Конусите възприемат следните цветове. Функции на пръчиците и колбичките в ретината

ПРЪТА И ШИШАРКИ

ПРЪТА И ШИШАРКИ(фоторецептори), клетки на РЕТИНАТА, чувствителни към светлина. Пръчиците са разположени в цветния слой, отделят РОДОПСИН и са РЕЦЕПТОРИ за светлина с нисък интензитет. Конусите отделят йодосин и са приспособени да различават цветовете. Пръчките различават само нюанси на черно и бяло, но са особено чувствителни към движение.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво представляват „Пръчици и шишарки“ в други речници:

Този термин има и други значения, вижте Пръчки. Участък от ретиналния слой на окото ... Wikipedia

Пръчици - Рецепторни клеткиразположен върху ретината на окото. Пръчиците са по-активни при слаба светлина, докато шишарките са по-активни при добри светлинни условия. Нощните животни имат много повече оптични пръти … Голяма психологическа енциклопедия

Фоторецептори на ретината, осигуряващи здрачно (скотопично) зрение. Вътр. рецепторният процес придава на клетката P. форма (оттук и името). Няколко П. са свързани синаптично. връзка с една биполярна клетка и няколко. биполярни, от своя страна, с един... Биологичен енциклопедичен речник

Участък от ретиналния слой на окото ... Wikipedia

Разрез на ретиналния слой на окото Структура на конуса (ретината). 1 мембранна половина... Wikipedia

ШИШАРКИ- Зрителни рецептори в ретината, които осигуряват цветно зрение. Те са по-плътно разположени в фовеаретината и колкото по-близо до периферията, толкова по-рядко. Конусите имат праг на чувствителност по-висок от пръчиците и се включват първи... ... Речникв психологията

Шишарки- зрителни рецептори в ретината на окото, които осигуряват цветно зрение и участват в дневното или фотопично зрение. Те са по-гъсто разположени в централната фовея на ретината и стават по-редки, когато се приближат до нейната периферия. Имайте повече...... енциклопедичен речникпо психология и педагогика

И; и. Anat. Вътрешната светлочувствителна мембрана на окото; ретината. * * * ретина (ретина), вътрешният слой на окото, състоящ се от много светлочувствителни пръчковидни и конусовидни клетки (в човешката ретина има около 7 милиона конуса и 75 ... ... енциклопедичен речник

Органът на зрението, който възприема светлината. Човешкото око има сферична форма, диаметърът му е прибл. 25 мм. Стената на тази сфера ( очна ябълка) се състои от три основни мембрани: външната, представена от склерата и роговицата; средно аритметично, съдов тракт,… … Енциклопедия на Collier

Физическата част Ние виждаме обектите около нас, когато лъчите, идващи от тях, се пречупват в различни центрове на окото и, пресичайки се, образуват различни изображения на обекти върху ретината. Всеки такъв образ отговаря на определен... ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

38. Фоторецептори (пръчици и колбички), разлики между тях. Биофизични процеси, протичащи по време на поглъщането на светлинен квант във фоторецепторите. Визуални пигменти на пръчици и колбички. Фотоизомеризация на родопсин. Механизъм на цветното зрение.

.3. БИОФИЗИКА НА СВЕТЛИНОВЪЗПРИЯТИЕТО В РЕТИНАТА Структура на ретината

Структурата на окото, която произвежда изображението, се нарича ретината(ретината). В него в най-външния слой има фоторецепторни клетки – пръчици и колбички. Следващият слой е образуван от биполярни неврони, а третият слой е образуван от ганглийни клетки (фиг. 4).Между пръчиците (конусите) и дендритите на биполярните неврони, както и между аксоните на биполярните и ганглийните клетки има са синапси. Образуват се аксоните на ганглиозните клетки оптичен нерв. Извън ретината (броейки от центъра на окото) лежи черен слой от пигментен епител, който абсорбира неизползваната радиация (не се абсорбира от фоторецепторите), преминаваща през ретината 5*). От другата страна на ретината (по-близо до центъра) е хориоидея, доставяйки кислород и хранителни вещества на ретината.

