкового) освітлення. У всіх нічних тварин у сітківці переважають палички, а у денних тварин колбочки. У людини, як і в приматів, провідних змішаний спосіб життя в сітківці знаходять обидва види рецепторів.

Основи фізіології сітківки

Показано, що різні кольори сприймаються краще всього при дії світлових подразників на центральну ямку, де розташовані в основному колбочки. До периферії сітківки сприйняття кольору стає гірше. Периферія сітківки, де знаходяться тільки палички, не здатна сприймати кольори. Чутливість до світла колбочковая апарату сітківки в кілька разів менше апарату паличок. Тому в умовах слабкої освітленості, (центральне) колбочковая зір різко знижується. Переважним стає периферичний (паличкова) зір. У зв'язку з нездатністю паличок сприймати кольори, в сутінках людина кольору не розрізняє. Порушення функцій паличок, що виникає, при нестачі в їжі вітаміну А, викликає розлад сутінкового зору, так звану (курячу сліпоту) людина сліпне у сутінках, а вдень зір зберігається нормальним.

Сліпа пляма і нейрони сітківки, гангліозних клітини

Місце входу зорового нерва в очне яблуко - називають сліпою плямою, воно не містить фоторецепторів і непомітно до світла. Всередині від шару фоторецепторних клітин розташований шар біполярних нейронів, до них зсередини примикає шар гангліозних нервових клітин. Волокна зорового нерва утворені аксонами гангліозних клітин. Порушення, що у колбі або паличці при дії світла, передається на волокна зорового нерва через нервові клітини (біполярні і гангліозні). Передача імпульсу з однієї клітини на іншу відбувається за допомогою медіатора ацетилхоліну. На 130 міліонів фоторецепторних клітин припадає лише близько 1,25 мільйонів волокон зорового нерва. Значить імпульси від багатьох фоторецепторів сходяться до однієї ганглиозной клітці. Показано, що один біполярний нейрон зв'язаний з багатьма паличками і декількома колбочками, а одна гангліозна клітина в свою чергу пов'язана з декількома біполярними клітинами. З цього зрозуміло, що кожна гангліозна клітина підсумовує сигнали, що виникає у великому числі фоторецепторів. Лише в районі центральної ямки, кожна колбочка з'єднана з одного (карликової) біполярної кліткою, з якою у свою чергу сполучена всього одна гангліозна клітина.

Реакції в сітківці

Приблизно в кінці 70-х років минулого століття в сітківці ока були відкриті світлочутливі пігменти. У паличках сітківки людини міститься пігмент родопсин. Колбочки містять пігмент йодопсіна, а також пігменти хлоролаб і ерітролаб; перший з них поглинає промені, відповідні зеленої, а другий - червоної частини спектру. Родопсин складається з ретиналя - альдегіду вітаміну А і білка опсина. Під впливом кванта світла відбувається цикл фотофізичних і фотохімічних реакцій: ретиналь ізомеризується, його бічний ланцюг випрямляється, зв'язок ретиналя з білком змінюється, активуються ферментативні центри білкової молекули. Кінцевим етапом перетворень є відщеплення ретиналя від опсина. Під впливом ферменту редуктази ретиналя, останній переходить у вітамін А. При затемненні очей відбувається регенерація родопсину. Фотохімічні процеси в сітківці відбуваються вкрай економно, тобто при впливі навіть яскравого світла дегенерує тільки мала частина наявного родопсину. Так при дії світла інтенсивністю 100 лк через 5 секунд у паличці дегенерує близько 0,006% родопсину.

5. Проведення

Більшість аксонів гангліозних клітин закінчуються в ядрах зовнішнього колінчатого тіла. Далі по їх аксонах передається в потиличну частину кори головного мозку, тут розташований первинна проекційна область зору. У людини тут відбувається значно більш спеціалізована і складніша, ніж в сітківці і зовнішньому колінчастому тілі, переробка зорової інформації. Нейрони зорової кори мають особливі, витягнуті по горизонталі й вертикалі рецептивні поля малого розміру. Завдяки чому вони здатні виконувати детекторні функції (виділяти із загального зображення окремі фрагменти різної орієнтації, і на них реагувати. У кожному окремому невеликій ділянці зорової кори по глибині розташовані нейрони з однією орієнтацією і локалізацією рецептивних полів. Вони складають колонку нейронів, що проходить вертикально через всі шари кори.

