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

ПАЧКИ ​​И ШИШАРКИ

ПАЧКИ ​​И ШИШАРКИ(фоторецептори), клетки на РЕТИНАТА, чувствителни към светлина. Пръчиците се намират в цветния слой, отделят РОДОПСИН и са РЕЦЕПТОРИ на светлина с нисък интензитет. Конусите отделят йодопсин, приспособен да различава цветовете. Пръчките различават само нюанси на черно и бяло, но са особено чувствителни към движение.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво представляват "ПЛЕЧКИ И ШИШАРКИ" в други речници:

Този термин има и други значения, вижте Пръчки. Напречно сечение на ретиналния слой ... Wikipedia

пръчици - Рецепторни клеткиразположен върху ретината на окото. Пръчиците са по-активни при слаба светлина, докато конусите са по-активни при добра светлина. Нощните животни имат много повече визуални пръчици … Голяма психологическа енциклопедия

Фоторецептори на ретината, които осигуряват здрачно (скотопично) зрение. вътр. рецепторният процес дава на клетката формата на P. (оттук и името). Няколко Елементите са свързани синаптично. връзка с една биполярна клетка и няколко. биполярни, от своя страна, с един ... Биологичен енциклопедичен речник

Напречно сечение на ретиналния слой ... Wikipedia

Напречно сечение на ретиналния слой Структура на конуса (ретината). 1 мембрана половина ... Wikipedia

ШИШАРКИ- Зрителни рецептори в ретината, които осигуряват цветно зрение. Те са по-плътни ямкаретината и колкото по-близо до периферията, толкова по-рядко. Конусите имат по-висок праг на чувствителност от пръчките и участват преди ... ... Речникв психологията

конуси- зрителни рецептори в ретината на окото, които осигуряват цветно зрение и участват в дневната светлина или фотопичното зрение. Те са по-гъсто разположени в централната ямка на ретината и се срещат все по-рядко, когато се приближават към нейната периферия. Имат още…… енциклопедичен речникпо психология и педагогика

И; и. Anat. Вътрешна фоточувствителна мембрана на окото; ретината. * * * Ретината (ретината), вътрешната обвивка на окото, състояща се от много светлочувствителни пръчици и конусовидни клетки (човек 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 черупки: външната, представена от склерата и роговицата; средата, 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 обектите върху ретината. Всяко такова изображение съответства на определен ... ... Енциклопедичен речник F.A. Brockhaus и I.A. Ефрон

38. Фоторецептори (пръчици и колбички), разлики между тях. Биофизични процеси, които възникват, когато светлинният квант се абсорбира във фоторецепторите. Визуални пигменти на пръчици и колбички. Фотоизомеризация на родопсин. Механизъм на цветното зрение.

.3. БИОФИЗИКА НА СВЕТЛИНОВЪЗПРИЯТИЕТО В РЕТИНАТА Структурата на ретината

Структурата на окото, върху която се получава изображението, се нарича ретината(мрежа). 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 биполярните дендрити, както и между биполярните аксони и ганглийните клетки има синапси. Образуват се аксони на ганглийни клетки оптичен нерв. Извън ретината (броейки от центъра на окото) лежи черен слой от пигментния епител, който абсорбира неизползваното (непогълнато от фоторецепторите) лъчение, преминало през ретината. От другата страна на ретината (по-близо до центъра) е хориоидеядоставя кислород и хранителни вещества на ретината.

Пръчките и конусите се състоят от две части (сегменти) . Вътрешен сегмент - това е обикновена клетка с ядро, митохондрии (има много от тях във фоторецепторите) и други структури. Външен сегмент. почти изцяло изпълнен с дискове, които са образувани от фосфолипидни мембрани (в пръчици до 1000 диска, в конуси около 300). Дисковите мембрани съдържат приблизително 50% фосфолипиди и 50% специален зрителен пигмент, който в пръчиците се нарича родопсин(заради розовия си цвят; rhodes е гръцки за розово) и в шишарки йодопсин. За краткост по-нататък ще говорим само за пръчки; процесите в конусите са подобни.Разликите между конусите и пръчките ще бъдат разгледани в друг раздел. Родопсинът е изграден 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 зрително увреждане.

