Анализаторы. Зрительный анализатор. Строение и функции глаза

Морфофункциональная характеристика органа зрения и зрительного анализатора

Орган зрения и зрительный анализатор

Зрительный анализатор включает:

• орган зрения;
• проводящий зрительный путь;
• подкорковые и корковые центры зрения.

Орган зрения включает глазное яблоко и вспомогательные органы этого глазного яблока. Само глазное яблоко имеет шарообразную форму с небольшой выпуклостью спереди.

Оболочки стенки глазного яблока

Стенка глазного яблока состоит из 3 оболочек:

1. Наружная или фиброзная оболочка. Ее функции — защитная и каркасная. Фиброзная оболочка состоит из роговицы (передней прозрачной части оболочки) и склеры или белочной оболочки (задней белесоватой части).

Роговица напоминает по форме часовое стекло, выпуклая часть которого обращена вперед. У нее две функции:

• механическая защита и создание роговичного рефлекса;
• оптическая, в основе которой — прохождение и преломление света.

Склеру образует плотная соединительная ткань. Отличительные особенности склеры — отсутствие нервных окончаний и сосудов. С помощью белочной оболочки удерживается форма глазного яблока — именно здесь прикрепляются его мышцы.

1. Средняя или сосудистая оболочка. Она состоит из радужки, ресничного тела и самой сосудистой оболочки.

Радужка представлена в форме диска с отверстием по центру — зрачком. В ней есть мышцы, которые расширяют и сужают зрачок, сосуды, а также пигменты, отвечающие за цвет глаз.

Ресничное тело находится сзади радужки. Оно состоит из ресничных отростков, которые вырабатывают внутриглазную жидкость, ресничного кружка и ресничной мышцы, обеспечивающей аккомодацию.

Сосудистая оболочка. Она представляет собой переплетение вен и артерий, которые находятся в рыхлой соединительной ткани.

1. Внутренняя или сетчатая оболочка. Именно в сетчатке находятся палочки и колбочки, представляющие собой фоторецепторные клетки: благодаря им человек видит ночью и различные цвета. Зрительный нерв образуется из отростков нервных клеток. По нему нервный импульс передается в подкорковые центры зрения (средний и промежуточный мозг) и зрительные центры коры мозга затылочной доли.

Нужна помощь преподавателя? Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Ядро глазного яблока

Ядро глазного яблока состоит из следующих элементов:

• водянистой влаги. Она выполняет светопроводящую функцию, а также питает роговицу и хрусталик;
• хрусталика. Его функция — преломление света;
• стекловидного тела. Это оптическая среда, проводящая свет к сетчатке.

Вспомогательные органы глазного яблока

К вспомогательным органам относят:

• мышцы глазного яблока. Они позволяют глазному яблоку двигаться из стороны в сторону, а также вниз и латерально / вверх и латерально;
• слезный аппарат. Он представляет собой слезную железу и слезные пути. Слезная железа вырабатывает слезы — в них содержится много лизоцима (вещество, оказывающее бактерицидное действие). Слезами смачивается роговица глаза, а также удаляются частички пыли. Кроме того, слезы обеспечивают роговицу глаза питанием;
• оболочки и клетчатка глазного органа. Это надкостница глазницы и Тенонова капсула (соединительнотканная оболочка, жировое тело глазницы);
• конъюнктива. Под ней понимают слизистую оболочку, которая покрывает переднюю поверхность глазного яблока и заднюю поверхность век;
• веки. Ими глазное яблоко прикрывается (частично или полностью). Их функция — функция защиты;
• брови и ресницы. Это короткие щетинковые волосы с функцией защиты. Благодаря им ресницы не пропускают крупные частицы пыли, а брови — препятствуют попаданию в глаз пота.

Особенности проводящего пути и нервных центров зрительного анализатора

Важно отметить, что от латеральных частей сетчатки информация не перекрещивается, а от медиальных наоборот — перекрещивается.