Пръчките и конусите се състоят от две части (сегменти) . Вътрешен сегмент е обикновена клетка с ядро, митохондрии (има много от тях във фоторецепторите) и други структури. Външен сегмент. почти изцяло изпълнен с дискове, образувани от фосфолипидни мембрани (до 1000 диска в пръчици, около 300 в конуси). Мембраните на дисковете съдържат приблизително 50% фосфолипиди и 50% специален зрителен пигмент, който в пръчиците се нарича родопсин(в розовия си цвят; rhodos е розов на гръцки) и в шишарки йодопсин. По-долу за краткост ще говорим само за пръчици; процесите в конусите са подобни.Разликите между конусите и пръчките ще бъдат обсъдени в друг раздел. Родопсинът се състои от протеин опсин, към който е прикрепена група т.нар ретинална. . Ретината по своята химическа структура е много близка до витамин А, от който се синтезира в организма. Следователно липсата на витамин А може да причини увреждане на зрението.

Разлики между пръчици и конуси

1. Разлика в чувствителността. . Прагът за усещане на светлина в пръчиците е много по-нисък, отколкото в колбичките. Това, на първо място, се обяснява с факта, че има повече дискове в пръчиците, отколкото в конусите, и следователно има по-голяма вероятност за абсорбиране на светлинни кванти. Въпреки това, главната причинав различен. Съседни пръчици чрез електрически синапси. се обединяват в комплекси т.нар рецептивни полета .. Електрически синапси (връзки) може да се отваря и затваря; следователно броят на пръчките в рецептивното поле може да варира в широки граници в зависимост от нивото на осветеност: колкото по-слаба е светлината, толкова по-големи са рецептивните полета. При условия на много слаба светлина над хиляда пръчки могат да се обединят в поле. Смисълът на тази комбинация е, че увеличава съотношението полезен сигнал към шум. В резултат на топлинни колебания на мембраните на пръчките се появява хаотично променяща се потенциална разлика, която се нарича шум.При условия на слаба светлина амплитудата на шума може да надвиши полезния сигнал, тоест количеството хиперполяризация, причинена от действието на светлината. Може да изглежда, че при такива условия приемането на светлина ще стане невъзможно, но в случай на възприемане на светлината не от отделна пръчка, а от голямо възприемчиво поле, има фундаментална разлика между шум и полезен сигнал. Полезният сигнал в този случай възниква като сума от сигналите, създадени от пръчките, обединени в една система - рецептивно поле . Тези сигнали са кохерентни, идват от всички пръчки в една и съща фаза. Поради хаотичния характер на топлинното движение, шумовите сигнали са некохерентни; те пристигат в случайни фази. От теорията на събирането на трептенията е известно, че за кохерентни сигнали общата амплитуда е равна на : Asumm = A 1 н, Където А 1 - амплитуда на единичен сигнал, н- брой на сигналите.При некохерентните. сигнали (шум) Asumm=A 1 5.7n. Нека например амплитудата на полезния сигнал е 10 μV, а амплитудата на шума 50 μV.Ясно е, че сигналът ще се загуби на фона на шума. Ако 1000 пръчици се комбинират в едно възприемчиво поле, общият полезен сигнал ще бъде 10 μV

10 mV, а общият шум е 50 μV 5. 7 = 1650 μV = 1,65 mV, тоест сигналът ще бъде 6 пъти по-голям от шума. С това отношение сигналът ще бъде уверено възприет и ще създаде усещане за светлина. Конусите работят при добра осветеност, когато дори в един конус сигналът (PRP) е много по-голям от шума. Следователно всеки конус обикновено изпраща своя сигнал до биполярните и ганглийните клетки независимо от другите. Въпреки това, ако осветеността намалее, конусите също могат да се комбинират в рецептивни полета. Вярно е, че броят на конусите в едно поле обикновено е малък (няколко дузини). Като цяло конусите осигуряват дневно виждане, пръчиците осигуряват виждане в здрач.