6. Роль руху очей для зору

При спостереженні будь-яких предметів особливу роль грають руху очей. Шість м'язів, прикріплених до очного яблука кілька допереду від його екватора здійснюють руху очі. 2 косі і 4 прямі м'язи. Очі рухаються одночасно і содружественно. Розглядаючи близькі предмети, необхідно зводити, а розглядаючи більш далекі предмети-розводити зорові осі. Співдружніх зміна осей при розгляданні наближених предметів називається конвергенцією. Розведення зорових осей за допомогою м'язів називається дивергенцією. Важлива роль рухів ока в процесі зору визначається тим, що для безперервного одержання зорової інформації необхідно постійний рух зображення по сітківці. При постійному вплив світла на зорові рецептори імпульсація швидко припиняється і зорове відчуття при нерухомих очах і об'єктах зникає. Око при розгляданні предмета виробляє не відчуваються людиною скачки. У результаті чого зображення на сітківці постійно зміщується в різні точки, дратуючи нові фоторецептори, викликаючи нову імпульсацію в гангліозних клітинах. Тривалість окремого стрибка дорівнює сотим часткам секунди, розмір його не перевищує двадцяти градусів. Тривалість інтервалів між стрибками (тривалість фіксації погляду) складає близько 0,2-0,5 с, але може і збільшитися. Чим складніше даний об'єкт, тим складніше крива руху погляду.

7. Абсолютна чутливість зору

Для виникнення зорового відчуття, джерело світла повинен володіти деякою енергією. Величина порогової енергії при теоретично найбільш сприятливих обставин вкрай мала. Мінімальне число квантів світла здатних зробити збудження в оці, що знаходиться в темряві, коливається від 10 до 50. Вважають, що одна паличка може бути порушена лише 1 квантом світла. Таким чином, чутливість рецепторів сітківки при найбільш сприятливих умовах світосприйняття (при максимальній адаптації ока до темряви) дорівнює фізично граничної чутливості. Окремо взяті палички і колбочки відрізняються за чутливістю до світла незначно. Число ж фоторецепторів, що посилають імпульси на одну гангліозних клітку, по-різному в центрі і на периферії сітківки. Як раніше зазначалося число колб в області макули приблизно в 100 разів менше кількості паличок в периферичному полі. Значить і чутливість паличкова системи в 100 разів вище колбочковая системи. При зміні "темрява - світло" наступає тимчасове засліплення. Через деякий час чутливість очі знижується. Цей пристосувальний процес називається світловий адаптацією. Зворотне явище спостерігається при зміні "світло-темрява" коли знижена до світла чутливість сітківки ока не здатна сприймати слабкі світлові подразники. Поступово починають виявлятися контури предметів, а пізніше відрізнятися їх деталі. Таке підвищення чутливості зору до умов малої освітленості, називають темнової адаптацією. Зростання світлової чутливості в темряві відбувається нерівномірно. Перші десять хвилин чутливість ока зростає до 80 разів, а потім протягом години ще в багато десятків тисяч разів. Основна роль у цьому процесі належить відновленню зорових пігментів. Йодопсіна колб у темряві відновлюється швидше родопсину паличок. Перший час адаптація до темряви залежить від процесів в колбочках. Так як абсолютна чутливість колбочковая апарату невелика, перший період адаптації не викликає особливих змін чутливості ока. Другий період адаптації обумовлений відновленням родопсину. Він протікає повільно, завершується до кінця першої години перебування в темряві. Відновлення цього пігменту супроводжується значним підвищенням чутливості паличок до світла. Чутливість ока до світла в темряві може підвищиться в 100 000 - 200 000 разів, ніж була в умовах яскравого освітлення. Важливу роль у світловій адаптації відіграє перемикання зв'язків усередині сітківки. У темряві площа возбудительного центру рецептивного поля нервової клітини збільшується внаслідок ослаблення кільцевого гальмування. Наслідком чого є підключення до однієї біполярної клітці більшої кількості фоторецепторів, а значить більше їх число сумується гангліозних клітку. Внаслідок такої просторової сумації, збудливий потенціал збільшується, а поріг реакцій на світ гангліозних клітин знижується.