Подкорковые центры зрения расположены в среднем и промежуточном мозге. В них поступает информация. Механизм такой:

• на внезапные зрительные раздражители отвечают верхние холмики среднего мозга;
• бессознательная оценка зрительной информации осуществляется задними ядрами таламуса;
• далее импульсы от латеральных коленчатых тел идут в корковый центр зрения.

Местонахождение коркового центра зрения — затылочная доля (шпорная борозда). Корковый центр зрения производит сознательную оценку зрительной информации.

Всё ещё сложно? Наши эксперты помогут разобраться Все услуги Решение задач от 1 дня / от 150 р. Курсовая работа от 5 дней / от 1800 р. Реферат от 1 дня / от 700 р. Главная Поиск

Различные способы поиска

Поиск по базе данных: Научные статьи Видеоматериалы

Поиск Яндексом по сайту

Репозиторий OAI—PMH

Репозиторий Российская Офтальмология Онлайн по протоколу OAI-PMH

Конференции

Офтальмологические конференции и симпозиумы

Видео

Видео докладов

Поздравляем–> –> Онлайн трансляцииXIX Конгресс Российского глаукомного общества 3-4 Декабря 2021 9:00 Перейти к: навигация, поиск

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР — сложная система оптических и глазодвигательных центров и их связей, обеспечивающая восприятие, анализ и интеграцию зрительных раздражений.

3. а. состоит из периферического отдела, включающего фоторецепторный аппарат сетчатки глаза, зрительный нерв и зрительный тракт (см. Глаз, Зрительные центры, пути, Зрительный нерв), и центрального (мозгового) отдела, объединяющего подкорковые и стволовые центры, а также зрительную область коры полушарий большого мозга. Подкорковыми образованиями 3. а. являются латеральное коленчатое тело и подушка таламуса (см. Таламус), верхние холмики крыши среднего мозга — четверохолмия (см.). Зрительная область коры больших полушарий состоит из первичного воспринимающего 17 поля (area striata) и вторичных (экстрастриарных) 18 и 19 полей (см. Архитектоника коры головного мозга, Головной мозг, Кора головного мозга).

3. а. представляет собой часть целостной функциональной системы, связанной со многими другими образованиями мозга, ответственными за сложные формы связи зрительной и других видов информации, лежащих в основе зрительного узнавания, или гнозиса (см. Агнозия), а также сохранения и поддержания позы на основе зрительного восприятия. Сочетанная деятельность 3. а. обеспечивается широкой системой его связей с ретикулярной формацией ствола мозга, гипоталамусом, различными областями коры головного мозга. В акте зрения участвуют теменная, височная, моторная, лобная, лимбическая и другие области коры головного мозга. Характер участия каждой из этих структур достаточно специфичен, что способствует обеспечению огромного диапазона изменений чувствительности 3. а. в зависимости от степени освещенности, расстояния до определенного предмета, биол, значимости раздражителя и других условий. Особенно демонстративно это проявляется при так наз. ориентировочном рефлексе (см. Ориентировочно-исследовательская реакция), обусловленном включением прежде всего ретикулярной формации. Важная, хотя еще и мало изученная, роль в регуляции деятельности 3. а. принадлежит его многочисленным кортико-фугальным связям.

3. а. играет огромную роль в жизни большинства животных и человека, обеспечивая восприятие информации о разнообразных предметах и свойствах окружающей среды — освещенности, форме, величине, цвете, направлении движения, о расстоянии до предмета и его пространственных соотношениях с другими предметами. Зрительное восприятие является сложным процессом, формирующимся как за счет импульсов от действия света на фоторецепторы сетчатки глаза, так и в результате проприоцептивных раздражений его двигательного аппарата — мышц глазного яблока, радужки, аккомодационной (ресничной) мышцы.

Центральным отделам 3. а. свойственно слоистое расположение нейронов, аналогичное воспринимающей поверхности сетчатки глаза (см. Сетчатка). Число нервных элементов и их взаимосвязей прогрессивно увеличивается от периферии к центральным отделам 3. а. Принцип прогрессивной дивергенции зрительных импульсов сочетается с принципом конвергенции зрительного возбуждения от нейронов сетчатки обоих глаз (бинокулярное взаимодействие) на одних и тех же нейронных комплексах — прежде всего в корковом отделе З.а.