2.Разлика в разделителната способност.. Разделителната способност на окото се характеризира с минималния ъгъл, при който две съседни точки от даден обект все още се виждат отделно. Разделителната способност се определя главно от разстоянието между съседни фоторецепторни клетки. За да не се слеят две точки в една, изображението им трябва да попадне върху два конуса, между които ще има още един (виж фиг. 5). Средно това съответства на минимален зрителен ъгъл от около една минута, тоест разделителната способност на коничното зрение е висока. Пръчиците обикновено се комбинират в рецептивни полета. Ще се възприемат всички точки, чиито изображения попадат в едно рецептивно поле

псуват като една точка, тъй като цялото рецептивно поле изпраща един общ сигнал към централната нервна система. Ето защо резолюция (зрителна острота)при пръчково (здрачно) зрение е ниско. При недостатъчно осветление пръчките също започват да се обединяват в рецептивни полета и зрителната острота намалява. Следователно, когато се определя зрителната острота, масата трябва да бъде добре осветена, в противен случай може да се направи съществена грешка.

3. Разлика в разположението. Когато искаме да разгледаме по-добре даден обект, ние се обръщаме така, че този обект да е в центъра на зрителното поле. Тъй като конусите осигуряват висока разделителна способност, конусите преобладават в центъра на ретината - това допринася за добра зрителна острота. Тъй като цветът на конусите е жълт, тази област на ретината се нарича макула макула. По периферията, напротив, има много повече пръчки (въпреки че има и конуси). Там зрителната острота е значително по-лоша, отколкото в центъра на зрителното поле. Като цяло пръчиците са 25 пъти повече от конусите.

4. Разлика в цветовото възприятие.Цветното зрение е присъщо само на колбичките; изображението, създадено от пръчките, е монохроматично.

Механизъм за цветно зрение

За да възникне зрително усещане, е необходимо светлинните кванти да се абсорбират от фоторецепторните клетки, или по-точно от родопсин и йодопсин. Поглъщането на светлина зависи от дължината на вълната на светлината; Всяко вещество има специфичен спектър на поглъщане. Изследванията показват, че има три вида йодопсин с различни спектри на абсорбция. U

на един тип максимумът на поглъщане е в синята част на спектъра, друга - в зелено и трета - в червено (фиг. 5). Всеки конус съдържа един пигмент и сигналът, изпратен от този конус, съответства на абсорбцията на светлина от този пигмент. Конусите, съдържащи различен пигмент, ще изпращат различни сигнали. В зависимост от спектъра на падащата светлина върху дадена област на ретината, съотношението на сигналите, идващи от различни видове конуси, се оказва различно и като цяло съвкупността от сигнали, получени от зрителния център на централната нервна система система ще характеризира спектралния състав на възприеманата светлина, която дава субективно усещане за цвят.

Човек получава 90% от информацията за света около него чрез органа на зрението. Ролята на ретината е зрителната функция. Ретината се състои от фоторецептори със специална структура - конуси и пръчици.

Пръчиците и конусите са фотографски рецептори с висока степен на чувствителност, те преобразуват светлинните сигнали, идващи отвън, в импулси, възприемани от централната нервна система - мозъка.

При осветяване - вътре дневни часове – повишено натоварванеконуси опит. Пръчките са отговорни за зрението в здрач - ако не са достатъчно активни, нощна слепота.

Конусите и пръчиците в ретината на окото имат различна структура, тъй като техните функции са различни.

Структурата на човешкия зрителен орган

Органът на зрението също включва съдова части зрителния нерв, който предава сигнали, получени отвън към мозъка. Частта от мозъка, която получава и преобразува информация, също се счита за една от частите на зрителната система.

Къде са разположени пръчиците и конусите? Защо не са отразени в списъка? Това са рецептори нервна тъкансъставяне на ретината. Благодарение на конусите и пръчките ретината получава изображение, записано от роговицата и лещата. Импулсите предават изображението към централната нервна система, където се извършва обработката на информацията. Този процес се извършва за няколко секунди – почти моментално.

Повечето от чувствителните фоторецептори са разположени в макулата, така наречената централна област на ретината. Второто име на макулата е жълто петноочи. Макулата получи това име, защото при изследване на тази област ясно се вижда жълтеникав оттенък.

Структурата на външната част на ретината включва пигмент, а вътрешната част съдържа светлочувствителни елементи.

Конуси в окото

Шишарките са получили името си, защото са оформени точно като колби, само много малки. При възрастен ретината включва 7 милиона от тези рецептори.

Всеки конус се състои от 4 слоя:

• външни - мембранни дискове с цветния пигмент йодопсин; именно този пигмент осигурява висока чувствителностпри възприемане на светлинни вълни с различна дължина;
• свързващият слой - вторият слой - стеснение, което позволява образуването на формата на чувствителен рецептор - състои се от митохондрии;
• вътрешна част - основен сегмент, свързваща връзка;
• синаптична област.