Разлики между пръчици и конуси

1. разлика в чувствителността. . Прагът за усещане на светлина в пръчиците е много по-нисък от този на 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 поглъщане на светлинни кванти. Въпреки това, главната причинав различен. Съседни пръчици, използващи електрически синапси. обединени в комплекси т.нар рецептивни полета .. електрически синапси (връзки) може да се отваря и затваря; следователно броят на пръчиците в рецептивното поле може да варира в широки граници в зависимост от количеството на осветеност: колкото по-слаба е светлината, толкова по-големи са рецептивните полета. При много слаба светлина над хиляда пръчици могат да се комбинират в поле. Смисълът на такава комбинация е, че увеличава съотношението на полезния сигнал към шума. В резултат на топлинни колебания върху мембраните на пръчките възниква случайно променяща се потенциална разлика, която се нарича шум.При слаба светлина амплитудата на шума може да надвиши полезния сигнал, тоест количеството хиперполяризация, причинена от действие 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 възприемащо поле, има фундаментална разлика между шум и полезен сигнал. Полезният сигнал в този случай възниква като сума от сигналите, генерирани от пръчките, комбинирани в една система - рецептивно поле . Тези сигнали са кохерентни, идват от всички пръти в една и съща фаза. Шумовите сигнали поради хаотичния характер на топлинното движение са некохерентни, те идват в случайни фази. От теорията на събирането на трептенията е известно, че за кохерентни сигнали общата амплитуда е равна на : Asum = A 1 н, Където А 1 - амплитуда на единичен сигнал, н- брой сигнали.При некохерентни. сигнали (шум) Asumm=A 1 5.7n. Нека например амплитудата на полезния сигнал е 10 μV, а амплитудата на шума е 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, т.е. сигналът ще бъде 6 пъти повече шум. С тази нагласа сигналът ще се приема уверено и ще създава усещане за светлина. Конусите работят при добра светлина, когато дори в един конус сигналът (PRP) е много повече от шум. Следователно всеки конус обикновено изпраща свой собствен сигнал към биполярните и ганглиозните клетки независимо от другите. Въпреки това, ако светлината е намалена, конусите също могат да се комбинират в рецептивни полета. Вярно е, че броят на конусите в полето обикновено е малък (няколко десетки). Като цяло конусите осигуряват дневно виждане, пръчиците осигуряват виждане в здрач.

2.Разлика в резолюцията.. Разделителната способност на окото се характеризира с минималния ъгъл, при който две съседни точки от обекта 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

псувам като една точка, тъй като цялото рецептивно поле изпраща един общ сигнал към централната нервна система. Ето защо разделителна способност (зрителна острота)с прът (здрач) зрението е ниско. При недостатъчно осветление пръчките също започват да се комбинират в рецептивни полета и зрителната острота намалява. Следователно, когато се определя зрителната острота, масата трябва да е добре осветена, в противен случай може да се направи съществена грешка.

3. Разликата в разположението. Когато искаме да видим 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, именно 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 лутея. 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 цветното зрение.Цветното зрение е уникално за колбичките; изображението, дадено от клечките, е едноцветно.

Механизъм за цветно зрение

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

на един тип максимумът на поглъщане е в синята част на спектъра, другата - в зелено и третата - в червено (фиг. 5). Във всеки конус има по 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 ЦНС, ще характеризират спектралния състав на възприеманата светлина, която дава субективно усещане за цвят.

Информация за света около 90% от човек получава чрез органа на зрението. Ролята на ретината е зрителна 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 - по време на дневни часове – повишено натоварванеконусите се тестват. Пръчиците са отговорни за зрението в здрач - ако не са достатъчно активни, нощна слепота.

Конусите и пръчиците в ретината на окото имат различна структуратъй като техните функции са различни.

Структурата на човешкото око

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 посочени? Това са рецептори нервна тъканкоито изграждат ретината. Благодарение на конусите и пръчиците ретината получава изображение, фиксирано от роговицата и лещата. Импулсите предават изображението в централната нервна система, където информацията се обработва. Този процес се извършва за части от секундата – почти мигновено.