Для 3. а. характерна также ретинотопическая проекция, когда определенные точки сетчатки проецируются на соответствующие отделы разных уровней зрительного анализатора. В поле 17 осуществляется пространственная непрерывность этих проекций; менее четкий характер проекций имеет место и в экстрастриарных зрительных полях (18 и 19). Светооптический отдел 3. а.— сложная многоканальная система, каждый из каналов к-рой должен иметь свою функциональную специфику. Восприятие относительно простых свойств зрительных сигналов осуществляется с помощью рецептивных зон, организованных в системы вертикально расположенных комплексов (столбиков) корковых нейронов 17 поля. Более сложные комплексы зрительных сигналов воспринимаются рецептивными полями 18 и 19.

Частичное повреждение стриарной коры или разрыв ее некоторых афферентных связей с латеральным коленчатым телом сопровождается выпадением той или иной части поля зрения (см. Скотома). При повреждении одного из полушарий большого мозга происходит выпадение половины поля зрения (см. Гемианопсия). При этом часть центрального зрения сохраняется, и у больных наблюдается тенденция дополнять до целого знакомые объекты, попадающие на их «слепое» поле.

Двустороннее разрушение коркового отдела 3. а. у высших млекопитающих (собак, обезьян) или обширные повреждения затылочной доли у человека приводят к потере предметного зрения при сохранении способности различать интенсивность освещения, а также, возможно, и контуры предметов. Эти свойства зрительного восприятия являются прерогативой подкорковых и стволовых отделов 3. а.

Центральные двигательные механизмы зрительного восприятия — механизм координации движений глазных яблок, конвергенции зрительных осей, рефлекторной регуляции диаметра зрачка — обеспечивают согласованную работу 3. а. в целом. Особая роль в этих механизмах принадлежит верхним холмикам крыши среднего мозга, претектальной области, корковым центрам движения глаз, а также ядрам и проводникам глазодвигательных нервов. Аппарат глазодвигательной функции, т. о., в основном структурно обособлен от светооптического отдела 3. а.

Значение 3. а. для различных представителей животного мира далеко не однозначно и зависит от их образа жизни. Такие особенности зрения, как его острота, различение цветов, ночное или дневное зрение и прочее, отразились определенным образом на структуре и химизме периферических и центральных отделов 3. а. Острое зрение и способность к различению цветов характерны для большинства птиц и многих приматов, у собак эта особенность выражена слабее. Различительные возможности 3. а. у человека достаточно высоки в отношении цвета, яркости и формы предметов. Особенно развита у человека по сравнению с животными способность к сложнейшему синтезу зрительного и других восприятий, сформировавшаяся в процессе длительного социального развития — в результате трудовой деятельности и членораздельной речи.

Нарушение функции 3. а.— см. Зрение, патология.

Библиография: Кононова Е. П. Анатомия и физиология затылочных долей, М., 1926; СкребицкийВ. Г. Регуляция проведения возбуждения в зрительном анализаторе, М., 1977; Сомьен Дж. Кодирование сенсорной информации в нервной системе млекопитающих, пер. с англ., М., 1975; Физиология сенсорных систем, под ред. А. С. Батуева, Л., 1976; Ш к о л ь н и к-Я p р о с Е. Г. Нейроны и межнейронные связи, зрительный анализатор, Л., 1965.

О. С. Адрианов.

Категория: Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Рекомендуемые статьи

Зрительным анализатором называют систему нервных центров мозга, рецепторов и соединяющих их путей, основное предназначение которой кроется в восприятии зрительных раздражений с последующей их трансформацией в нервные импульсы и передачей в корковые центры мозга, где происходит формирование зрительного ощущения, в анализе и синтезе зрительных раздражений. К системе зрительного анализатора относятся еще центры и пути, которые обеспечивают движения глаз и реакции зрачка на световое раздражение рефлекторного характера.