В момента са напълно проучени само 2 светлочувствителни пигмента в фоторецепторите от този тип - хлоролаб и еритролаб. Първият е отговорен за възприемането на жълто-зелената спектрална област, а вторият - за жълто-червената.

Забива се в очите

Пръчките на ретината имат цилиндрична форма, дължината надвишава диаметъра 30 пъти.

Пръчките съдържат следните елементи:

• мембранни дискове;
• реснички;
• митохондриите;
• нервна тъкан.

Максимална фоточувствителност се осигурява от пигмента родопсин (визуално лилаво). Той не може да различи цветови нюанси, но реагира дори на минимални проблясъци на светлина, които получава отвън. Рецепторът на пръчката се възбужда дори от светкавица, чиято енергия е само един фотон. Именно тази способност ви позволява да виждате по здрач.

Родопсинът е протеин от групата на зрителните пигменти и принадлежи към хромопротеините. Второто си име - визуално лилаво - получи по време на изследване. Спрямо другите пигменти се откроява рязко с ярък червен нюанс.

Родопсинът съдържа два компонента – безцветен протеин и жълт пигмент.

Реакцията на родопсин към светлинен лъч е следната: когато е изложен на светлина, пигментът се разлага, причинявайки възбуждане оптичен нерв. IN през деняЧувствителността на окото се измества към синята област, към нощта - визуално лилавото се възстановява в рамките на 30 минути.

През това време човешкото око се адаптира към здрача и започва да възприема по-ясно заобикалящата информация. Точно това може да обясни защо хората започват да виждат по-ясно на тъмно с времето. Колкото по-малко светлина влиза, толкова по-остро става здрачното зрение.

Конуси и пръчици на окото - функции

Фоторецепторите не могат да се разглеждат отделно - в зрителен апаратобразуват едно цяло и отговарят за зрителни функциии цветоусещане. Без координираната работа на рецепторите от двата типа, централната нервна системаполучава изкривена информация.

Цветното зрение се осигурява от симбиозата на пръчици и колбички. Пръчиците са чувствителни в зелената част на спектъра - 498 nm, не повече, а след това конусите с различни видовепигмент.

За оценка на жълто-червения и синьо-зеления диапазон се използват конуси с дълги и средни вълни с широки фоточувствителни зони и вътрешно припокриване на тези зони. Тоест фоторецепторите реагират едновременно на всички цветове, но се възбуждат по-интензивно на своите.

През нощта е невъзможно да се разграничат цветовете, един цветен пигмент може да реагира само на светлинни проблясъци.

Дифузните биополярни клетки в ретината образуват синапси (точката на контакт между неврон и клетка, получаваща сигнал, или между два неврона) с няколко пръчки едновременно - това се нарича синаптична конвергенция.

Повишеното възприемане на светлинното излъчване се осигурява от моносинаптичните биполярни клетки, свързващи конусите с ганглиозната клетка. Ганглийната клетка е неврон, който се намира в ретината на окото и генерира нервни импулси.

Заедно пръчиците и конусите свързват амакрилни и хоризонтални клетки, така че първата обработка на информацията се извършва в самата ретина. Това гарантира бърза реакция на човек на случващото се около него. Амакрилните и хоризонталните клетки са отговорни за страничното инхибиране - т.е. възбуждането на един неврон произвежда "успокояващ"действие върху друг, което повишава остротата на възприемане на информацията.

Въпреки различните структури на фоторецепторите, те взаимно допълват функциите си. Благодарение на тяхната координирана работа е възможно да се получи ясно и ясно изображение.

Конусите на ретината на очната ябълка са един от видовете фоторецептори, разположени в слоя, отговорен за фоточувствителността. Конусите са една от най-сложните и важни структурни структури човешко око, отговорен за способността за разграничаване цветова схема. Променяйки получената светлинна енергия в електрически импулси, те изпращат информация за света, който заобикаля човека, до определени части на мозъка. Невроните обработват входящия сигнал и го разпознават голям бройцветове и техните нюанси, но не всички тези процеси са проучени днес.

Шишарките получават името си поради факта, че те външен видмного подобен на обикновена лабораторна колба.

Пръчиците и колбичките са чувствителни рецептори в ретината на окото, които трансформират светлинната стимулация в нервна стимулация.

Дължината на конуса е 0,05 милиметра, а ширината е 0,004. Диаметърът на най-тясната точка на конуса е 0,001 милиметра. Въпреки факта, че техният размер е много малък, натрупването на конуси върху ретината наброява милиони. Този фоторецептор, въпреки микроскопичния си размер, има един от най сложна анатомияи се състои от няколко отдела:

1. Във външната частима клъстер от плазмалеми, от които се образуват полудискове. Броят на такива натрупвания в органите на зрението се оценява на стотици. Външната част съдържа и пигмента йодопсин, който участва в механизмите на цветното зрение.
2. Отдел за свързване- най-близката част на конуса. Цитоплазмата, разположена в отдела, има структура на много тънко въже. В същия раздел има две мигли с необичайна структура.
3. в вътрешен отдел са разположени клетките, отговорни за функционирането на рецептора. Тук също са разположени ядрото, митохондриите и рибозомата. Тази близост може да показва, че във вътрешния участък протичат интензивни процеси в производството на енергия, необходима за правилното функциониране на фоторецепторите.
4. Синаптичен отдел, служи като връзка между чувствителните към светлина рецептори и нервни клетки. Именно в този участък се съдържа вещество, което играе основна роля в предаването на импулси, идващи от слоя на ретината, отговорен за възприятието на светлината, към зрителния нерв.

Как работят фоторецепторите

Процесът на активност на конуса все още остава неясен. Днес има две водещи версии, които могат най-точно да опишат този процес.

Конусите са отговорни за зрителната острота и цветоусещането (дневно зрение)

Хипотеза за зрение от три части

Привържениците на тази версия казват, че в ретината на човешкото око има няколко вида конуси, съдържащи различни пигменти. Йодопсинът е основният пигмент, разположен във външната част на конусите, има 3 разновидности:

• еритролаб;
• хлоролаб;
• цианолаб;

И ако първите два вида пигмент вече са проучени подробно, тогава съществуването на третия се среща само на теория и неговото съществуване се потвърждава изключително от косвени факти. И така, към какъв цвят са чувствителни конусите на ретината? Ако използваме тази теория като основна, можем да кажем следното. Конусите, които съдържат еритролаб, могат да възприемат само радиация с дълги вълни и това е жълто-червената част от спектъра. Радиация със средна дължина или жълто-зелена част от спектъра се възприема от конуси, съдържащи хлоролаб.

Твърдението, че има конуси, които обработват късовълнова радиация (сенки от син цвят), и именно върху това твърдение е изградена трикомпонентната теория на структурата ретината.

Нелинейна двукомпонентна теория

Поддръжниците на тази теория напълно отричат ​​съществуването на трети вид пигмент. Те се оправдават с факта, че за нормално светлинно възприемане на останалите части от спектъра е достатъчно наличието на механизъм като пръчки. Въз основа на това може да се твърди, че ретинатаочната ябълка е способна да възприема цялата цветова гама само когато работим заедноконуси и пръчици. Тази теория също така предполага, че взаимодействието на тези структури поражда способността да се определя наличието на жълти нюанси в гамата видими цветове. Днес няма отговор на това какъв цвят са селективно чувствителни конусите на ретината, тъй като този въпрос не е разрешен.

В ретината на здрав възрастен има приблизително 7 милиона колбички.

Научно доказано е, че има хора с рядка аномалия – допълнителен конус в ретината. Това означава, че при хората с този феномен има друг фоторецептор, разположен в очната ябълка. Хората с тази аномалия могат да различават 10 пъти повече цветове от човек с нормално количестворецептори. Противоречиви проучвания предоставят следните данни.

Установената патология се среща само при 2% от населението и само при жените. Втората изследователска група обаче твърди, че днес такава характеристика е установена при една четвърт от населението на Земята.

Ретината е ретината на очната ябълка, способна да възприема напълно информация само когато правилна работавсички вътрешни механизми. Ако един от компонентите не произвежда необходими вещества, тогава възприемането на цветовия спектър е значително стеснено. Това явление е получило често срещано имецветна слепота. Пациентите с тази диагноза не могат да различават определени цветове, тъй като заболяването е генетично и няма специфично лечение.