8. Вплив ЦНС на процеси адаптації зору

Освітлення одного ока призводить до різкого зниження чутливості до світла іншого, неосвітленого очі. Це ілюструє вплив ЦНС на адаптацію сітківки до світла. На процеси адаптації сітківки впливає і симпатична вегетативна нервова система. Одностороннє видалення у людини шийних симпатичних гангліїв (при хірургічному лікуванні певних захворювань) завжди викликає зниження швидкості адаптації десімпатізірованного очі.

9. Сприйняття кольорів

Трикомпонентний механізм сприйняття кольорів описав ще М. В. Ломоносов. Ця теорія була сформульована пізніше в 1801 р . Т. Юнгом і розвинена Г. Гельмгольцем. Згідно теорії в колбочках знаходяться різні світлочутливі речовини. В одних колбочках міститься речовина, чутливе до червоного кольору, в інших до зеленого, в третіх - до фіолетового. Різні довжини хвиль надають дію на всі три цветоощущающіх елемента, але різною мірою. Ці порушення підсумовуються зоровими нейронами, в корі головного мозку, дають відчуття того чи іншого кольору.

10. Сприйняття простору

Гостротою зору називають максимальну здатність розрізняти окремі об'єкти. Її можна визначити за найменшим відстані між двома точками, які око розрізняє, тобто бачить окремо. Максимальну гостроту зору має макулярна область. До периферії гострота зору знижується. Гострота зору вимірюється за допомогою спеціальних таблиць, які складаються з декількох рядів літер або незамкнутих кіл різної величини, зазначених числом, що означає відстань в метрах, з якого здоровий очей повинен їх розрізняти. Гострота зору виражається у відносних величинах, при цьому нормальна гострота приймається за одиницю.

11. Оцінка відстані

Сприйняття глибини простору і оцінка відстані, можливі як при зорі одним оком (монокулярне зір), так і обома очима (бінокулярний зір). При бинокулярном зір оцінка відстані набагато точніше. В оцінці близьких відстаней при монокулярний зір має значення явище акомодації. При погляді на предмет не виникає відчуття двох предметів, незважаючи на те, що є два зображення на двох сетчатках. При зір обома очима в сприйнятті ці два зображення зливаються в одне. Диспарацией має значення в оцінці відстані і, отже, в баченні глибини. Людина здатна помітити зміну глибини, що створює зсув зображення на сітківці на кілька кутових секунд.

12. Висновок

Зоровий аналізатор - основний з органів почуттів людини та великої кількості інших хребетних тварин. Він дає понад 90% інформації, що йде до кори мозку від всіх рецепторних полів організму. Саме завдяки швидкому еволюційному розвитку зорових механізмів мозок хижаків і приматів різко змінився і став більш досконалим. Прислів'я "Краще один раз побачити, ніж сто разів почути" має глибокі фізіологічні підстави.

Список літератури

1. Глезер В. Д., Цуккерман І. І, Інформація і зір, М. - Л., 1961; с.46
2. Грейс Крайг, особливості зорового сприйняття у дітей, М., 2000.-992с.
3. Краснов В.М.. фізіологія сенсорних систем, ч. 1, Л ., 1971 (Керівництво по фізіології), с97.
4. Рибалко В. Ф. зоровий аналізатор. Л., 1990. - С.330-345
5. Хювярінен Л. Зір у дітей: нормальне і з порушеннями: Пер. з англ. - СПб.: С. 136.