Благодаря зрительному анализатору можно осуществить прием и последующий анализ информации, находящейся в световом диапазоне — 760 нм. Это физиологическая основа формирования зрительного образа. Сфера возможностей анализатора определяется его пространственными, энергетическими, информационными и временными характеристиками.

Интенсивность (мощность) световых сигналов, которые воспринимает глаз, определяет энергетические характеристики. Сюда относятся цветоощущение, контраст и диапазон воспринимаемых яркостей. Воспринимаемые глазом размеры предметов и их размещение в пространстве относительно друг друга определяют пространственные характеристики зрительного анализатора. Сюда относятся: поле зрения, его острота, объем зрительного восприятия.

Время, которое требуется для появления зрительного ощущения при определенных условиях, определяет временные характеристики. Сюда относят длительность инерции ощущения, скрытый (латентный) период зрительной реакции, критическую частоту слияния мельканий, длительность информационного поиска, время адаптации.

Ключевая информационная характеристика зрительного анализатора – пропускная способность (максимальное количество информации), которое он способен обработать за одну единицу времени. Возможности анализатора не безграничны, после интенсивной работы ему требуется определенная разгрузка.

Сетчатку глаза, воспринимающая свет, в функциональном отношении можно разделить на центральную (так называемую область желтого пятна) и периферическую (оставшаяся поверхность сетчатки). Первая определяет |центральное зрение, позволяющее четко рассматривать маленькие детали предметов, и периферическое, воспринимающее форму предмета менее четко; оно позволяет ориентироваться в пространстве.

Большая часть колбочек находится в районе желтого пятна, они способствуют обеспечению дневного (фотопического) зрения, участвуют в четком восприятии формы, деталей предмета и цвета. Палочки характеризуются довольно высокой световой чувствительностью и обеспечивают скотопическое зрение (ночное восприятие предметов)или мезопическое зрение (в сумерки).

Регистр лекарственных средств России РЛС Пациент 2003. – Москва, Регистр Лекарственных Средств России, 2002.

Мы много говорили о регуляции функций клеток и организма. Теперь попытаемся сопоставить механизмы работы анализатора и регуляции функций организма, рассмотрев схему на рисунке 1.5.24. В ней обобщены механизмы работы органов и систем органов, по П.К. Анохину (теория функциональных систем) и К.В. Судакову (система регуляции артериального и осмотического давления). Проследив по рисунку за направлением светлых стрелок, можно отметить однонаправленность и последовательность процессов регуляции, а также замкнутость контура системы.

Рисунок 1.5.24. Схема информационной системы регуляции функций организма

Прежде чем рассматривать механизмы обработки информации, вспомним несколько определений и будем периодически возвращаться к этому рисунку. Анализатор (выделен на схеме темным фоном) – совокупность центральных и периферических образований, воспринимающих и анализирующих изменения окружающей среды и внутренней среды организма. По функциональному значению выделяют периферический (воспринимающий), проводниковый (передающий информацию) и центральный, или корковый (расположенный в коре полушарий головного мозга) отделы анализатора. Периферический отдел анализатора представлен рецепторами (рисунок 1.5.24 и 1.5.25). Отметим, что органы чувств (раздел 1.5.2.10) по сути – те же рецепторы, реагирующие на определенные внешние стимулы. Рецепторы улавливают изменения показателей текущего состояния, а затем проводят первичный анализ информации: сравнивают полученные значения с генетически запрограммированными, заданными как эталон (норма). Другими словами, они выдают информацию о разности текущего и заданного значений параметра. Специфичность рецепторов заключается в их способности воспринимать раздражитель только определенного вида. Например, зрительный рецептор воспринимает только электромагнитные волны с длиной волны 390-760 нанометров (свет, цвет), слуховые рецепторы – только звуковые волны в диапазоне от 16 Герц до 20 000 Герц, вкусовые и обонятельные рецепторы фиксируют химический состав пищи или вдыхаемого воздуха и так далее.