Повечето от чувствителните фоторецептори са разположени в макулата - това е името на централната област на ретината. Второто име на макулата е жълто петноочи. Това име е дадено на макулата, защото при изследване на тази област ясно се вижда жълтеникав оттенък.

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

Конуси в окото

Шишарките са получили името си, защото са подобни по форма на колби, само много малки. При възрастен ретината включва 7 милиона от тези рецептори.

Всеки конус се състои от 4 слоя:

• външни - мембранни дискове с цветен пигмент йодопсин; именно този пигмент осигурява висока чувствителностпри възприемане на светлинни вълни с различна дължина;
• свързващ слой - вторият слой - стеснение, което позволява да се образува формата на чувствителен рецептор - състои се от митохондрии;
• вътрешната част - базалния сегмент, връзката;
• синаптична област.

Понастоящем са напълно проучени само 2 светлочувствителни пигмента в състава на фоторецептори от този тип, хлоролаб и еритролаб. Първият е отговорен за възприемането на жълто-зелената спектрална област, а втората - жълто-червената.

Забива се в очите

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

Съставът на пръчките включва следните елементи:

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

Максималната светлочувствителност се осигурява от пигмента родопсин (визуално лилаво). Той не може да прави разлика между цветовите нюанси, но реагира дори на минимални светлинни проблясъци, 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, 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 по-ясно да възприема заобикалящата информация. Именно това може да обясни, че на тъмно с времето те започват да виждат по-ясно. Колкото по-малко светлина влиза, толкова по-остро е зрението на здрача.

Конуси и пръчици на окото - функции

Невъзможно е фоторецепторите да се разглеждат отделно - в зрителен апаратте образуват едно цяло и носят отговорност за зрителни функциии цветоусещане. Без координираната работа на двата вида рецептори, 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 са включени дълговълнови и средновълнови конуси с широки светлочувствителни 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 моносинаптични биполярни клетки, които свързват конуси с ганглийна клетка. Ганглийната клетка е неврон, който се намира в ретината на окото и генерира нервни импулси.

Заедно пръчиците и колбичките свързват амакрилни и хоризонтални клетки, така че първата обработка на информацията се извършва дори в самата ретина. Това осигурява 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 различната структура на фоторецепторите, те взаимно допълват функциите си. Благодарение на тяхната координирана работа е възможно да се получи рязко и ясно изображение.

Конусите на ретината на очната ябълка са една от разновидностите на фоторецепторите, която е част от слоя, отговорен за фоточувствителността. Конусите са една от най-сложните и важни структури на структурата. човешко окоотговорни 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 получения сигнал и разпознават голям бройцветове и техните нюанси, но не всички тези процеси са проучени днес.

Шишарките са получили името си, защото те външен видмного подобен на обикновена лабораторна колба.

Пръчиците и колбичките са чувствителни рецептори в ретината на окото, които трансформират светлинните стимули в нервни

Конусът е с дължина 0,05 mm и ширина 0,004 mm. Диаметърът на най-тясната точка на конуса е 0,001 mm. Въпреки факта, че размерът им е много малък, натрупването на конуси върху ретината е милиони. Този фоторецептор, въпреки микроскопичния си размер, има един от най сложна анатомияи се състои от няколко отдела:

1. Във външния отделима натрупване на плазмалеми, от които се образуват полудискове. Броят на такива натрупвания в органите на зрението се оценява на стотици. Също така във външната част се съдържа пигментът йодопсин, който участва в механизмите на цветното зрение.
2. Отдел за подвързване- най-стегнатата 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 клетки, отговорни за функционирането на рецептора. Тук също са ядрото, митохондриите и рибозомата. Такова съседство може да показва, че във вътрешния участък протичат интензивни процеси на производство на енергия, които са необходими за правилното функциониране на фоторецепторите.
4. Синаптичен отдел, служи като връзка между рецепторите, които са чувствителни към светлина и нервни клетки. Именно в този участък се съдържа вещество, което играе основна роля в предаването на импулси от слоя на ретината, отговорен за светлинното възприемане, към оптичния нерв.

