प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएँ छड़ और शंकु हैं। रेटिना की छड़ें और शंकु: संरचना

मुख्य प्रकाश-संवेदनशील तत्व (रिसेप्टर्स) दो प्रकार की कोशिकाएँ हैं: एक डंठल के रूप में - चिपक जाती है 110-123 मिलियन. (ऊंचाई 30 माइक्रोन, मोटाई 2 माइक्रोन), अन्य छोटे और मोटे हैं - कोन 6-7 मिलियन. (ऊंचाई 10 माइक्रोन, मोटाई 6-7 माइक्रोन)। वे रेटिना में असमान रूप से वितरित होते हैं। रेटिना के केंद्रीय फोविया (फोविया सेंट्रलिस) में केवल शंकु (140 हजार प्रति 1 मिमी तक) होते हैं। रेटिना की परिधि की ओर, उनकी संख्या कम हो जाती है, और छड़ों की संख्या बढ़ जाती है।

प्रत्येक फोटोरिसेप्टर - रॉड या शंकु - में एक प्रकाश-संवेदनशील बाहरी खंड होता है जिसमें दृश्य वर्णक और एक आंतरिक खंड होता है जिसमें नाभिक और माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं जो फोटोरिसेप्टर सेल में ऊर्जा प्रक्रियाएं प्रदान करते हैं।

बाहरी खंड एक प्रकाश संवेदनशील क्षेत्र है जहां प्रकाश ऊर्जा रिसेप्टर क्षमता में परिवर्तित हो जाती है। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म अध्ययनों से पता चला है कि बाहरी खंड प्लाज्मा झिल्ली द्वारा गठित झिल्लीदार डिस्क से भरा होता है। लाठियों में, प्रत्येक बाहरी खंड में, शामिल है 600-1000 डिस्क, जो सिक्कों के स्तंभ की तरह व्यवस्थित चपटी झिल्लीदार थैलियाँ हैं। शंकु में कम झिल्लीदार डिस्क होती हैं। यह आंशिक रूप से समझाता है अधिक उच्च संवेदनशीलप्रकाश से चिपक जाता है(एक छड़ी किसी भी चीज़ को उत्तेजित कर सकती है प्रकाश की एक मात्रा, ए एक शंकु को सक्रिय करने में सौ से अधिक क्वांटा लगते हैं)।

प्रत्येक डिस्क एक दोहरी झिल्ली होती है जिसमें एक दोहरी परत होती है फॉस्फोलिपिड अणु , जिसके बीच प्रोटीन अणु होते हैं। रेटिनल, जो दृश्य वर्णक रोडोप्सिन का हिस्सा है, प्रोटीन अणुओं से जुड़ा होता है।

फोटोरिसेप्टर कोशिका के बाहरी और भीतरी खंडों को झिल्लियों द्वारा अलग किया जाता है जिसके माध्यम से एक किरण गुजरती है 16-18 पतले तंतु. आंतरिक खंड एक प्रक्रिया में गुजरता है, जिसकी मदद से फोटोरिसेप्टर कोशिका सिनैप्स के माध्यम से उत्तेजना को उसके संपर्क में द्विध्रुवी तंत्रिका कोशिका तक पहुंचाती है।

रिसेप्टर्स के बाहरी खंड वर्णक उपकला का सामना करते हैं, ताकि प्रकाश शुरू में 2 परतों से होकर गुजरे तंत्रिका कोशिकाएंऔर रिसेप्टर्स के आंतरिक खंड, और फिर वर्णक परत तक पहुंचते हैं।

कोनउच्च प्रकाश स्थितियों में काम करें - दिन और रंग दृष्टि प्रदान करें, और लाठियाँ- के लिए उत्तरदायी हैं गोधूलि दृष्टि.

हमें दिखाई देता है विद्युत चुम्बकीय विकिरण का स्पेक्ट्रम लघु-तरंग (तरंग दैर्ध्य) के बीच होता है400nm से) विकिरण जिसे हम बैंगनी प्रकाश और दीर्घ-तरंग विकिरण (तरंगदैर्घ्य) कहते हैं700 एनएम तक ) लाल कहा जाता है.छड़ों में एक विशेष रंगद्रव्य होता है - rhodopsin, (इसमें विटामिन ए एल्डिहाइड या रेटिनल और प्रोटीन) या दृश्य बैंगनी होता है, जिसका स्पेक्ट्रम अधिकतम होता है, जिसका अवशोषण 500 नैनोमीटर के क्षेत्र में होता है।यह अंधेरे में पुन: संश्लेषित होता है और प्रकाश में फीका पड़ जाता है। विटामिन ए की कमी से गोधूलि दृष्टि क्षीण होती है - "रतौंधी"।

तीन प्रकार के शंकुओं के बाहरी खंडों में ( नीला-, हरा- और लाल-संवेदनशील) में तीन प्रकार के दृश्य वर्णक होते हैं, जिनमें से अधिकतम अवशोषण स्पेक्ट्रा होता है नीला (420 एनएम), हरा(531 एनएम)और लाल(558 एनएम) स्पेक्ट्रम के भाग. लाल शंकु वर्णकनाम मिला - "आयोडोप्सिन". आयोडोप्सिन की संरचना रोडोप्सिन के समान होती है।

आइए परिवर्तनों के क्रम पर नजर डालें:

फोटोरिसेप्शन की आणविक फिजियोलॉजी: शंकु और रॉड जानवरों से इंट्रासेल्युलर रिकॉर्डिंग यह दर्शाती है अंधेरे में, फोटोरिसेप्टर के साथ एक गहरा प्रवाह प्रवाहित होता है, जो आंतरिक खंड को छोड़कर बाहरी खंड में प्रवेश करता है। प्रकाश से इस धारा में रुकावट आती है।रिसेप्टर क्षमता ट्रांसमीटर की रिहाई को नियंत्रित करती है ( ग्लूटामेट)फोटोरिसेप्टर सिनैप्स पर. यह दिखाया गया है कि अंधेरे में फोटोरिसेप्टर लगातार एक ट्रांसमीटर छोड़ता है जो कार्य करता है विध्रुवण क्षैतिज और द्विध्रुवी कोशिकाओं की पोस्टसिनेप्टिक प्रक्रियाओं की झिल्लियों पर रास्ता।

छड़ों और शंकुओं में सभी रिसेप्टर्स के बीच अद्वितीय विद्युत गतिविधि होती है; प्रकाश के संपर्क में आने पर उनकी रिसेप्टर क्षमताएं होती हैं अतिध्रुवीकरण, उनके प्रभाव में कार्य क्षमताएँ उत्पन्न नहीं होतीं।

(जब प्रकाश को दृश्य वर्णक - रोडोप्सिन, एक तात्कालिक अणु द्वारा अवशोषित किया जाता है आइसोमराइज़ेशन इसका क्रोमोफोर समूह: 11-सीस-रेटिनल को ट्रांस-रेटिनल में बदल दिया जाता है। रेटिनल के फोटोइसोमेराइजेशन के बाद, अणु के प्रोटीन भाग में स्थानिक परिवर्तन होते हैं: यह फीका पड़ जाता है और अवस्था में चला जाता है मेथोरोडोप्सिन II इसके परिणामस्वरूप, दृश्य वर्णक अणु दूसरे के साथ बातचीत करने की क्षमता प्राप्त कर लेता है निकट-झिल्ली प्रोटीनजी यूएनोसिन ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी) -बाइंडिंग प्रोटीन - ट्रांसड्यूसिन (टी) .

मेटारोडॉप्सिन के साथ संयोजन में, ट्रांसड्यूसिन एक सक्रिय अवस्था में प्रवेश करता है और अंधेरे में (जीटीपी) के लिए इससे जुड़े गैनोसाइट डिफॉस्फेट (जीडीपी) का आदान-प्रदान करता है। ट्रांसफ़डुसीन+ जीटीपी एक अन्य निकट-झिल्ली प्रोटीन - एंजाइम फॉस्फोडिएस्टरेज़ (पीडीई) के एक अणु को सक्रिय करता है। सक्रिय PDE कई हजार cGMP अणुओं को नष्ट कर देता है .

परिणामस्वरूप, रिसेप्टर के बाहरी खंड के साइटोप्लाज्म में सीजीएमपी की सांद्रता कम हो जाती है। इससे बाहरी खंड के प्लाज्मा झिल्ली में आयन चैनल बंद हो जाते हैं जो खुले थे अंधेरे मेंऔर जिसके माध्यम से कोशिका के अंदर इसमें Na + और Ca शामिल हैं।आयन चैनल के कारण बंद हो जाते हैं सीजीएमपी की सांद्रता, जो चैनलों को खुला रखती थी, गिर जाती है।अब यह पाया गया है कि रिसेप्टर में छिद्र किसके कारण खुलते हैं सीजीएमपी चक्रीय ग्वानोसिन मोनोफॉस्फेट .

फोटोरिसेप्टर की मूल अंधेरे स्थिति को बहाल करने के लिए तंत्र सीजीएमपी की बढ़ी हुई सांद्रता से जुड़ा हुआ। (अंधेरे चरण में एल्केल्डिहाइड्रोजनेज + एनएडीपी की भागीदारी के साथ)

इस प्रकार, फोटोपिगमेंट अणुओं द्वारा प्रकाश के अवशोषण से Na के लिए पारगम्यता में कमी आती है, जो हाइपरपोलराइजेशन के साथ होती है, यानी। रिसेप्टर क्षमता का उद्भव. हाइपरपोलराइजिंग रिसेप्टर क्षमता जो बाहरी खंड की झिल्ली पर उत्पन्न होती है, फिर कोशिका के साथ उसके प्रीसानेप्टिक सिरे तक फैल जाती है और ट्रांसमीटर रिलीज की दर में कमी आती है - ग्लूटामेट . ग्लूटामेट के अलावा, रेटिना न्यूरॉन्स अन्य न्यूरोट्रांसमीटर को संश्लेषित कर सकते हैं, जैसे एसिटाइलकोलाइन, डोपामाइन, ग्लाइसीन गाबा.

फोटोरिसेप्टर विद्युत (स्लॉट) संपर्कों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। यह कनेक्शन चयनात्मक है: छड़ें छड़ियों आदि से जुड़ी होती हैं।

फोटोरिसेप्टर से ये प्रतिक्रियाएँ क्षैतिज कोशिकाओं पर एकत्रित होती हैं, जिससे पड़ोसी शंकुओं में विध्रुवण होता है, जिससे नकारात्मक प्रभाव पड़ता है प्रतिक्रिया, जो प्रकाश कंट्रास्ट को बढ़ाता है।

रिसेप्टर स्तर पर, अवरोध होता है और शंकु संकेत अब अवशोषित फोटॉनों की संख्या को प्रतिबिंबित नहीं करता है, बल्कि रिसेप्टर के आसपास रेटिना पर प्रकाश की घटना के रंग, वितरण और तीव्रता के बारे में जानकारी देता है।

रेटिना न्यूरॉन्स तीन प्रकार के होते हैं - द्विध्रुवी, क्षैतिज और अमैक्राइन कोशिकाएँ।द्विध्रुवी कोशिकाएं सीधे फोटोरिसेप्टर को गैंग्लियन कोशिकाओं से जोड़ती हैं, यानी। रेटिना के माध्यम से ऊर्ध्वाधर दिशा में सूचना प्रसारित करना। क्षैतिज और अमैक्राइन कोशिकाएँ क्षैतिज रूप से सूचना संचारित करती हैं।

द्विध्रुवीकोशिकाएं रेटिना में व्याप्त हो जाती हैं रणनीतिक स्थितिचूंकि गैंग्लियन कोशिकाओं तक पहुंचने वाले रिसेप्टर्स में उत्पन्न होने वाले सभी संकेतों को उनके माध्यम से गुजरना होगा।

यह प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हो चुका है द्विध्रुवी कोशिकाओं में ग्रहणशील क्षेत्र होते हैं जिसमें वे हाईलाइट करते हैं केंद्र और परिधि (जॉन डाउलिंग - और अन्य। हार्वर्ड मेडिकल स्कूल)।

ग्रहणशील क्षेत्र रिसेप्टर्स का एक समूह है जो एक या अधिक सिनैप्स के माध्यम से किसी दिए गए न्यूरॉन को संकेत भेजता है।

ग्रहणशील क्षेत्र का आकार: d=10 µm या 0.01 मिमी - केंद्रीय फोसा के बाहर।

छेद में हीd=2.5µm (इसकी बदौलत हम 2 बिंदुओं में अंतर करने में सक्षम हैं दृश्य दूरीउनके बीच केवल 0.5 चाप मिनट हैं - 2.5 माइक्रोन - यदि आप तुलना करते हैं, तो यह लगभग 150 मीटर की दूरी पर 5-कोपेक सिक्का है)

द्विध्रुवी कोशिकाओं के स्तर से शुरू होकर, दृश्य प्रणाली के न्यूरॉन्स दो समूहों में विभेदित होते हैं जो प्रकाश और अंधेरे के विपरीत तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं:

1 - कोशिकाएँ, प्रकाशित होने पर उत्तेजित और अँधेरा होने पर अवरुद्ध हो जाता है "पर" - न्यूरॉन्सऔर

प्रकोष्ठों अँधेरा होने पर उत्तेजित और रोशन होने पर बाधित - " बंद" - न्यूरॉन्स।ऑन-सेंटर वाली एक कोशिका उल्लेखनीय रूप से बढ़ी हुई आवृत्ति पर डिस्चार्ज होती है।

यदि आप लाउडस्पीकर के माध्यम से ऐसे सेल के डिस्चार्ज को सुनते हैं, तो पहले आप सहज आवेगों, व्यक्तिगत यादृच्छिक क्लिकों को सुनेंगे, और फिर प्रकाश चालू करने के बाद, आवेगों का एक समूह दिखाई देगा, जो मशीन गन के फटने की याद दिलाता है। इसके विपरीत, ऑफ-रिएक्शन वाली कोशिकाओं में (जब प्रकाश बंद हो जाता है - आवेगों का एक वॉली) यह पृथक्करण दृश्य प्रणाली के सभी स्तरों पर संरक्षित होता है, कॉर्टेक्स तक और इसमें भी।

रेटिना के भीतर ही सूचना प्रसारित होती है गैर-पल्स तरीके से (क्रमिक क्षमता का प्रसार और ट्रांससिनेप्टिक ट्रांसमिशन)।

क्षैतिज, द्विध्रुवी और अमोक्राइन कोशिकाओं में, सिग्नल प्रोसेसिंग झिल्ली क्षमता (टॉनिक प्रतिक्रिया) में धीमे बदलाव के माध्यम से होती है। पीडी उत्पन्न नहीं हुई है.

छड़ों, शंकुओं और क्षैतिज कोशिकाओं की प्रतिक्रियाएँ हाइपरपोलराइज़िंग होती हैं, और द्विध्रुवी कोशिकाओं की प्रतिक्रियाएँ या तो हाइपरपोलराइज़िंग या विध्रुवण हो सकती हैं। अमैक्राइन कोशिकाएँ विध्रुवण क्षमताएँ पैदा करती हैं।

यह समझने के लिए कि ऐसा क्यों है, हमें एक छोटे से चमकीले बिंदु के प्रभाव की कल्पना करने की आवश्यकता है। रिसेप्टर्स अंधेरे में सक्रिय होते हैं, और प्रकाश, हाइपरपोलराइजेशन का कारण बनता है, उनकी गतिविधि को कम कर देता है। अगर उत्तेजक अन्तर्ग्रथन, अंधेरे में बाइपोलर सक्रिय हो जाएगा, ए प्रकाश में निष्क्रिय करें; यदि सिनैप्स निरोधात्मक है, तो द्विध्रुवी कोशिका अंधेरे में बाधित होती है, और प्रकाश में, रिसेप्टर को बंद करके, यह इस अवरोध को हटा देती है, यानी द्विध्रुवी कोशिका सक्रिय हो जाती है। वह। रिसेप्टर-बाइपोलर सिनैप्स उत्तेजक है या निरोधात्मक, यह रिसेप्टर द्वारा जारी ट्रांसमीटर पर निर्भर करता है।

क्षैतिज कोशिकाएँ द्विध्रुवी कोशिकाओं से नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं तक संकेतों के संचरण में भाग लेती हैं, जो फोटोरिसेप्टर से द्विध्रुवी कोशिकाओं और आगे नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं तक सूचना प्रसारित करती हैं।

क्षैतिज कोशिकाएँ स्पष्ट स्थानिक योग के साथ हाइपरपोलराइजेशन के साथ प्रकाश पर प्रतिक्रिया करती हैं।

क्षैतिज कोशिकाएं तंत्रिका आवेग उत्पन्न नहीं करती हैं, लेकिन झिल्ली में गैर-रैखिक गुण होते हैं जो क्षीणन के बिना आवेग-मुक्त सिग्नल संचरण सुनिश्चित करते हैं।

कोशिकाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: बी और सी। बी-प्रकार, या ल्यूमिनेंस, कोशिकाएं प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की परवाह किए बिना, हमेशा हाइपरपोलराइजेशन के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। सी-प्रकार की कोशिकाएँ, या रंगीन कोशिकाएँ, दो- और तीन-चरण में विभाजित होती हैं। उत्तेजक प्रकाश की लंबाई के आधार पर रंगीन कोशिकाएं या तो हाइपर या डीपोलराइजेशन के साथ प्रतिक्रिया करती हैं।

द्विध्रुवीय कोशिकाएँ या तो लाल-हरी होती हैं (लाल प्रकाश द्वारा विध्रुवित, हरे द्वारा अतिध्रुवीकृत) या हरी-नीली (हरे द्वारा विध्रुवित, नीले द्वारा अतिध्रुवीकृत)। त्रिफैसिक कोशिकाएं हरी रोशनी से विध्रुवित होती हैं, जबकि नीली और लाल रोशनी झिल्ली के हाइपरपोलराइजेशन का कारण बनती हैं। अमैक्राइन कोशिकाएं द्विध्रुवी से गैंग्लियन कोशिकाओं तक अगले चरण में सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को नियंत्रित करती हैं।

अमैक्राइन कोशिकाओं के डेंड्राइट आंतरिक परत में शाखा करते हैं, जहां वे द्विध्रुवी प्रक्रियाओं और गैंग्लियन कोशिकाओं के डेंड्राइट से संपर्क करते हैं। मस्तिष्क से आने वाले केन्द्रापसारक तंतु अमैक्राइन कोशिकाओं पर समाप्त होते हैं।

अमैक्राइन कोशिकाएं क्रमिक और स्पंदित क्षमताएं (चरणबद्ध प्रतिक्रिया) उत्पन्न करती हैं। ये कोशिकाएं प्रकाश के चालू और बंद होने पर तेजी से विध्रुवण के साथ प्रतिक्रिया करती हैं और कमजोर प्रदर्शन करती हैं

केंद्र और परिधि के बीच स्थानिक विरोध.

आँख का रेटिना मुख्य भाग है दृश्य विश्लेषक. यहां विद्युत चुम्बकीय प्रकाश तरंगों की अनुभूति होती है, उनका परिवर्तन होता है तंत्रिका आवेगऔर ऑप्टिक तंत्रिका तक संचरण। दिन (रंग) और रात की दृष्टि रेटिना में विशेष रिसेप्टर्स द्वारा प्रदान की जाती है। साथ में वे तथाकथित फोटोसेंसरी परत बनाते हैं। उनके आकार के आधार पर, इन रिसेप्टर्स को शंकु और छड़ कहा जाता है।

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सामान्य अवधारणाएँ

आँख की सूक्ष्म संरचना

हिस्टोलॉजिकली, आंख की रेटिना को 10 कोशिका परतों में विभाजित किया गया है। बाहरी प्रकाश-संवेदनशील परत में फोटोरिसेप्टर (छड़ और शंकु) होते हैं, जो न्यूरोएपिथेलियल कोशिकाओं की विशेष संरचनाएं हैं। उनमें दृश्य रंगद्रव्य होते हैं जो प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकते हैं। छड़ें और शंकु रेटिना पर असमान रूप से वितरित होते हैं। शंकुओं की मुख्य संख्या केंद्र में स्थित होती है, जबकि छड़ें परिधि पर स्थित होती हैं। लेकिन यह उनका एकमात्र अंतर नहीं है:

1. 1. छड़ें रात्रि दृष्टि प्रदान करती हैं। इसका मतलब यह है कि वे कम रोशनी की स्थिति में प्रकाश की धारणा के लिए जिम्मेदार हैं। तदनुसार, चॉपस्टिक की सहायता से कोई व्यक्ति वस्तुओं को केवल काले और सफेद रंग में ही देख सकता है।
2. 2. शंकु दिन के दौरान दृश्य तीक्ष्णता प्रदान करते हैं। इनकी मदद से इंसान दुनिया को रंग में देखता है।

छड़ें केवल छोटी तरंगों के प्रति संवेदनशील होती हैं, जिनकी लंबाई 500 एनएम (स्पेक्ट्रम का नीला भाग) से अधिक नहीं होती है। लेकिन वे तब भी सक्रिय रहते हैं फैला हुआ प्रकाश, जब फोटॉन फ्लक्स घनत्व कम हो जाता है। शंकु अधिक संवेदनशील होते हैं और सभी रंग संकेतों को समझ सकते हैं। लेकिन इन्हें उत्तेजित करने के लिए इससे कहीं ज्यादा तीव्रता की रोशनी की जरूरत होती है. अँधेरे में छड़ों द्वारा दृश्य कार्य किया जाता है। नतीजतन, शाम और रात में एक व्यक्ति वस्तुओं के सिल्हूट को देख सकता है, लेकिन उनका रंग महसूस नहीं कर पाता है।

रेटिना फोटोरिसेप्टर की शिथिलता का कारण बन सकता है विभिन्न रोगविज्ञानदेखना:

• बिगड़ा हुआ रंग धारणा (रंग अंधापन);
• रेटिना की सूजन संबंधी बीमारियाँ;
• रेटिना विच्छेदन;
• बिगड़ा हुआ गोधूलि दृष्टि (रतौंधी);
• फोटोफोबिया.



कोन

के साथ लोग उत्तम नेत्रज्योतिप्रत्येक आँख में लगभग सात मिलियन शंकु होते हैं। उनकी लंबाई 0.05 मिमी, चौड़ाई - 0.004 मिमी है। किरणों के प्रवाह के प्रति उनकी संवेदनशीलता कम होती है। लेकिन वे रंगों सहित रंगों के संपूर्ण सरगम ​​​​को गुणात्मक रूप से समझते हैं।

वे चलती वस्तुओं को पहचानने की क्षमता के लिए भी जिम्मेदार हैं, क्योंकि वे प्रकाश की गतिशीलता पर बेहतर प्रतिक्रिया करते हैं।



शंकु संरचना



शंकु और छड़ों की योजनाबद्ध संरचना

शंकु के तीन मुख्य खंड और एक संकुचन हैं:

1. 1. बाहरी खंड. इसमें प्रकाश-संवेदनशील वर्णक आयोडोप्सिन होता है, जो प्लाज्मा झिल्ली के तथाकथित अर्ध-डिस्क - सिलवटों में स्थित होता है। फोटोरिसेप्टर कोशिका का यह भाग लगातार नवीनीकृत होता रहता है।
2. 2. प्लाज्मा झिल्ली द्वारा निर्मित संकुचन ऊर्जा को स्थानांतरित करने का कार्य करता है आंतरिक खंडबाहर। यह तथाकथित सिलिया का प्रतिनिधित्व करता है जो इस संबंध को पूरा करता है।
3. 3. आंतरिक खंड - सक्रिय चयापचय का क्षेत्र। माइटोकॉन्ड्रिया यहां स्थित हैं - कोशिकाओं का ऊर्जा आधार। इस खंड में दृश्य प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊर्जा का तीव्र विमोचन होता है।
4. 4. सिनैप्टिक अंत सिनैप्स का क्षेत्र है - कोशिकाओं के बीच संपर्क जो तंत्रिका आवेगों को ऑप्टिक तंत्रिका तक पहुंचाते हैं।



रंग धारणा की तीन-घटक परिकल्पना

यह ज्ञात है कि शंकु में एक विशेष वर्णक - आयोडोप्सिन होता है, जो उन्हें सब कुछ समझने की अनुमति देता है रंग स्पेक्ट्रम. रंग दृष्टि की त्रिपक्षीय परिकल्पना के अनुसार शंकु तीन प्रकार के होते हैं। उनमें से प्रत्येक में अपने स्वयं के प्रकार का आयोडोप्सिन होता है और यह स्पेक्ट्रम के केवल अपने हिस्से को समझने में सक्षम है।

1. 1. एल-प्रकार में वर्णक एरिथ्रोलैब होता है और लंबी तरंगों, अर्थात् स्पेक्ट्रम के लाल-पीले हिस्से को पकड़ता है।
2. 2. एम-प्रकार में वर्णक क्लोरोलैब होता है और यह स्पेक्ट्रम के हरे-पीले क्षेत्र द्वारा उत्सर्जित मध्यम तरंगों को समझने में सक्षम है।
3. 3. एस-प्रकार में सायनोलैब वर्णक होता है और यह स्पेक्ट्रम के नीले भाग को समझकर छोटी तरंगों पर प्रतिक्रिया करता है।

आधुनिक ऊतक विज्ञान की समस्याओं में शामिल कई वैज्ञानिक रंग धारणा की तीन-घटक परिकल्पना की हीनता पर ध्यान देते हैं, क्योंकि तीन प्रकार के शंकु के अस्तित्व की पुष्टि अभी तक नहीं हुई है। इसके अलावा, जिस वर्णक को पहले सायनोलैब नाम दिया गया था, वह अभी तक खोजा नहीं जा सका है।

रंग धारणा की दो-घटक परिकल्पना

इस परिकल्पना के अनुसार, सभी रेटिना शंकु में एरीटोलैब और क्लोरोलैब दोनों होते हैं। इसलिए, वे लंबे समय तक और दोनों का अनुभव कर सकते हैं मध्य भागस्पेक्ट्रम और इसका छोटा हिस्सा, इस मामले में, छड़ों में निहित रोडोप्सिन वर्णक द्वारा माना जाता है।

यह सिद्धांत इस तथ्य से समर्थित है कि जो लोग स्पेक्ट्रम की छोटी तरंगों (अर्थात इसका नीला भाग) को समझने में असमर्थ हैं, वे एक साथ कम रोशनी की स्थिति में दृश्य हानि से पीड़ित होते हैं। अन्यथा, इस विकृति विज्ञान को "कहा जाता है" रतौंधी"और यह रेटिना की छड़ों की शिथिलता के कारण होता है।

चिपक जाती है



रेटिना में छड़ों (ग्रे) और शंकु (हरा) का अनुपात

छड़ें छोटे लम्बे सिलेंडर की तरह दिखती हैं, लगभग 0.06 मिमी लंबी। एक स्वस्थ वयस्क की प्रत्येक आंख के रेटिना में लगभग 120 मिलियन रिसेप्टर्स होते हैं। वे संपूर्ण रेटिना को भर देते हैं, मुख्य रूप से परिधि पर ध्यान केंद्रित करते हैं। मैक्युला (रेटिना का वह क्षेत्र जहां दृष्टि सबसे तेज होती है) में व्यावहारिक रूप से कोई छड़ नहीं होती है।

वह वर्णक जो छड़ों को प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील बनाता है उसे रोडोप्सिन या विज़ुअल पर्पल कहा जाता है। . तेज़ रोशनी में, रंगद्रव्य फीका पड़ जाता है और यह क्षमता खो देता है। इस समय, यह केवल छोटी प्रकाश तरंगों के प्रति संवेदनशील है, जो स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र को बनाती हैं। अंधेरे में इसका रंग और गुणवत्ता धीरे-धीरे बहाल हो जाती है।

छड़ों की संरचना

छड़ों की संरचना शंकु के समान होती है। इनमें चार मुख्य भाग होते हैं:

1. 1. झिल्लीदार डिस्क वाले बाहरी खंड में वर्णक रोडोप्सिन होता है।
2. 2. संयोजी खंड या सिलियम बाहरी और आंतरिक खंडों के बीच संपर्क बनाता है।
3. 3. आंतरिक खंड में माइटोकॉन्ड्रिया होता है। यहीं पर ऊर्जा उत्पादन प्रक्रिया होती है।
4. 4. बेसल खंड में शामिल हैं तंत्रिका सिराऔर आवेगों का संचार करता है।

फोटॉन के प्रभावों के प्रति इन रिसेप्टर्स की असाधारण संवेदनशीलता उन्हें प्रकाश उत्तेजना को परिवर्तित करने की अनुमति देती है घबराहट उत्तेजनाऔर इसे मस्तिष्क तक पहुंचाएं। इस प्रकार प्रकाश तरंगों को समझने की प्रक्रिया संपन्न होती है। मानव आँख से– फोटोरिसेप्शन.

मनुष्य एकमात्र जीवित प्राणी है जो दुनिया को उसके रंगों और रंगों की समृद्धि में समझने में सक्षम है। से आंखों की सुरक्षा हानिकारक प्रभावऔर दृश्य हानि की रोकथाम से इस अद्वितीय क्षमता को कई वर्षों तक संरक्षित रखने में मदद मिलेगी।

नमस्कार प्रिय पाठकों! हम सभी ने सुना है कि आंखों के स्वास्थ्य की रक्षा कम उम्र से ही की जानी चाहिए, क्योंकि खोई हुई दृष्टि हमेशा बहाल नहीं की जा सकती है। क्या आपने कभी सोचा है कि आँख कैसे काम करती है? यदि हम यह जानते हैं, तो हमारे लिए यह समझना आसान हो जाएगा कि कौन सी प्रक्रियाएँ हमारे आस-पास की दुनिया की दृश्य धारणा प्रदान करती हैं।

मानव आँख की एक जटिल संरचना होती है। शायद सबसे रहस्यमय और जटिल तत्व रेटिना है। यह एक पतली परत से बनी होती है तंत्रिका ऊतकऔर जहाज. परन्तु उसे ही सौंपा गया है सबसे महत्वपूर्ण कार्यआंख द्वारा प्राप्त जानकारी को तंत्रिका आवेगों में संसाधित करने के लिए, मस्तिष्क को एक रंगीन त्रि-आयामी छवि बनाने की अनुमति देता है।

आज हम रेटिना के तंत्रिका ऊतक के रिसेप्टर्स - अर्थात् छड़ों के बारे में बात करेंगे। रेटिना में रॉड रिसेप्टर्स की प्रकाश संवेदनशीलता क्या है और क्या हमें अंधेरे में देखने की अनुमति देती है?

छड़ और शंकु

इन दोनों तत्वों के साथ अजीब नाम- फोटोरिसेप्टर जो लेंस और कॉर्निया के हिस्सों द्वारा रिकॉर्ड की गई छवि बनाते हैं।

मनुष्य की दृष्टि में इन दोनों की बहुतायत है। लगभग 7 मिलियन शंकु हैं (वे छोटे जग जैसे दिखते हैं), और इससे भी अधिक छड़ें ("सिलेंडर") हैं - 120 मिलियन तक! बेशक, उनका आकार नगण्य है और मिलीमीटर (µm) के अंशों के बराबर है। एक छड़ी की लंबाई 60 माइक्रोन है। शंकु और भी छोटे हैं - 50 माइक्रोन।

छड़ों को उनका नाम उनके आकार के कारण मिला: वे सूक्ष्म सिलेंडरों के समान होते हैं।

इनमें शामिल हैं:

• झिल्ली डिस्क;
• दिमाग के तंत्र;
• माइटोकॉन्ड्रिया.

उन्हें पलकें भी प्रदान की जाती हैं। एक विशेष रंगद्रव्य, प्रोटीन रोडोप्सिन, कोशिकाओं को प्रकाश को "समझने" की अनुमति देता है।

रोडोप्सिन (एक प्रोटीन और एक पीला रंगद्रव्य) प्रकाश किरण पर इस प्रकार प्रतिक्रिया करता है: प्रकाश स्पंदनों के प्रभाव में यह विघटित हो जाता है, जिससे ऑप्टिक तंत्रिका में जलन होती है। मुझे कहना होगा, "सिलेंडरों" की संवेदनशीलता अद्भुत है: वे 2 फोटॉन से भी जानकारी कैप्चर करते हैं!

आँख के फोटोरिसेप्टर के बीच अंतर

मतभेद स्थान से शुरू होते हैं. "जग" केंद्र के करीब "भीड़" वाले हैं। वे इसके लिए "जिम्मेदार" हैं केंद्रीय दृष्टि. विशेष रूप से उनमें से कई रेटिना के केंद्र में, तथाकथित "पीले स्थान" में होते हैं।

इसके विपरीत, "सिलेंडरों" के समूह का घनत्व आंख की परिधि की ओर अधिक होता है।

आप निम्नलिखित विशेषताएं भी नोट कर सकते हैं:

• शंकु में छड़ों की तुलना में कम फोटोपिगमेंट होता है;
• "सिलेंडरों" की कुल संख्या 2 दर्जन गुना अधिक है;
• छड़ें किसी भी प्रकाश को समझने में सक्षम हैं - विसरित और प्रत्यक्ष; और शंकु विशेष रूप से सीधे हैं;
• परिधि पर स्थित कोशिकाओं की सहायता से हम काले रंग का अनुभव करते हैं सफ़ेद रंग(वे अवर्णी हैं);
• केंद्र में इकट्ठा होने वालों की मदद से - सभी रंग और रंग (वे रंगीन हैं)।

हम में से प्रत्येक, "जग" की बदौलत, एक हजार रंगों तक देखने में सक्षम है। और कलाकार की आँख और भी अधिक संवेदनशील होती है: वह रंगों के लाखों रंगों को भी देख लेता है!

दिलचस्प तथ्य: आवेगों को प्रसारित करने के लिए, कई छड़ों को केवल एक न्यूरॉन की आवश्यकता होती है। शंकु "अधिक मांग वाले" हैं: प्रत्येक को अपने स्वयं के न्यूरॉन की आवश्यकता होती है।

"सिलेंडर" अत्यधिक संवेदनशील होते हैं; "जग" को मजबूत प्रकाश तरंगों की आवश्यकता होती है ताकि वे उन्हें देख सकें और प्रसारित कर सकें।

मूलतः, उन्हीं की बदौलत हम अंधेरे में देख सकते हैं। कम रोशनी की स्थिति में (देर शाम, रात में), शंकु "काम" नहीं कर सकते। लेकिन लाठियां पूरी ताकत से चलने लगती हैं. और चूंकि वे परिधि पर स्थित हैं, अंधेरे में हम सीधे हमारे सामने नहीं, बल्कि किनारों पर होने वाली गतिविधियों को बेहतर ढंग से समझते हैं।

हाँ, और एक बात: लाठियाँ तेजी से प्रतिक्रिया करती हैं।

ध्यान रखें: अंधेरे में कहीं जाते समय सीधे अपनी आंखों के सामने वाले क्षेत्र को करीब से देखने की कोशिश न करें। आपको अभी भी कुछ दिखाई नहीं देगा, क्योंकि रेटिना के केंद्र में स्थित "जग" अब शक्तिहीन हैं। लेकिन यदि आप अपनी परिधीय दृष्टि को "चालू" करते हैं, तो आप बहुत बेहतर तरीके से नेविगेट करने में सक्षम होंगे। यह "सिलेंडर" है जो "काम" करता है।

प्रकृति द्वारा निर्धारित कार्यों को करने में महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद, फोटोरिसेप्टर को एक दूसरे से अलग नहीं माना जा सकता है। केवल एक साथ मिलकर ही वे एक समग्र चित्र प्रस्तुत करते हैं।

प्रकाश क्वांटा को अवशोषित करके, कोशिकाएं ऊर्जा को तंत्रिका आवेग में परिवर्तित करती हैं। यह मस्तिष्क में प्रवेश करता है। नतीजा यह है कि हम दुनिया को देखते हैं!

बिल्लियाँ अँधेरे में हमसे बेहतर क्यों देखती हैं?

अब, में अध्ययन किया है सामान्य रूपरेखाफोटोरिसेप्टर्स की संरचना और कार्यों के आधार पर, हम इस सवाल का जवाब दे सकते हैं कि हमारे मूंछ वाले पालतू जानवर अंधेरे में खुद को उन्मुख करने में हमसे कहीं बेहतर क्यों हैं।

कास्केट सरलता से खुलता है: इस स्तनपायी की आँख की संरचना मनुष्य के समान होती है। लेकिन अगर एक व्यक्ति के पास प्रति 1 शंकु में लगभग 4 छड़ें हैं, तो एक बिल्ली के पास 25 हैं! यह आश्चर्य की बात नहीं है कि घरेलू शिकारी लगभग पूर्ण अंधेरे में वस्तुओं की रूपरेखा को पूरी तरह से अलग करता है।

छड़ें और शंकु हमारे सहायक हैं

"सिलेंडर" और "सुराही" प्रकृति का अद्भुत आविष्कार हैं। यदि वे सही ढंग से काम करते हैं, तो एक व्यक्ति प्रकाश में अच्छी तरह से देख सकता है और अंधेरे में नेविगेट कर सकता है।

यदि वे अपना कार्य पूर्ण रूप से करना बंद कर देते हैं, तो निम्नलिखित देखे जाते हैं:

• आँखों के सामने हल्की चमक;
• अंधेरे में दृश्यता कम हो गई;
• दृष्टि का क्षेत्र संकीर्ण हो जाता है।

समय के साथ, दृश्य तीक्ष्णता बदतर के लिए बदल जाती है। रंग अंधापन, हेमरालोपिया (रात की दृष्टि में कमी), रेटिना डिटेचमेंट - ये फोटोरिसेप्टर के विघटन के परिणाम हैं।

लेकिन आइए इस दुखद नोट पर अपनी बातचीत समाप्त न करें। आधुनिक दवाईउन अधिकांश बीमारियों से निपटना सीखा जो पहले अंधेपन का कारण बनती थीं। रोगी को केवल वार्षिक निवारक परीक्षा से गुजरना आवश्यक है।

क्या आपको हमारे लेख से लाभ मिला? यदि आपके पास दृष्टि के अंगों की संरचना और कार्यप्रणाली से संबंधित कुछ कम प्रश्न हैं, तो हम मान सकते हैं कि हमारा कार्य पूरा हो गया है। और एक और बात: कृपया प्राप्त जानकारी को अपने दोस्तों के साथ साझा करें, और आप हमें अपनी टिप्पणियाँ और टिप्पणियाँ भेज सकते हैं। हम प्रतिक्रियाओं का इंतजार कर रहे हैं. आपकी प्रतिपुष्टि का हमेशा स्वागत है!

दृष्टि के लिए धन्यवाद, एक व्यक्ति आसपास की वास्तविकता को समझता है और खुद को अंतरिक्ष में उन्मुख करता है। बेशक, अन्य इंद्रियों के बिना दुनिया की पूरी तस्वीर बनाना मुश्किल है, लेकिन आंखें लगभग 90% का अनुभव करती हैं सामान्य जानकारी, जो बाहर से मस्तिष्क में प्रवेश करता है।

का उपयोग करके दृश्य समारोहएक व्यक्ति अपने आस-पास होने वाली घटनाओं को देख सकता है, विभिन्न घटनाओं का विश्लेषण कर सकता है, एक वस्तु और दूसरी वस्तु के बीच अंतर ढूंढ सकता है और आसन्न खतरे को भी देख सकता है।

दृष्टि के अंगों को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि वे न केवल वस्तुओं को, बल्कि जीवित चीजों की रंग विविधता को भी अलग करते हैं निर्जीव प्रकृति. इसकी जिम्मेदारी विशेष सूक्ष्म कोशिकाओं पर है - छड़ और शंकुआंख की रेटिना में मौजूद होता है. वे ही हैं प्रारंभिक लिंकमस्तिष्क के पश्चकपाल भाग तक देखी गई वस्तु के बारे में सूचना प्रसारित करने की श्रृंखला में।

में संरचनात्मक संरचनारेटिना में शंकु और छड़ों को आवंटित एक बहुत विशिष्ट क्षेत्र होता है। ये दृश्य रिसेप्टर्स बनने वाले तंत्रिका ऊतक में प्रवेश करते हैं रेटिना, परिणामी प्रकाश प्रवाह को दालों के संयोजन में तेजी से परिवर्तित करने में योगदान देता है।

रेटिना में एक छवि बनती है, जिसे कॉर्निया और लेंस के नेत्र क्षेत्र की प्रत्यक्ष भागीदारी से डिज़ाइन किया गया है। अगले चरण में, छवि को संसाधित किया जाता है, जिसके बाद तंत्रिका आवेग आगे बढ़ते हैं दृश्य पथ, मस्तिष्क के वांछित हिस्से तक जानकारी पहुँचाएँ। आंखों की जटिल और पूर्ण रूप से निर्मित संरचना किसी भी जानकारी को तुरंत संसाधित करना संभव बनाती है।

फोटोग्राफिक रिसेप्टर्स का मुख्य हिस्सा तथाकथित मैक्युला में केंद्रित है। यह रेटिना का क्षेत्र है जो इसके मध्य क्षेत्र में स्थित है। इसके अनुरूप रंग के कारण मैक्युला को आंख का पीला धब्बा भी कहा जाता है।

शंकु दृश्य रिसेप्टर्स हैं जो प्रकाश तरंगों पर प्रतिक्रिया करते हैं। उनकी कार्यप्रणाली सीधे एक विशेष वर्णक - आयोडोस्पिन से संबंधित है। इस बहु-घटक वर्णक में क्लोरोलैब (हरे-पीले स्पेक्ट्रम की धारणा के लिए जिम्मेदार) और एरिथ्रोलैब (लाल-पीले स्पेक्ट्रम के प्रति संवेदनशील) शामिल हैं। आज ये दो अच्छी तरह से अध्ययन किए गए रंगद्रव्य हैं।

पूर्ण दृष्टि वाले व्यक्ति के रेटिना में लगभग सात मिलियन शंकु होते हैं। वे आकार में सूक्ष्म हैं और ज्यामितीय मापदंडों में छड़ों से कमतर हैं। एक शंकु की लंबाई लगभग पचास माइक्रोमीटर है, और व्यास लगभग चार है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रकाश किरणों के प्रति शंकु की संवेदनशीलता छड़ की तुलना में लगभग सौ गुना कम है। हालाँकि, उनके लिए धन्यवाद, आँख वस्तुओं की अचानक गति को गुणात्मक रूप से समझ सकती है।

शंकु चार अलग-अलग क्षेत्र बनाते हैं। बाहरी क्षेत्र को अर्ध-डिस्क द्वारा दर्शाया गया है। बैनर एक कनेक्टिंग सेक्शन के रूप में कार्य करता है। भीतरी क्षेत्रइसमें माइटोकॉन्ड्रिया का एक सेट होता है। अंत में, चौथा क्षेत्र तंत्रिका संपर्कों का क्षेत्र है।

1. बाहरी क्षेत्र पूरी तरह से प्लाज्मा झिल्ली से बनी अर्ध-डिस्क से बना है। ये सूक्ष्म आकार की झिल्लीदार तहें होती हैं, जो पूरी तरह से संवेदनशील रंगों से ढकी होती हैं। इन संरचनाओं का नियमित फागोसाइटोसिस, साथ ही रिसेप्टर शरीर में उनका निरंतर नवीनीकरण, शंकु के बाहरी क्षेत्र को नवीनीकृत करने की अनुमति देता है। इस क्षेत्र में रंगद्रव्य का उत्पादन होता है। प्रति दिन अधिकतम एक सौ हाफ-डिस्क डिस्क को अद्यतन किया जा सकता है प्लाज्मा झिल्ली. के लिए पूर्ण पुनर्प्राप्तिहाफ-डिस्क के पूरे सेट में लगभग दो सप्ताह लगेंगे।
2. कनेक्टिंग क्षेत्र, झिल्ली को फैलाकर, शंकु के बाहरी और आंतरिक वर्गों के बीच एक पुल बनाता है। सिलिया की एक जोड़ी और कोशिकाओं की आंतरिक सामग्री की भागीदारी से संचार स्थापित किया जाता है। सिलिया और साइटोप्लाज्म एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में जा सकते हैं।
3. आंतरिक क्षेत्र सक्रिय चयापचय का क्षेत्र है। इस क्षेत्र को भरने वाले माइटोकॉन्ड्रिया दृश्य कार्य के लिए ऊर्जा सब्सट्रेट का परिवहन करते हैं। इस भाग में कोर शामिल है।
4. सिनैप्टिक क्षेत्र. यहीं पर द्विध्रुवी कोशिकाओं का ऊर्जावान संपर्क होता है।

दृश्य तीक्ष्णता शंकु और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं को जोड़ने वाली मोनोसिनेप्टिक द्विध्रुवी कोशिकाओं के प्रभाव में होती है।

वर्णक्रमीय तरंगों के प्रति उनकी संवेदनशीलता के आधार पर शंकु तीन प्रकार के होते हैं:

• एस प्रकार. वे नीले-बैंगनी प्रकाश की छोटी तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशीलता प्रदर्शित करते हैं।
• एम-प्रकार. शंकु जो मध्य-तरंग स्पेक्ट्रम से पता लगाते हैं। यह पीले-हरे रंग की योजना है।
• एल प्रकार. लाल-पीले रंग की लंबी तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील।

छड़ियों का आकार एक बेलन के समान होता है, जिसका व्यास पूरी लंबाई में एक समान होता है। इन नेत्र रिसेप्टर्स की लंबाई उनके व्यास से लगभग तीस गुना अधिक है, इसलिए छड़ों का आकार दृष्टि से लम्बा होता है। रेटिना की छड़ें चार तत्वों से बनी होती हैं: झिल्ली डिस्क, सिलिया, माइटोकॉन्ड्रिया और तंत्रिका ऊतक।

छड़ियों में अधिकतम प्रकाश संवेदनशीलता होती है, जो प्रकाश की हल्की सी चमक पर उनकी प्रतिक्रिया की गारंटी देती है। रॉड रिसेप्टर उपकरण ऊर्जा के एक फोटॉन के संपर्क में आने पर भी सक्रिय रहेगा। छड़ों की यह अनूठी क्षमता व्यक्ति को गोधूलि में नेविगेट करने में मदद करती है और अंधेरे में वस्तुओं की अधिकतम स्पष्टता सुनिश्चित करती है।

दुर्भाग्य से, छड़ों में केवल एक वर्णक तत्व होता है, जिसे रोडोप्सिन कहा जाता है। इसे विजुअल पर्पल भी कहा जाता है। तथ्य यह है कि वर्णक केवल एक ही प्रतिलिपि में है, इन दृश्य रिसेप्टर्स को रंगों और रंगों को अलग करने की अनुमति नहीं देता है। रोडोप्सिन में बाहरी प्रकाश उत्तेजना पर तुरंत प्रतिक्रिया करने की क्षमता नहीं होती है, जैसा कि शंकु रंगद्रव्य कर सकते हैं।

एक जटिल प्रोटीन यौगिक होने के नाते जिसमें दृश्य वर्णक का एक सेट होता है, रोडोप्सिन क्रोमोप्रोटीन के समूह से संबंधित है। इसका नाम इसके चमकीले लाल रंग के कारण पड़ा है। रेटिना की छड़ों का बैंगनी रंग असंख्य के परिणामस्वरूप खोजा गया है प्रयोगशाला अनुसंधान. विजुअल पर्पल के दो घटक होते हैं - एक पीला रंगद्रव्य और एक रंगहीन प्रोटीन।

प्रकाश किरणों के प्रभाव में रोडोप्सिन तेजी से विघटित होने लगता है। इसके टूटने वाले उत्पाद दृश्य उत्तेजना के निर्माण को प्रभावित करते हैं। एक बार बहाल होने पर, रोडोप्सिन गोधूलि दृष्टि का समर्थन करता है। से उज्ज्वल प्रकाशप्रोटीन विघटित हो जाता है, और इसकी प्रकाश संवेदनशीलता दृष्टि के नीले क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाती है। पूर्ण पुनर्प्राप्तिगिलहरी चिपक जाती है स्वस्थ व्यक्तिलगभग आधा घंटा लग सकता है. इस अवधि के दौरान, रात्रि दृष्टि अपने अधिकतम स्तर पर पहुंच जाती है, और व्यक्ति वस्तुओं की रूपरेखा देखना शुरू कर देता है।

आंखों की छड़ों और शंकुओं को नुकसान के लक्षण

इन दृश्य रिसेप्टर्स को नुकसान से चिह्नित विकृति निम्नलिखित लक्षणों के साथ होती है:

• दृश्य तीक्ष्णता नष्ट हो जाती है।
• आंखों के सामने अचानक चमक और चमक दिखाई देने लगती है।
• अँधेरे में देखने की क्षमता कम हो जाती है।
• एक व्यक्ति विभिन्न रंगों के बीच अंतर नहीं बता सकता।
• दृश्य बोध का क्षेत्र संकुचित हो जाता है। में दुर्लभ मामलों मेंट्यूबलर दृष्टि बनती है।

छड़ों और शंकुओं के बिगड़ा हुआ फोटोरिसेप्टर कार्यों से जुड़े रोग:

• रंग अन्धताएम. वंशानुगत जन्मजात विकृति विज्ञान, रंगों को अलग करने में असमर्थता में व्यक्त किया गया।
• हेमरालोपिया. छड़ों की विकृति के कारण अंधेरे में दृश्य तीक्ष्णता में कमी आती है।
• रेटिना अलग होनाआँखें।
• चकत्तेदार अध: पतन. आंख की रक्त वाहिकाओं के खराब पोषण से केंद्रीय दृष्टि में कमी आती है।

आंख का प्रकाश-संवेदनशील हिस्सा रेटिना पर स्थित प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाओं (फोटोरिसेप्टर) का एक मोज़ेक है। आँख के रेटिना में दो प्रकार के प्रकाश-संवेदनशील रिसेप्टर्स होते हैं, जो दृश्य अक्ष के सापेक्ष लगभग 170° के एपर्चर वाले क्षेत्र पर कब्जा करते हैं: 120...130 मिलियन छड़ें (रात में दृष्टि के लिए लंबे और पतले रिसेप्टर्स), 6.5.. .7.0 मिलियन शंकु (दिन के समय दृष्टि के लिए छोटे और मोटे रिसेप्टर्स)। इससे पहले कि प्रकाश रेटिना तक पहुंचे, उसे पहले तंत्रिका ऊतक की एक परत और एक परत से गुजरना होगा रक्त वाहिकाएं. यह व्यवस्था प्रकाश संवेदनशील तत्वदृष्टिकोण से व्यावहारिक बुद्धिइष्टतम नहीं है. किसी भी टेलीविजन कैमरा डिजाइनर ने कनेक्टिंग तारों को स्थापित करने का ध्यान रखा होगा ताकि फोटोकल्स पर पड़ने वाले प्रकाश में हस्तक्षेप न हो। रेटिना का निर्माण एक अलग सिद्धांत पर किया जाता है और इस विपरीत रेटिना संरचना के कारणों को पूरी तरह से समझा नहीं गया है।

छड़ें और शंकु अपनी लम्बी भुजाओं के साथ एक-दूसरे से कसकर सटे हुए हैं। उनके आयाम बहुत छोटे हैं: छड़ों की लंबाई 0.06 मिमी, व्यास 0.002 मिमी, शंकु की लंबाई और व्यास क्रमशः 0.035 और 0.006 मिमी हैं। छड़ों और शंकुओं का घनत्व विभिन्न क्षेत्ररेटिना 20,000 से 200,000 प्रति 1 मिमी 2 तक है। इस मामले में, शंकु रेटिना के केंद्र में प्रबल होते हैं, छड़ें - परिधि में। रेटिना के केंद्र में तथाकथित मैक्युला मैक्युला होता है अंडाकार आकार(लंबाई 2 मिमी, चौड़ाई 0.8 मिमी)। इस स्थान पर लगभग शंकु ही हैं। "मैक्युला" रेटिना का वह क्षेत्र है जो सबसे स्पष्ट, तीव्र दृष्टि प्रदान करता है।

छड़ें और शंकु उनमें मौजूद प्रकाश-संवेदनशील पदार्थों में भिन्न होते हैं। छड़ों का पदार्थ रोडोप्सिन (दृश्य बैंगनी) है। रोडोप्सिन का अधिकतम प्रकाश अवशोषण लगभग 510 एनएम (हरी रोशनी) की तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है, यानी, छड़ में λ = 510 एनएम के साथ विकिरण के प्रति अधिकतम संवेदनशीलता होती है . शंकु में प्रकाश-संवेदनशील पदार्थ (आयोडोप्सिन) तीन प्रकार में आता है, जिनमें से प्रत्येक में अधिकतम अवशोषण होता है विभिन्न क्षेत्रस्पेक्ट्रम

प्रकाश के प्रभाव में, प्रकाश-संवेदनशील पदार्थों के अणु सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित कणों में विघटित (विघटित) हो जाते हैं। जब आयनों की सांद्रता और, इसलिए, उनका कुल बिजली का आवेशएक निश्चित मूल्य तक पहुंचने पर, चार्ज के प्रभाव में, तंत्रिका फाइबर में एक वर्तमान नाड़ी दिखाई देती है, जिसे मस्तिष्क में भेजा जाता है।

रोडोप्सिन और आयोडोप्सिन के प्रकाश क्षय की प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती होती हैं, अर्थात, प्रकाश के प्रभाव में आयनों में विघटित होने के बाद और आयनों के आवेश ने तंत्रिका में एक वर्तमान नाड़ी को उत्तेजित किया, ये पदार्थ फिर से अपने मूल प्रकाश में बहाल हो जाते हैं- संवेदनशील रूप. पुनर्स्थापना के लिए ऊर्जा उन उत्पादों द्वारा प्रदान की जाती है जो छोटी रक्त वाहिकाओं के व्यापक नेटवर्क के माध्यम से आंख में प्रवेश करते हैं। इस प्रकार, आंख में प्रकाश-संवेदनशील पदार्थों के विनाश और उसके बाद की बहाली का एक निरंतर चक्र स्थापित होता है।

यदि आंख पर कार्य करने वाले प्रकाश की मात्रा का स्तर समय के साथ नहीं बदलता है, तो क्षय की स्थिति में पदार्थों की सांद्रता और मूल प्रकाश संवेदनशील रूप के बीच एक मोबाइल संतुलन स्थापित हो जाता है। इस सांद्रता का परिमाण किसी दिए गए या पिछले क्षण में आँख पर कार्य करने वाले प्रकाश की मात्रा पर निर्भर करता है, अर्थात। प्रकाश संवेदनशीलताआँखें बदल जाती हैं विभिन्न स्तरसक्रिय प्रकाश.

यह ज्ञात है कि यदि आप तेज रोशनी से बहुत कम रोशनी वाले कमरे में प्रवेश करते हैं, तो पहले तो आंख कुछ भी अलग नहीं कर पाती है। धीरे-धीरे, वस्तुओं को अलग करने की आंख की क्षमता बहाल हो जाती है। अंधेरे में लंबे समय तक रहने (लगभग 1 घंटा) के बाद, आंख की संवेदनशीलता अधिकतम हो जाती है, क्योंकि प्रकाश संवेदनशील पदार्थों की एकाग्रता अपनी ऊपरी सीमा तक पहुंच जाती है। यदि, लंबे समय तक अंधेरे में रहने के बाद, आप प्रकाश में आते हैं, तो पहले क्षण में आंख अंधेपन की स्थिति में होगी: प्रकाश संवेदनशील पदार्थों की बहाली उनके क्षय के पीछे होती है। धीरे-धीरे आंख रोशनी के स्तर के अनुरूप ढल जाती है और सामान्य रूप से काम करने लगती है।

आइए याद रखें कि सक्रिय प्रकाश की मात्रा के स्तर के अनुकूल होने की आंख की संपत्ति, जो इसकी प्रकाश संवेदनशीलता में परिवर्तन द्वारा व्यक्त की जाती है, कहलाती है अनुकूलन.

छड़ें - रात्रि दृष्टि।छड़ें प्रकाश की सबसे छोटी मात्रा पर प्रतिक्रिया कर सकती हैं। वे हमारी देखने की क्षमता के लिए जिम्मेदार हैं चांदनी, तारों वाले आकाश की रोशनी और यहां तक ​​कि उन मामलों में भी जब यह तारों वाला आकाश बादलों से छिपा होता है। चित्र में. 2.2 बिंदीदार वक्र तरंग दैर्ध्य पर छड़ की संवेदनशीलता की निर्भरता को प्रदर्शित करता है। छड़ें सफेद, भूरे और काले रंग के रूप में केवल अक्रोमैटिक, या रंग-तटस्थ धारणा प्रदान करती हैं। इसके अलावा, प्रत्येक छड़ का मस्तिष्क से सीधा संबंध नहीं होता है। वे समूहों में एकजुट होते हैं. ऐसा उपकरण रॉड दृष्टि की उच्च संवेदनशीलता की व्याख्या करता है, लेकिन इसे सबसे छोटे विवरणों में अंतर करने से रोकता है। ये तथ्य रात की दृष्टि की सामान्य रंगहीनता और धुंधलापन और कहावत की सच्चाई को समझाते हैं: "रात में, सभी बिल्लियाँ

रय।"

चावल। 2.2. छड़ों और शंकुओं की सापेक्ष वर्णक्रमीय संवेदनशीलता

शंकु - दिन के समय दृष्टि।शंकु की प्रतिक्रिया छड़ की तुलना में अधिक जटिल होती है। केवल प्रकाश और अंधेरे के बीच अंतर करने के बजाय, और कई अलग-अलग चीजों को भी समझना भूरे रंग, शंकु रंगीन रंगों की धारणा प्रदान करते हैं। दूसरे शब्दों में, शंकु दृष्टि से हम विभिन्न रंग देख सकते हैं। तरंग दैर्ध्य द्वारा शंकु दृष्टि संवेदनशीलता का वर्णक्रमीय वितरण चित्र में दिखाया गया है। 2.2 एक ठोस रेखा के साथ। इस वक्र को आमतौर पर दृश्यता वक्र, साथ ही आंख की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता वक्र भी कहा जाता है। शंकु दृष्टि की तुलना में रॉड दृष्टि, दृश्य स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य भाग में विकिरण के प्रति अधिक संवेदनशील होती है, और स्पेक्ट्रम के लंबे-तरंग दैर्ध्य (लाल) भाग में विकिरण के प्रति संवेदनशीलता लगभग शंकु के समान ही होती है। हालाँकि, शंकु आपतित प्रकाश की तीव्रता में छोटी वृद्धि (रेटिना पर एक छवि बनाते हुए) पर प्रतिक्रिया करना जारी रखते हैं, तब भी जब कुछ समय के लिए इसके प्रवाह का घनत्व इतना अधिक हो जाता है कि छड़ें अब उन पर प्रतिक्रिया नहीं करती हैं - वे संतृप्त होते हैं . दूसरे शब्दों में, इस मामले में सभी छड़ें अधिकतम देती हैं संभव मात्रातंत्रिका संकेत. इस प्रकार, हमारी दिन के समय दृष्टि लगभग पूरी तरह से शंकु द्वारा प्रदान की जाती है। तरंग दैर्ध्य अक्ष के साथ प्रकाश के प्रति संवेदनशीलता में शंकु (दिन के समय) दृष्टि से रॉड (या रात) दृष्टि में बदलाव को पर्किनजे प्रभाव (अधिक सही ढंग से पर्किनजे) कहा जाता है। यह "पुर्किनजे शिफ्ट", जिसका नाम चेक वैज्ञानिक पर्किनजे के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार इसे 1823 में खोजा था, इस तथ्य के लिए जिम्मेदार है कि जो वस्तु दिन के उजाले में लाल होती है उसे रात या गोधूलि प्रकाश में काला माना जाता है, जबकि जो वस्तु नीली दिखाई देती है दिन के दौरान, रात में हल्का भूरा दिखाई देता है।

मनुष्यों में दो प्रकार के प्रकाश-संवेदनशील रिसेप्टर्स (छड़ और शंकु) का होना एक बड़ा फायदा है। सभी जानवर इतने भाग्यशाली नहीं होते. उदाहरण के लिए, मुर्गियों में केवल शंकु होते हैं और इसलिए उन्हें सूरज ढलने पर ही बिस्तर पर जाना चाहिए। उल्लू के पास तो लाठी ही होती है; उन्हें पूरे दिन अपनी आँखें टेढ़ी करनी पड़ती हैं।

छड़ें और शंकु - गोधूलि दृष्टि.गोधूलि दृष्टि में छड़ और शंकु दोनों शामिल होते हैं। गोधूलि रोशनी की वह सीमा है जो आकाश से विकिरण द्वारा बनाई गई रोशनी से लेकर जब सूर्य क्षितिज से कुछ डिग्री से अधिक नीचे चला जाता है, आकाश में ऊंचे उगते सूरज द्वारा प्रदान की गई रोशनी तक फैली हुई है। साफ आकाशचंद्रमा अर्ध कला में. गोधूलि दृष्टि में मंद रोशनी वाले कमरे में दृश्य भी शामिल है (उदाहरण के लिए, मोमबत्तियों के साथ)। क्योंकि ऐसी परिस्थितियों में समग्र दृश्य धारणा में रॉड और शंकु दृष्टि का सापेक्ष योगदान लगातार बदल रहा है, रंग निर्णय बेहद अविश्वसनीय हैं। हालाँकि, ऐसे कई उत्पाद हैं जिनके रंग का मूल्यांकन ऐसी मिश्रित दृष्टि का उपयोग करके किया जाना चाहिए, क्योंकि वे हमारे लिए मंद प्रकाश में उपभोग करने के लिए हैं। इसका एक उदाहरण फॉस्फोरसेंट पेंट है जिसका उपयोग किया जाता है सड़क के संकेतअंधेरी स्थितियों के लिए.

मस्तिष्क काम

रिसेप्टर्स से जानकारी ऑप्टिक तंत्रिका के माध्यम से मस्तिष्क तक प्रेषित होती है, जिसमें लगभग 800 हजार फाइबर होते हैं। रेटिना से मस्तिष्क केंद्रों तक उत्तेजना के इस सीधे संचरण के अलावा, नियंत्रित करने के लिए जटिल प्रतिक्रिया भी होती है, उदाहरण के लिए, नेत्रगोलक की गति।

रेटिना में कहीं, जटिल सूचना प्रसंस्करण होता है - वर्तमान घनत्व का लघुगणक और लघुगणक का पल्स आवृत्ति में रूपांतरण। इसके बाद, चमक के बारे में जानकारी, पल्स आवृत्ति द्वारा एन्कोड की गई, ऑप्टिक तंत्रिका फाइबर के साथ मस्तिष्क तक प्रेषित की जाती है। हालाँकि, न केवल करंट तंत्रिका से होकर गुजरता है, बल्कि कठिन प्रक्रियाउत्तेजना, विद्युत और रासायनिक घटनाओं का कुछ संयोजन। इसके विपरीत विद्युत प्रवाहइस तथ्य पर जोर दिया जाता है कि तंत्रिका के साथ सिग्नल प्रसार की गति बहुत कम है। यह 20 से 70 मीटर/सेकेंड तक की सीमा में स्थित है।

तीन प्रकार के शंकुओं से आने वाली जानकारी को आवेगों में परिवर्तित किया जाता है और मस्तिष्क में संचारित होने से पहले रेटिना में एन्कोड किया जाता है। यह एन्कोडेड जानकारी सभी तीन प्रकार के शंकुओं से ल्यूमिनेंस सिग्नल के साथ-साथ प्रत्येक दो रंगों के लिए अंतर सिग्नल के रूप में भेजी जाती है (चित्रा 2.3)। एक दूसरा चमक चैनल भी यहां जुड़ा हुआ है, जो संभवतः एक स्वतंत्र छड़ी प्रणाली से उत्पन्न होता है।

पहला अंतर रंग संकेत है के-जेड सिग्नल. इसका निर्माण लाल और हरे शंकुओं से होता है। दूसरा संकेत है संकेत जे-एस, जो एक समान तरीके से प्राप्त किया जाता है, सिवाय इसके कि इसके बारे में जानकारी पीला रंगइनपुट संकेत जोड़कर प्राप्त किया गया

K+Z शंकु से कैच।

चित्र.2.3. दृश्य प्रणाली का मॉडल

मस्तिष्क की तुलना एक से अधिक बार एक विशाल केंद्र से की गई है जो बड़ी मात्रा में जानकारी एकत्र और संसाधित करता है। इसमें अविश्वसनीय रूप से लाखों कनेक्शनों को समझने की कोशिश की जा रही है जटिल उपकरणमें थे एक बड़ी हद तकसफल। उदाहरण के लिए, हम जानते हैं कि एक आंख की ऑप्टिक तंत्रिका दूसरी आंख की ऑप्टिक तंत्रिका से जुड़ती है (चर्चा) ऑप्टिक तंत्रिकाएँ) ताकि स्नायु तंत्र दाहिना आधाएक रेटिना दूसरे रेटिना के दाहिने आधे भाग के तंतुओं के साथ चलता है और, मध्य मस्तिष्क में रिले स्टेशन (जीनिकुलेट बॉडी) से गुजरने के बाद, मस्तिष्क के पश्चकपाल लोब में लगभग उसी स्थान पर, पीछे के भाग में अपना मार्ग समाप्त करता है। रेटिना की उत्तेजनाएं इस लोब में प्रक्षेपित होती हैं, और उनमें से आंख के केंद्र के अनुरूप भाग ( धब्बेदार स्थान), वी एक बड़ी हद तकरेटिना के अन्य क्षेत्रों की उत्तेजना की तुलना में बढ़ाया गया। रिले स्टेशन में पार्श्व कनेक्शन और स्वयं की क्षमता है पश्च भागमस्तिष्क के अन्य सभी भागों के साथ इसके कई संबंध हैं।