Пръчките имат формата на цилиндър с неравен, но приблизително равен диаметър на обиколката по дължина. Освен това дължината (равна на 0,000006 m или 0,06 mm) е 30 пъти по-голяма от диаметъра им (0,000002 m или 0,002 mm), поради което удълженият цилиндър наистина много прилича на пръчка. В окото здрав човекима около 115-120 милиона пръчици.

Пръчката на човешкото око се състои от 4 сегмента:

1 - Външен сегмент (съдържа мембранни дискове),

2 - Свързващ сегмент (ресничка),

4 - Базален сегмент (нервна връзка)

Пръчките са изключително фоточувствителни. Енергията на един фотон (най-малката, елементарна частица светлина) е достатъчна, за да реагират пръчиците. Този факт помага за така нареченото нощно виждане, което ви позволява да виждате по здрач.

Пръчиците не могат да различават цветовете, на първо място, това се дължи на наличието само на един пигмент, родопсин, в пръчките. Родопсинът, или наричан по друг начин визуален лилав, поради включването на две групи протеини (хромофор и опсин), има два максимума на абсорбция на светлина, въпреки че, като се има предвид, че един от тези максимуми е отвъд светлината, видима за човешкото око (278 nm е ултравиолетовата област, невидима за окото), трябва да ги наречем максимуми на поглъщане на вълни. Въпреки това, вторият максимум на поглъщане все още е видим за окото - той се намира на около 498 nm, което е сякаш на границата между зеленото цветови спектъри синьо.

Надеждно е известно, че родопсинът, съдържащ се в пръчките, реагира на светлина по-бавно от йодопсин в колбичките. Поради това прътите реагират по-слабо на динамиката на светлинния поток и лошо разграничават обектите в движение. По същата причина зрителната острота също не е специализация на пръчките.

Конуси на ретината

Конусите получават името си поради формата си, подобна на лабораторни колби. Дължината на конуса е 0,00005 метра или 0,05 mm. Диаметърът му в най-тясната му част е около 0,000001 метра, или 0,001 мм, а в най-широката 0,004 мм. Има около 7 милиона шишарки на здрав възрастен.

Конусите са по-малко чувствителни към светлина; с други думи, за тяхното възбуждане ще е необходим светлинен поток, който е десетки пъти по-интензивен, отколкото за възбуждане на пръчици. Конусите обаче са в състояние да обработват светлината по-интензивно от пръчиците, поради което те по-добре възприемат промените в светлинния поток (например, те са по-добри от пръчките при разграничаване на светлината в динамика, когато обектите се движат спрямо окото), а също така определят по-ясно изображение.

Конусът на човешкото око се състои от 4 сегмента:

1 - Външен сегмент (съдържа мембранни дискове с йодопсин),

2 - Свързващ сегмент (констрикция),

3 - Вътрешен сегмент (съдържа митохондрии),

4 - Област на синаптична връзка (базален сегмент).

Причината за гореописаните свойства на шишарките е съдържанието в тях на биологичния пигмент йодопсин. По време на писането на тази статия са открити два вида йодопсин (изолирани и доказани): еритролаб (пигмент, чувствителен към червената част на спектъра, към дълги L-вълни), хлоролаб (пигмент, чувствителен към зелената част на спектъра, до средни М-вълни). Към днешна дата не е открит пигмент, който да е чувствителен към синята част на спектъра, към късите S-вълни, въпреки че вече има име - цианолаб.

Разделянето на конусите на 3 вида (въз основа на доминирането на цветни пигменти в тях: еритролаб, хлоролаба, цианолаб) се нарича хипотеза за трикомпонентно зрение. Съществува обаче и нелинейна двукомпонентна теория за зрението, чиито привърженици смятат, че всеки конус съдържа едновременно еритролаб и хлоролаб и следователно е способен да възприема цветовете на червения и зеления спектър. В този случай ролята на цианолаб се поема от избледнял родопсин от пръчиците. Тази теория се подкрепя от факта, че хората, страдащи от, а именно в синята част на спектъра (тританопия), също изпитват затруднения с здрачно зрение(нощна слепота), което е признак за неправилно функциониране на пръчките на ретината.