Как работят фоторецепторите

Процесът, по който работят конусите, все още не е разбран. 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 трикомпонентно зрение

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

• еритролаб;
• хлоролаб;
• цианолаб;

И ако първите две разновидности на пигмента вече са проучени подробно, тогава съществуването на третия се извършва само на теория и неговото съществуване се потвърждава само 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, са способни 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 теорията за трикомпонентната структура очна ретина.

Нелинейна двукомпонентна теория

Привържениците на тази теория напълно отричат ​​съществуването на трети вид пигмент. Те са оправдани от факта, че за нормалното възприемане на светлината на останалите части от спектъра е достатъчно да има работа на такъв механизъм като пръчки. Въз основа на това може да се твърди, че ретинатаочната ябълка е в състояние да възприема цялата цветова гама само когато съвместна работаконуси и пръчици. Тази теория също предполага, че взаимодействието на тези структури поражда способността да се определя наличието на жълти нюанси в гамата. видими цветове. Към какъв цвят конусите на ретината са селективно чувствителни, днес няма отговор, тъй като този въпрос не е решен.

На ретината на здрав възрастен човек има около 7 милиона колбички.

Научно е доказано съществуването на хора с рядка аномалия - допълнителен конус на очната ретина. Това означава, че при хората с този феномен друг фоторецептор се намира в очната ябълка. Хората с тази аномалия могат да различават 10 пъти повече нюанси от човек с нормално количестворецептори. Противоречиви проучвания предоставят следните данни.

Идентифицираната патология се среща само при 2% от населението и изключително при жените. Втората изследователска група обаче твърди, че днес такава особеност се среща при една четвърт от населението на Земята.

Ретината - ретината на очната ябълка, е в състояние да възприема информация напълно, 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 нямат способността да различават определени цветове, тъй като заболяването е генетично наследствено и няма специфичен метод на лечение.

Пръчките имат формата на цилиндър с неравен, но приблизително равен диаметър на кръга по дължина. Освен това дължината (равна на 0,000006 m или 0,06 mm) е 30 пъти по-голяма от техния диаметър (0,000002 m или 0,002 mm), поради което удълженият цилиндър наистина прилича много 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 (мигли),

4 - Базален сегмент (нервна връзка)

Пръчките са изключително чувствителни към светлина. Достатъчна енергия от един фотон (най-малката, елементарна частица светлина) за реакцията на пръчиците. Този факт помага за така нареченото нощно виждане, което ви позволява да виждате по здрач.

Пръчките не могат да различават цветовете, на първо място, това се дължи на наличието само на един пигмент родопсин в пръчките. Родопсинът, или по друг начин се нарича визуално лилаво, 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 извън светлината, видима за човешкото око (278 nm е ултравиолетовата област, невидима за окото), струва си 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 пръчиците, реагира на светлина по-бавно от йодопсинът в колбичките. Поради това пръчките реагират по-малко на динамиката на светлинния поток и слабо различават обектите в движение. По същата причина зрителната острота също не е специализация на пръчките.

Конуси на ретината

Конусите получиха 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 в здрав възрастен човек.

Конусите са по-малко чувствителни към светлина, с други думи, за да ги възбудите, е необходим светлинен поток десет пъти по-интензивен, отколкото за възбуждане на пръчиците. Конусите обаче са в състояние да обработват светлината по-интензивно от пръчиците, поради което възприемат по-добре промените в светлинния поток (например пръчиците са по-добри в разграничаването на светлината в динамиката, 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 горните 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 е чувствителен към синята част на спектъра, към къси S-вълни, въпреки че вече му е присвоено името цианолаб.

Разделянето на конусите на 3 вида (според преобладаването на цветните пигменти в тях: еритролаб, хлоролаб, цианолаб) се нарича трикомпонентна хипотеза на зрението. Съществува обаче и нелинейна двукомпонентна теория за зрението, чиито привърженици смятат, че всеки конус съдържа едновременно еритролаб и хлоролаб, което означава, че е в състояние да възприема цветовете на червения и зеления спектър. В същото време избледнелият родопсин от пръчиците поема ролята на цианолаб. В подкрепа на тази теория се казва също, че хората, страдащи, а именно в синята част на спектъра (тританопия), също имат затруднения с здрачно зрение(нощна слепота), което е признак на неправилна работа на пръчките на ретината.