Как объяснить такую “узкую специализацию” органов чувств и рецепторов вообще? Согласно одной из теорий, вынужденные колебания светового луча порождают резонансные колебания только рецепторов сетчатки. Другие рецепторы (обоняния, вкуса, тактильные и другие) имеют иные частоты собственных колебаний и поэтому на световой луч не реагируют (не вступают в резонанс). В зависимости от источника стимулов (возмущающих воздействий), на которые реагирует рецептор, различают три группы рецепторов (рисунок 1.5.25).

Рисунок 1.5.25. Классификация рецепторов

Экстерорецепторы (от латинского exterus – находящийся снаружи, внешний) воспринимают раздражение извне: звук, свет, запах, вкус, прикосновение, боль, температуру окружающих предметов и другие характеристики. Проприорецепторы (от латинского proprius – собственный) улавливают изменения в состоянии опорно-двигательного аппарата. Они воспринимают сокращение мышечных волокон, натяжение сухожилий и связок, положение отдельных частей тела (согнута в колене нога, поднята вверх рука и так далее). Интерорецепторы (от латинского interior – внутренний) располагаются во внутренних органах, тканях, в стенках кровеносных и лимфатических сосудов. Интерорецепторы регистрируют изменение химического состава (например, уровень глюкозы в крови или соляной кислоты в желудочном соке), давление, механические и другие изменения характеристик внутренней среды организма.

Полученная информация через проводниковое звено анализатора посредством нервной, гормональной, метаболической и миогенной систем регуляции (рисунок 1.5.24) передается в центры головного мозга и, в частности, лобные доли коры полушарий, отвечающие за сознание. Информация анализируется, после чего вырабатывается управляющий сигнал, поступающий посредством нервных, гормональных, метаболических и миогенных механизмов к эффекторам. Эффекторы здорового организма под влиянием управляющего воздействия корригируют параметры текущего состояния, подстраивая их до нормальных (эталонных) значений, что фиксируется рецепторами. Круг замкнулся. Отметим, что внешние факторы могут оказывать воздействие (показано темными стрелками) на любое из звеньев механизма регуляции и влиять (негативно или позитивно) на результат – значение исследуемого параметра.

Как осуществляется процесс передачи информации? Как некий объект окружающей среды оставляет “отпечаток” в нашем сознании? Где хранится архив таких “отпечатков”? Попробуем ответить на эти вопросы.

В ответ на раздражение в рецепторах кодируется качественная характеристика раздражителя (свет, звук), сила, время и локализация его действия, а также месторасположение источника воздействия в окружающем пространстве. Например, свойства предмета (форма, цвет, размер, удаленность объекта), попавшего в наше поле зрения, в рецепторах сетчатки кодируются в результате фотохимических реакций, а затем перекодируются в электрический импульс нервного волокна. В проводниковом отделе анализатора при передаче сигнала от одного нейрона к другому происходит смена информационного кода. Поясним это на примере. Электрический сигнал мембранного потенциала при “переключении” в синапсе преобразуется в химический (выделение определенной “порции” медиатора) и наоборот, во втором нейроне химический сигнал вызывает электрический импульс. Таким образом, информация о внешнем стимуле многократно кодируется и перекодируется, пока сигнал возбуждения не достигнет центрального (коркового) отдела анализатора. Отметим, что смысловое значение передаваемого сигнала обычно остается прежним, и лишь при определенных негативных обстоятельствах содержание информации может искажаться в большей или меньшей степени.

Для каждого раздражителя эволюция нашла свой оптимальный способ передачи информации. Для многих периферических нервных волокон была установлена логарифмическая зависимость между интенсивностью раздражителя и частотой вызываемых им вынужденных колебаний. Существует множество моделей, описывающих механизм передачи информации в нейронных сетях.

В процессе передачи информации могут принимать участие одновременно множество рецепторов и нервных волокон (рисунок 1.5.26). На роль ансамбля нейронов в кодировании и передаче информации в человеческом организме впервые указал Д. Хебб. Ансамбль нейронов – это группа нейронов, имеющая общий для них раздражитель. Д. Хебб высказал предположение, что информация передается исключительно через возбуждение группы нейронов, он предложил рассматривать ансамбль нейронов в качестве основного способа кодирования и передачи информации. Разные наборы возбужденных нейронов одного и того же ансамбля соответствуют разным параметрам раздражителя. То же происходит и с эфферентными (центробежными) сигналами. Разные наборы сигналов эфферентных звеньев соответствуют разным реакциям эффекторов. Такой способ передачи информации вполне надежен, так как не зависит от состояния одного нейрона.

Особый принцип обработки информации вытекает из детекторной теории. Он получил название принципа кодирования информации номером детектора (детекторного канала). Передача информации по номеру канала (термин предложен Е.Н. Соколовым) означает, что сигнал следует по цепочке нейронов, конечное звено которой представлено нейроном-детектором простых и сложных признаков, избирательно реагирующим на определенный физический признак или их комплекс. Такой подход присутствовал уже в опытах И.П. Павлова с кожными анализаторами собаки. Раздражение некоторого участка кожи вызывало очаг возбуждения в строго определенном участке коры головного мозга, отвечающий за соматические раздражения (раздражение участков тела).

Нейрон-детектор представляет вершину иерархически организованной нейронной сети (ансамбля нейронов). На более высоком уровне несколько нейронов сходятся на одном нейроне-детекторе, образуя его локальную нейронную сеть (рисунок 1.5.26). Величина возбуждения, возникающего в ансамбле нейронов и переданного на детектор, характеризуется силой возбуждения и его направленностью в виде суперпозициивозбуждений внутри ансамбля нейронов.

Несмотря на большие успехи, достигнутые при изучении нейронных процессов и функций различных групп нейронов, современная наука располагает значительно меньшими данными об интегративных механизмах мозга. Следует остановиться на понятии гностической единицы – нейроне более высокого порядка, на котором сходятся нейроны-детекторы. Возникновение в сознании целостного субъективного образа предмета связано с пирамидой последовательных нейронных преобразований, вершиной которой является операция, выполняемая гностической единицей (Е.Н. Соколов, 1996). Отдельным зрительным образам соответствуют отдельные гностические единицы. Они избирательно реагируют на сложные изображения (например, лица, жесты).

В итоге, поступающая в виде нервных импульсов информация перекодируется в структурные и биохимические реакции в гностических единицах. В коре головного мозга осуществляется высший анализ и синтез поступившей информации. Анализ заключается в том, что с помощью возникающих ощущений мы различаем действующие раздражители качественно (свет, звук, тепло и другие характеристики) и количественно (сила, продолжительность и локализация действия раздражителя), а также определяем месторасположение источника звука, света или запаха. Синтез реализуется в узнавании известного предмета, явления или в формировании образа впервые встречаемого предмета, явления. Узнавание явления или предмета в целом по совокупности восприятия отдельных характеристик раздражителя достигается в результате сличения поступающей в данный момент информации со следами памяти.

Если информация о предмете или явлении поступает в корковый отдел анализатора впервые, то формируется образ нового предмета, явления благодаря взаимодействию нескольких анализаторов. Но и при этом идет непрерывное сопоставление поступающей информации со следами памяти о других подобных предметах и явлениях. Поступившая в виде нервных импульсов информация кодируется в мозге с помощью механизмов долговременной памяти. Выделенные элементарные признаки синтезируются в долговременной памяти в передневентральной височной коре на гностических нейронах. Выполняется принцип:

Отображение воспринимаемого объекта в гностической единице характеризуется высокой степенью абстракции. При изменении размера, ориентации, цвета объекта гностический нейрон продолжает сохранять избирательность своей реакции на прежний объект. Осознание объекта в процессе его восприятия связывают с дополнительным свойством пирамиды образов. Оно реализуется механизмом синхронизации электрической активности мозга в диапазоне гамма-частот.

Итак, процесс передачи сенсорного сообщения сопровождается многократным перекодированием информации и завершается высшим анализом и синтезом, которые происходят в корковом отделе анализатора. После этого реализуется выбор или формирование алгоритмической программы ответной реакции организма.

Поделиться: