Tijele sensibile la lumină ale retinei ochiului reacționează la radiații. Structura și funcțiile tijelor și conurilor retinei
Datorită viziunii, o persoană percepe realitatea înconjurătoare și se orientează în spațiu. Desigur, fără celelalte simțuri este dificil să-ți faci o imagine completă a lumii, dar ochii percep aproape 90% din Informații generale, care intră în creier din exterior.
Cu ajutorul funcției vizuale, o persoană este capabilă să vadă fenomene care au loc în apropierea sa, poate analiza diverse evenimente, poate găsi diferențe între un obiect și altul și, de asemenea, poate observa o amenințare iminentă.
Organele vederii sunt proiectate în așa fel încât să distingă nu numai obiectele în sine, ci și diversitatea culorilor vieții și natura neînsuflețită. Responsabilitatea pentru aceasta revine celulelor microscopice speciale - tije și conuri prezente în retina ochiului. Ei sunt cei legătura inițialăîn lanțul de transmitere a informațiilor despre obiectul văzut partea occipitală creier.
În structura structurală a retinei, conurilor și tijelor le este alocată o zonă foarte specifică. Acești receptori vizuali, care pătrund în țesutul nervos care formează retina, contribuie la conversia rapidă a fluxului de lumină primit într-o combinație de impulsuri.
În retină se formează o imagine, proiectată cu participarea directă a zonei ochilor a corneei și a cristalinului. În etapa următoare, imaginea este procesată, după care impulsurile nervoase se deplasează cale vizuală, furnizează informații în partea dorită a creierului. Structura complexă și complet formată a ochilor face posibilă procesarea instantanee a oricărei informații.
Ponderea principală a receptorilor fotografici este concentrată în așa-numita macula. Aceasta este zona retinei situată în zona sa centrală. Datorită culorii sale corespunzătoare, macula este numită și pata galbenă a ochiului.
Conurile sunt receptorii vizuali care răspund la undele luminoase. Funcționarea lor este direct legată de un pigment special - iodospin. Acest pigment multicomponent este format din chlorolab (responsabil de percepția spectrului verde-galben) și erythrolab (sensibil la spectrul roșu-galben). Astăzi, aceștia sunt doi pigmenți studiați temeinic.
O persoană cu vedere perfectă are aproape șapte milioane de conuri în retină. Au dimensiuni microscopice și inferioare în parametri geometrici comparativ cu tijele. Lungimea unui singur con este de aproximativ cincizeci de micrometri, iar diametrul este de aproximativ patru. Trebuie remarcat faptul că sensibilitatea conurilor la razele de lumină este de aproximativ o sută de ori mai mică decât cea a tijelor. Cu toate acestea, datorită lor, ochiul poate percepe calitativ mișcările bruște ale obiectelor.
Conurile formează patru zone distincte. Regiunea exterioară este reprezentată de semi-discuri. Bannerul acționează ca o secțiune de legătură. Zona interioara conţine un set de mitocondrii. În cele din urmă, a patra zonă este zona contactelor neuronale.
- Regiunea exterioară este formată în întregime din semi-discuri formate din membrana plasmatică. Acestea sunt pliuri membranare de dimensiuni microscopice, acoperite complet cu pigmenți sensibili. Fagocitoza regulată a acestor formațiuni, precum și reînnoirea lor constantă în corpul receptor, permite reînnoirea regiunii exterioare a conului. Producția de pigment are loc în această zonă. Până la o sută de membrane plasmatice cu jumătate de disc pot fi reînnoite într-o zi. Pentru recuperare totalăÎntregul set de semi-discuri va dura aproximativ două săptămâni.
- Regiunea de legătură, care iese în afară membrana, creează o punte între secțiunile exterioare și interioare ale conurilor. Comunicarea se stabilește cu participarea unei perechi de cili și a conținutului intern al celulelor. Cilii și citoplasma se pot muta dintr-o zonă în alta.
- Regiunea interioară este o zonă de metabolism activ. Mitocondriile care umplu această zonă transportă substratul energetic pentru funcția vizuală. Această parte conține miezul.
- Regiunea sinaptică. Aici are loc contactul energetic al celulelor bipolare.
Acuitatea vizuală este sub influența celulelor bipolare monosinaptice care conectează conurile și celulele ganglionare.
Există trei tipuri de conuri în funcție de sensibilitatea lor la undele spectrale:
- tip S. Demonstrați sensibilitate la lungimi de undă albastre scurte Violet.
- de tip M. Conuri care detectează din spectrul undelor medii. Aceasta este o schemă de culori galben-verde.
- tip L. Sensibilă la lungimi de undă lungi de culoare roșu-galben.
Forma bețelor este asemănătoare unui cilindru, având un diametru uniform pe toată lungimea. Lungimea acestor receptori oculari este de aproape treizeci de ori mai mare decât diametrul lor, astfel încât forma tijelor este alungită vizual. Tijele retiniene sunt formate din patru elemente: discuri membranare, cili, mitocondrii și țesut nervos.
Bastoanele au o sensibilitate maximă la lumină, ceea ce le garantează răspunsul la cel mai mic fulger de lumină. Aparatul receptor al tijei va fi activat chiar și atunci când este expus la un foton de energie. Această abilitate unică a tijelor ajută o persoană să navigheze în amurg și asigură o claritate maximă a obiectelor în întuneric.
Din păcate, tijele conțin un singur element pigment, numit rodopsina. Este denumit și violet vizual. Faptul că pigmentul este doar într-o singură copie nu permite acestor receptori vizuali să distingă nuanțe și culori. Rodopsina nu are capacitatea de a răspunde instantaneu la un stimul extern de lumină, așa cum pot face pigmenții conici.
Fiind un compus proteic complex care conține un set de pigmenți vizuali, rodopsina aparține grupului de cromoproteine. Își datorează numele culorii roșu strălucitor. Nuanța violet a tijelor retiniene a fost descoperită ca urmare a numeroaselor cercetare de laborator. Vizual violet are două componente - un pigment galben și o proteină incoloră.
Sub influența razelor de lumină, rodopsina începe să se descompună rapid. Produșii săi de descompunere influențează formarea excitabilității vizuale. Odată restaurată, rodopsina susține vederea crepusculară. Din iluminare puternică proteina se descompune, iar sensibilitatea sa la lumină se schimbă în regiunea albastră a vederii. Recuperare totală bețe de veveriță persoana sanatoasa poate dura aproximativ o jumătate de oră. În această perioadă de timp, vederea nocturnă atinge nivelul maxim, iar persoana începe să vadă contururile obiectelor.
Simptome de deteriorare a tijelor și conurilor oculare
Patologiile marcate de deteriorarea acestor receptori vizuali sunt însoțite de următoarele simptome:
- Se pierde acuitatea vizuală.
- În fața ochilor apar fulgerări și strălucire bruscă.
- Capacitatea de a vedea în întuneric scade.
- O persoană nu poate face diferența dintre diferitele culori.
- Câmpul percepției vizuale se îngustează. ÎN în cazuri rare se formează vederea tubulară.
Boli care sunt asociate cu funcțiile fotoreceptoare afectate ale bastonașelor și conurilor:
- Daltonism m. Patologia congenitală ereditară, exprimată în incapacitatea de a distinge culorile.
- Hemeralopia. Patologia tijelor determină o scădere a acuității vizuale în întuneric.
- Dezlipire de retina ochi.
- Degenerescenta maculara. Nutriția afectată a vaselor de sânge ale ochiului duce la scăderea vederii centrale.
Partea din față a ochiului se numește cornee. Este transparent (transmite lumina) si convex (refracteaza lumina).
În spatele corneei se află irisul, în centrul căruia există o deschidere - pupila. Irisul este alcătuit din mușchi care pot modifica dimensiunea pupilei și pot regla astfel cantitatea de lumină care intră în ochi. Irisul conține pigmentul melanină, care absoarbe nocive raze ultraviolete. Dacă există multă melanină, atunci ochii devin căprui, dacă cantitatea medie este verde, dacă este puțină, devin albaștri.
Lentila este situată în spatele pupilei. Aceasta este o capsulă transparentă umplută cu lichid. Datorită propriei elasticități, cristalinul tinde să devină convex, în timp ce ochiul se concentrează asupra obiectelor apropiate. Când mușchiul ciliar se relaxează, ligamentele care țin cristalinul se strâng și acesta devine plat, ochiul se concentrează asupra obiectelor îndepărtate. Această proprietate a ochiului se numește acomodare.
Situat în spatele lentilei vitros, umplând globul ocular din interior. Aceasta este a treia și ultima componentă a sistemului de refracție al ochiului (cornee - cristalin - corp vitros).
În spatele corpului vitros, pe suprafata interioara globul ocular este localizată retina. Este format din receptori vizuali - tije și conuri. Sub influența luminii, receptorii sunt excitați și transmit informații către creier. Tijele sunt situate în principal la periferia retinei, oferă doar o imagine alb-negru, dar au nevoie doar de iluminare slabă (pot funcționa în amurg). Pigmentul vizual al tijelor este rodopsina, un derivat al vitaminei A. Conurile sunt concentrate în centrul retinei, produc o imagine colorată și necesită lumină puternică. Există două pete în retină: galben (conține cele mai multe concentrație mare conuri, locul de cea mai mare acuitate vizuală) și orb (nu există deloc receptori, din acest loc iese nervul optic).
În spatele retinei ( retină ochii, cel mai interior) este coroida (din mijloc). Contine vase de sânge, hrănind ochiul; în partea anterioară se modifică în iris și mușchi ciliar.
In spate coroidă Tunica albuginea acoperă exteriorul ochiului. Îndeplinește o funcție de protecție; în partea din față a ochiului este modificat în cornee.
Alege-l pe cel care ti se potriveste cel mai bine varianta corecta. Funcția pupilei în corpul uman este
1) focalizarea razelor de lumină pe retină
2) reglarea fluxului luminos
3) transformarea stimulării luminoase în excitație nervoasă
4) percepția culorilor
Alege una, cea mai corectă variantă. Un pigment negru care absoarbe lumina este situat în organul vizual uman în
2) coroidă
3) tunica albuginea
4) corp vitros
Alege una, cea mai corectă variantă. Energia razelor de lumină care intră în ochi provoacă excitare nervoasă
2) în corpul vitros
3) în receptorii vizuali
4) în nervul optic
Alege una, cea mai corectă variantă. În spatele pupilei în organul vizual uman se află
1) coroidă
2) corp vitros
Stabiliți calea unui fascicul de lumină în globul ocular
2) corp vitros
Alege una, cea mai corectă variantă. Receptorii sensibili la lumină ai ochiului - tije și conuri - sunt localizați în membrană
1. Alegeți cele trei opțiuni corecte: structurile de refracție a luminii ale ochiului includ:
4) corpul vitros
2. Alege trei răspunsuri corecte din șase și notează numerele sub care sunt indicate. Sistem optic ochii sunt alcătuiți din
2) corp vitros
3) nervul optic
4) macula retinei
6) tunica albuginea
Refracția razelor în globul ocular se realizează folosind
1) punct mort
2) pată galbenă
Alegeți trei legende etichetate corect pentru desenul „Structura ochiului”. Notează numerele sub care sunt indicate.
2) corp vitros
3) iris
4) nervul optic
Stabiliți succesiunea de aranjare a structurilor globului ocular, începând cu corneea. Scrieți șirul corespunzătoare de numere.
1) neuronii retinieni
2) corp vitros
3) pupilă în membrana pigmentară
4) celule sensibile la lumină- tije și conuri
5) parte convexă transparentă a tunicii albuginee
Stabiliți o corespondență între receptorii vizuali și caracteristicile acestora: 1) conuri, 2) tije. Scrie numerele 1 și 2 în ordinea corectă.
A) percepe culorile
B) activ în iluminare bună
B) rodopsina pigmentului vizual
D) exercitarea vederii alb-negru
E) distribuit uniform pe retină
Setați secvența semnalelor care trec prin senzor sistemul vizual. Scrieți șirul corespunzătoare de numere.
2) cortexul vizual
3) corpul vitros
4) nervul optic
Alege trei răspunsuri corecte din șase și notează numerele sub care sunt indicate. Diferențele dintre viziunea umană în timpul zilei și viziunea crepusculară sunt că
1) conurile funcționează
2) discriminarea culorilor nu este efectuată
3) acuitatea vizuală este scăzută
4) bastoanele funcționează
5) se efectuează discriminarea culorilor
6) acuitatea vizuală este mare
Alege una, cea mai corectă variantă. Când priviți un obiect, ochii unei persoane se mișcă continuu, oferind
1) prevenirea orbirii oculare
2) transmiterea impulsurilor de-a lungul nervului optic
4) perceperea stimulilor vizuali
Alege una, cea mai corectă variantă. Vederea umană depinde de starea retinei, deoarece conține celule sensibile la lumină în care
1) se formează vitamina A
2) apar imagini vizuale
3) pigmentul negru absoarbe razele de lumină
4) se formează impulsuri nervoase
Stabiliți secvența de trecere a semnalului luminos către receptorii vizuali. Scrieți șirul corespunzătoare de numere.
Sensibilitate vizuală absolută. Să apară senzație vizuală, lumina trebuie să aibă o energie minimă (de prag). Suma minima Cuantele de lumină necesare pentru a produce senzația de lumină în întuneric variază de la 8 la 47. O tijă poate fi excitată de o singură cuantă de lumină. Astfel, sensibilitatea receptorilor retinieni este cea mai mare conditii favorabile percepția luminii este extremă. Tijele și conurile simple ale retinei diferă ușor în sensibilitatea la lumină. Cu toate acestea, numărul de fotoreceptori care trimit semnale pe celulă ganglionară diferă în centrul și periferia retinei. Numărul de conuri din câmpul receptiv din centrul retinei este de aproximativ 100 de ori mai mic decât numărul de tije din câmpul receptiv de la periferia retinei. În consecință, sensibilitatea sistemului de tije este de 100 de ori mai mare decât cea a sistemului de conuri.
Adaptare vizuală
Când treceți de la întuneric la lumină, apare orbirea temporară, iar apoi sensibilitatea ochiului scade treptat. Această adaptare a sistemului vizual la condiții de lumină puternică se numește adaptare la lumină. Fenomenul opus (adaptarea la întuneric) se observă atunci când o persoană se mută dintr-o cameră luminoasă într-o cameră aproape neluminată. La început, nu vede aproape nimic din cauza excitabilității reduse a fotoreceptorilor și a neuronilor vizuali. Treptat, contururile obiectelor încep să apară, iar apoi și detaliile lor diferă, pe măsură ce sensibilitatea fotoreceptorilor și a neuronilor vizuali în întuneric crește treptat.
Creșterea sensibilității la lumină în întuneric are loc neuniform: în primele 10 minute crește de zeci de ori, iar apoi, în decurs de o oră, de zeci de mii de ori. Refacerea pigmenților vizuali joacă un rol important în acest proces. Deoarece doar tijele sunt sensibile în întuneric, un obiect slab luminat este vizibil doar în vederea periferică. Un rol semnificativ în adaptare, pe lângă pigmenții vizuali, este jucat de comutarea conexiunilor între elementele retiniene. În întuneric, zona centrului excitator al câmpului receptiv al celulei ganglionare crește din cauza slăbirii inhibiției circulare, ceea ce duce la o creștere a sensibilității la lumină. Sensibilitatea ochiului la lumină depinde și de influențele care vin din creier. Iluminarea unui ochi scade sensibilitate la lumină ochi neluminat. În plus, sensibilitatea la lumină este influențată și de semnalele auditive, olfactive și gustative.
Sensibilitate diferențială viziune
Dacă iluminarea suplimentară dI cade pe o suprafață iluminată cu luminozitatea I, atunci, conform legii lui Weber, o persoană va observa o diferență de iluminare numai dacă dI/I = K, unde K este o constantă egală cu 0,01–0,015. Valoarea dI/I se numește pragul diferențial al sensibilității la lumină. Raportul dI/I este constant la iluminare diferită și înseamnă că pentru a percepe diferența de iluminare a două suprafețe, una dintre ele trebuie să fie cu 1-1,5% mai luminoasă decât cealaltă.
Contrast de luminanță
Inhibarea laterală reciprocă a neuronilor vizuali (vezi capitolul 3) stă la baza contrastului de luminanță general sau global. Astfel, o fâșie gri de hârtie situată pe un fundal deschis pare mai întunecată decât aceeași bandă pe care se află întinsă fundal întunecat. Acest lucru se explică prin faptul că un fundal deschis excită mulți neuroni din retină, iar excitația lor inhibă celulele activate de bandă. Inhibația laterală acționează cel mai puternic între neuronii strâns distanțați, creând un efect de contrast local. Există o creștere aparentă a diferenței de luminozitate la marginea suprafețelor cu iluminare diferită. Acest efect se mai numește și îmbunătățirea marginilor sau efectul Mach: la marginea unui câmp luminos luminos și a unei suprafețe mai întunecate, două linii suplimentare(o linie și mai strălucitoare la marginea câmpului luminos și o linie foarte întunecată la limita suprafeței întunecate).
Luminozitatea orbitoare a luminii
Cauze de lumină prea puternică senzație neplăcută orbire. Limita superioară a luminozității orbitoare depinde de adaptarea ochiului: cu cât adaptarea la întuneric este mai lungă, cu atât luminozitatea luminii este mai mică provoacă orbire. Dacă în câmpul vizual intră obiecte foarte luminoase (orbitoare), acestea afectează discriminarea semnalelor pe o parte semnificativă a retinei (de exemplu, pe un drum de noapte, șoferii sunt orbiți de farurile mașinilor care se apropie). Pentru lucrări delicate care implică epuizare a ochilor (citire îndelungată, lucru pe computer, asamblare de piese mici), ar trebui să utilizați doar lumină difuză, care să nu orbească ochiul.
Inerția vederii, fuziunea pâlpâirilor, imagini secvențiale
Senzația vizuală nu apare instantaneu. Înainte să apară o senzație, în sistemul vizual trebuie să apară transformări multiple și transmiterea semnalului. Timpul de „inerție a vederii” necesar pentru apariția unei senzații vizuale este în medie de 0,03–0,1 s. Trebuie remarcat faptul că această senzație nu dispare imediat după ce iritația a încetat - durează ceva timp. Dacă mișcăm un chibrit aprins prin aer în întuneric, vom vedea o linie luminoasă, deoarece stimulii de lumină care urmează rapid unul după altul se contopesc într-o senzație continuă. Frecvența minimă de repetare a stimulilor de lumină (de exemplu, fulgerări de lumină), la care are loc fuziunea senzațiilor individuale, se numește frecvența critică a fuziunii pâlpâirii. La iluminare medie, această frecvență este egală cu 10-15 blițuri pe 1 s. Cinematograful și televiziunea se bazează pe această proprietate a viziunii: nu vedem goluri între cadrele individuale (24 de cadre în 1 s în cinema), deoarece senzația vizuală de la un cadru încă persistă până la apariția următoarei. Acest lucru oferă iluzia continuității și mișcării imaginii.
Senzațiile care continuă după încetarea stimulării se numesc imagini secvențiale. Dacă te uiți la o lampă care este aprinsă și închizi ochii, aceasta va fi în continuare vizibilă pentru ceva timp. Dacă, după ce ți-ai fixat privirea asupra unui obiect iluminat, îți întorci privirea către un fundal deschis, atunci de ceva timp poți vedea o imagine negativă a acestui obiect, adică. părțile sale luminoase sunt întunecate, iar părțile întunecate sunt luminoase (imagine secvențială negativă). Acest lucru se explică prin faptul că excitația de la un obiect iluminat inhibă (adaptă) local anumite zone ale retinei; Dacă apoi vă îndreptați privirea către un ecran uniform iluminat, lumina acestuia va excita mai puternic acele zone care nu au fost excitate anterior.
Viziunea culorilor
Întregul spectru pe care îl vedem radiatie electromagnetica se află între radiația cu lungime de undă scurtă (400 nm lungime de undă), pe care o numim violet, și radiația cu lungime de undă lungă (700 nm lungime de undă), numită roșie. Culorile rămase din spectrul vizibil (albastru, verde, galben și portocaliu) au lungimi de undă intermediare. Amestecarea razelor de toate culorile dă culoare alba. De asemenea, poate fi obținut prin amestecarea a două așa-numite culori complementare pereche: roșu și albastru, galben și albastru. Dacă amestecați cele trei culori primare - roșu, verde și albastru - atunci se poate obține orice culoare.
Teoria tricomponentă a lui G. Helmholtz, conform căreia percepția culorilor este asigurată de trei tipuri de conuri cu sensibilitate diferită la culoare, se bucură de recunoaștere maximă. Unii dintre ei sunt sensibili la roșu, alții la verde, iar alții la albastru. Fiecare culoare afectează toate cele trei elemente sensibile de culoare, dar grade diferite. Această teorie a fost confirmată direct în experimente în care a fost măsurată absorbția radiațiilor de diferite lungimi de undă în conurile individuale ale retinei umane.
Daltonismul parțial a fost descris la sfârșitul secolului al XVIII-lea. D. Dalton, care însuși a suferit de aceasta. Prin urmare, anomalia percepției culorilor a fost desemnată prin termenul „daltonism”. Daltonismul apare la 8% dintre bărbați; este asociat cu absența anumitor gene în cromozomul nepereche care determină sexul la bărbați. Pentru a diagnostica daltonismul, care este important în selecția profesională, se folosesc tabele policromatice. Persoanele care suferă de aceasta nu pot fi șoferi de transport cu drepturi depline, deoarece este posibil să nu distingă culoarea semafoarelor și a semnelor rutiere. Există trei tipuri de parțial daltonism: protanopia, deuteranopia si tritanopia. Fiecare dintre ele se caracterizează prin lipsa de percepție a uneia dintre cele trei culori primare. Persoanele care suferă de protanopie („roșu-orb”) nu percep culoarea roșie; razele albastru-albastre le par incolore. Persoanele care suferă de deuteranopie („verde-orb”) nu pot distinge culorile verzi de roșu închis și albastru. Pentru tritanopie (o anomalie rară) viziunea culorilor) razele albastre și violete nu sunt percepute. Toate tipurile enumerate de daltonism parțial sunt bine explicate de teoria celor trei componente. Fiecare dintre ele este rezultatul absenței uneia dintre cele trei substanțe sensibile de culoare a conurilor.
Percepția spațiului
Acuitate vizuala se numește capacitatea maximă de a distinge detaliile individuale ale obiectelor. Este determinată de distanța cea mai scurtă dintre două puncte pe care ochiul le poate distinge, adică. vede separat, nu împreună. Ochi normal distinge două puncte, distanța dintre care este de 1 minut de arc. Centrul retinei are acuitate vizuală maximă - pată galbenă. La periferia acesteia, acuitatea vizuală este mult mai mică. Acuitatea vizuală este măsurată folosind tabele speciale, care constau din mai multe rânduri de litere sau cercuri deschise de diferite dimensiuni. Acuitatea vizuală, determinată din tabel, este exprimată în valori relative, cu claritatea normală luată ca una. Sunt persoane care au hiperacuitate a vederii (viz mai mare de 2).
Linia de vedere. Dacă vă fixați privirea asupra unui obiect mic, imaginea acestuia este proiectată pe macula retinei. În acest caz vedem obiectul viziune centrală. Dimensiunea sa unghiulară la om este de numai 1,5-2 grade unghiulare. Obiectele ale căror imagini cad pe zonele rămase ale retinei sunt percepute prin vederea periferică. Spațiul vizibil pentru ochi atunci când privirea este fixată într-un punct se numește câmp vizual. Limita câmpului vizual este măsurată de-a lungul perimetrului. Limitele câmpului vizual pentru obiectele incolore sunt 70° în jos, 60° în sus, 60° spre interior și 90° spre exterior. Câmpurile vizuale ale ambilor ochi la om coincid parțial, ceea ce are mare importanță pentru a percepe adâncimea spațiului. Câmpurile vizuale pentru diferite culori nu sunt aceleași și sunt mai mici decât pentru obiectele alb-negru.
Viziune binoculara- Asta înseamnă a vedea cu doi ochi. Când se uită la orice obiect, o persoană cu vedere normală nu are senzația a două obiecte, deși există două imagini pe două retine. Imaginea fiecărui punct al acestui obiect cade pe așa-numitele zone corespunzătoare, sau corespunzătoare, ale celor două retine, iar în percepția umană cele două imagini se contopesc într-una singură. Dacă apăsați ușor pe un ochi din lateral, veți începe să vedeți dublu deoarece alinierea retinelor este perturbată. Dacă te uiți la un obiect apropiat, atunci imaginea unui punct mai îndepărtat cade pe puncte neidentice (disparate) ale celor două retine. Disparitatea joacă un rol important în a judeca distanța și, prin urmare, în a vedea adâncimea spațiului. O persoană este capabilă să observe o schimbare în adâncime, creând o schimbare a imaginii pe retine de câteva secunde de arc. Fuziunea binoculară sau combinarea semnalelor de la două retine într-una singură imagine nervoasă apare în primar Cortex vizual creier
Estimarea dimensiunii unui obiect. Mărimea unui obiect familiar este estimată în funcție de dimensiunea imaginii sale pe retină și de distanța obiectului față de ochi. În cazurile în care este dificil să se estimeze distanța până la un obiect necunoscut, sunt posibile erori grave în determinarea dimensiunii acestuia.
Estimarea distantei. Percepția adâncimii spațiului și estimarea distanței până la un obiect sunt posibile atât cu vederea cu un ochi (vedere monoculară), cât și cu doi ochi ( viziune binoculara). În al doilea caz, estimarea distanței este mult mai precisă. Fenomenul de acomodare are o oarecare importanță în aprecierea distanțelor apropiate cu vedere monoculară. Pentru evaluarea distanței, este, de asemenea, important ca, cu cât este mai aproape, cu atât imaginea unui obiect familiar de pe retină este mai mare.
Rolul mișcărilor oculare pentru vedere. Când se uită la orice obiect, ochii se mișcă. Mișcările ochilor efectuat de 6 mușchi atașați globului ocular. Mișcarea celor doi ochi are loc simultan și într-o manieră prietenoasă. Când priviți obiectele apropiate, este necesar să le aduceți împreună (convergență), iar când priviți obiectele îndepărtate, este necesară separarea axelor vizuale ale celor doi ochi (divergență). In afara de asta, rol important mișcările ochilor pentru vedere este determinată și de faptul că pentru ca creierul să primească în mod continuu informații vizuale, este necesară mișcarea imaginii pe retină. Impulsurile din nervul optic apar atunci când imaginea luminoasă este pornită și oprită. Cu expunerea continuă la lumină pe aceiași fotoreceptori, impulsul din fibrele nervului optic se oprește rapid și senzația vizuală cu ochii și obiectele nemișcate dispare după 1-2 s. Dacă plasați o ventuză cu o sursă mică de lumină pe ochi, atunci o persoană o vede numai în momentul pornirii sau opririi acesteia, deoarece acest stimul se mișcă cu ochiul și, prin urmare, este nemișcat în raport cu retina. Pentru a depăși o astfel de adaptare (adaptare) la o imagine statică, ochiul, la vizualizarea oricărui obiect, produce salturi (sacade) continue care nu sunt resimțite de o persoană. Ca rezultat al fiecărei sărituri, imaginea de pe retină se schimbă de la un fotoreceptor la altul, provocând din nou impulsuri în celulele ganglionare. Durata fiecărei sărituri este egală cu sutimi de secundă, iar amplitudinea sa nu depășește 20 de grade unghiulare. Cu cât obiectul în cauză este mai complex, cu atât mai complexă este traiectoria mișcării ochilor. Ele par să „urmeze” contururile imaginii (Fig. 4.6), zăbovind pe zonele sale cele mai informative (de exemplu, în față aceștia sunt ochii). Pe lângă sărituri, ochii tremură și se deplasează continuu (se deplasează încet de la punctul de fixare al privirii). Aceste mișcări sunt, de asemenea, foarte importante pentru percepția vizuală.
Orez. 4.6. Traiectoria mișcării ochilor (B) la examinarea imaginii lui Nefertiti (A)
SISTEMUL AUDITOR
În legătură cu apariția vorbirii ca mijloc de comunicare interpersonală, auzul uman joacă un rol deosebit. Semnalele acustice (sunete) sunt vibrații ale aerului cu frecvente diferiteși putere. Ei entuziasmează receptorii auditivi situat în cohlee urechea internă. Receptorii activează primii neuroni auditivi, după care informațiile senzoriale sunt transmise în zona auditivă a cortexului cerebral printr-un număr de secțiuni succesive, care sunt deosebit de numeroase în sistemul auditiv.
O persoană primește 90% din informații despre lumea din jurul său prin intermediul organului vederii. Rolul retinei este funcția vizuală. Retina este formată din fotoreceptori cu o structură specială - conuri și tije.
Tijele și conurile sunt receptori fotografici cu un grad ridicat de sensibilitate; ele convertesc semnalele luminoase venite din exterior în impulsuri percepute de centrala. sistem nervos- creierul.
Când este iluminat - în interior orele de zi– conurile suferă un stres crescut. Tijele sunt responsabile pentru vederea crepusculară - dacă nu sunt suficient de active, apare orbirea nocturnă.
Conurile și tijele din retina ochiului au structură diferită, deoarece funcțiile lor sunt diferite.
Corneea este o membrană transparentă cu vase de sânge și terminații nervoase, mărginind sclera, este situat pe partea frontală a organului vederii. Camera anterioară se află între cornee și iris și conține lichid intraocular. Irisul este zona ochiului cu deschidere pentru pupilă. Structura sa: mușchi care modifică diametrul pupilei la schimbarea luminii și reglează fluxul luminii. Pupila este o deschidere prin care lumina trece în ochi. Lentila este o lentilă elastică transparentă care se poate adapta instantaneu la imaginile vizuale - schimbați focalizarea pentru a evalua dimensiunea obiectelor și distanța până la acestea. Corpul vitros este o substanță absolut transparentă, cu o consistență asemănătoare gelului, datorită căreia ochiul are formă sferică. Îndeplinește o funcție metabolică în organul vederii. Retina - constă din 3 straturi, este responsabilă pentru vederea și percepția culorilor, include vasele de sânge, fibrele nervoaseși fotoreceptori de înaltă sensibilitate. Datorită acestei structuri a retinei, impulsurile intră în creier, care apar ca urmare a percepției undelor luminoase de diferite lungimi. Datorită acestei abilități a retinei, o persoană distinge între culorile primare și numeroasele lor nuanțe. Diferite tipuri de oameni au o sensibilitate diferită la culoare. Sclera este stratul exterior al ochiului care se extinde în cornee.
Organul vederii include și partea vascularăși nervul optic, care transmite semnalele primite din exterior către creier. Partea creierului care primește și transformă informația este, de asemenea, considerată una dintre părțile sistemului vizual.
Unde sunt amplasate tijele și conurile? De ce nu sunt reflectate în listă? Aceștia sunt receptori din țesutul nervos care formează retina. Datorită conurilor și tijelor, retina primește o imagine înregistrată de cornee și cristalin. Impulsurile transmit imaginea către sistemul nervos central, unde are loc procesarea informațiilor. Acest proces se realizează în câteva secunde - aproape instantaneu.
Majoritatea fotoreceptorilor sensibili sunt localizați în macula, așa-numita regiune centrală a retinei. Al doilea nume pentru macula este pata galbenă a ochiului. Macula a primit acest nume deoarece la examinarea acestei zone, o nuanță gălbuie este clar vizibilă.
Structura părții exterioare a retinei include pigment, iar partea interioară conține elemente sensibile la lumină.
Conurile și-au primit numele pentru că au forma exact ca baloanele, doar foarte mici. La un adult, retina include 7 milioane dintre acești receptori.
Fiecare con este format din 4 straturi:
exterioare - discuri membranare cu pigmentul de culoare iodopsină; acest pigment este cel care oferă sensibilitate crescută la perceperea undelor luminoase de diferite lungimi; nivelul de legătură - al doilea strat - o constricție care permite formarea formei unui receptor sensibil - este format din mitocondrii; partea internă – segment bazal, legătură de legătură; zona sinaptică.
În prezent, doar 2 pigmenți sensibili la lumină din fotoreceptorii de acest tip au fost pe deplin studiați - chlorolab și erythrolab. Primul este responsabil pentru percepția regiunii spectrale galben-verde, al doilea - galben-roșu.
Tijele retiniene au o formă cilindrică, lungimea depășește diametrul de 30 de ori.
Bețișoarele conțin următoarele elemente:
discuri cu membrană; cili; mitocondriile; țesut nervos.
Fotosensibilitatea maximă este asigurată de pigmentul rodopsina (violet vizual). Nu poate distinge nuanțe de culoare, dar reacționează chiar și la fulgerări minime de lumină pe care le primește din exterior. Receptorul tijei este excitat chiar și de un fulger a cărui energie este doar un foton. Această abilitate vă permite să vedeți la amurg.
Rodopsina este o proteină din grupul pigmenților vizuali și aparține cromoproteinelor. A primit al doilea nume - violet vizual - în timpul cercetărilor. În comparație cu alți pigmenți, se evidențiază puternic printr-o nuanță de roșu strălucitor.
Rodopsina conține două componente - o proteină incoloră și un pigment galben.
Reacția rodopsinei la un fascicul de lumină este următoarea: atunci când este expus la lumină, pigmentul se descompune, provocând stimularea nervului optic. ÎN în timpul zilei Sensibilitatea ochiului se schimbă spre regiunea albastră, spre noapte - violetul vizual este restabilit în 30 de minute.
În acest timp, ochiul uman se adaptează la amurg și începe să perceapă mai clar informațiile din jur. Acesta este exact ceea ce poate explica de ce oamenii încep să vadă mai clar în întuneric în timp. Cu cât intră mai puțină lumină, cu atât viziunea crepusculară devine mai acută.
Fotoreceptorii nu pot fi considerați separat - în aparatul vizual ele formează un singur întreg și sunt responsabile pentru funcțiile vizuale și percepția culorilor. Fără munca coordonată a receptorilor ambelor tipuri, sistemul nervos central primește informații distorsionate.
Viziunea culorilor este asigurată de simbioza tijelor și conurilor. Tijele sunt sensibile în partea verde a spectrului - 498 nm, nu mai mult, apoi conuri cu tipuri diferite pigment.
Pentru a evalua intervalul galben-roșu și albastru-verde, se folosesc conuri de undă lungă și medie cu zone fotosensibile largi și suprapunere internă a acestor zone. Adică, fotoreceptorii reacționează simultan la toate culorile, dar sunt excitați mai intens la ale lor.
Noaptea este imposibil să distingem culorile; un pigment de culoare poate reacționa doar la fulgerări.
Celulele biopolare difuze din retină formează sinapse (punctul de contact dintre un neuron și o celulă care primește un semnal, sau între doi neuroni) cu mai multe tije deodată - aceasta se numește convergență sinaptică.
Percepția crescută a radiațiilor luminoase este asigurată de celulele bipolare monosinaptice care conectează conurile cu celula ganglionară. O celulă ganglionară este un neuron care se găsește în retinăși generează impulsuri nervoase.
Împreună, tijele și conurile conectează celulele acrilice și orizontale, astfel încât prima procesare a informațiilor are loc chiar în retină. Acest lucru asigură o reacție rapidă a unei persoane la ceea ce se întâmplă în jurul său. Celulele acrilice și orizontale sunt responsabile pentru inhibarea laterală - adică excitarea unui neuron produce un efect „calmant” asupra altuia, ceea ce crește acuitatea percepției informației.
În ciuda structurilor diferite ale fotoreceptorilor, aceștia se completează reciproc. Datorită muncii lor coordonate, este posibil să obțineți o imagine clară și clară.
Viziunea este una dintre modalitățile de a înțelege lumea din jurul nostru și de a naviga în spațiu. În ciuda faptului că și alte simțuri sunt foarte importante, cu ajutorul ochilor o persoană percepe aproximativ 90% din toate informațiile care provin din mediu inconjurator. Datorită capacității de a vedea ceea ce este în jurul nostru, putem judeca evenimentele curente, putem distinge obiectele unele de altele și, de asemenea, putem observa factorii amenințători. Ochii umani sunt proiectați în așa fel încât, pe lângă obiectele în sine, distinge și culorile în care este pictată lumea noastră. Celulele microscopice speciale sunt responsabile pentru acest lucru - tije și conuri, care sunt prezente în retina fiecăruia dintre noi. Datorită lor, informațiile pe care le percepem despre aspectul împrejurimilor noastre sunt transmise creierului.
Structura ochiului: diagramă
Chiar dacă ochiul ocupă atât de puțin spațiu, conține multe structuri anatomice care ne oferă capacitatea de a vedea. Organul vederii este aproape direct conectat la creier și cu ajutorul cercetare specială oftalmologii văd intersecția nervului optic. Globul ocular are forma unei mingi și este situat într-o adâncitură specială - orbita, care este formată din oasele craniului. Pentru a înțelege de ce sunt necesare numeroasele structuri ale organului vizual, trebuie să cunoașteți structura ochiului. Diagrama arată că ochiul este format din structuri precum corpul vitros, cristalinul, camerele anterioare și posterioare, nervul optic și membrane. Exteriorul organului vederii este acoperit de sclera - cadrul protector al ochiului.
Coji de ochi
Sclera îndeplinește funcția de a proteja globul ocular de deteriorare. Este învelișul exterior și ocupă aproximativ 5/6 din suprafața organului vizual. Partea sclerei care este externă și se extinde direct în mediul înconjurător se numește cornee. Are proprietăți datorită cărora avem capacitatea de a vedea clar lumea din jurul nostru. Principalele sunt transparența, specularitatea, umiditatea, netezimea și capacitatea de a transmite și refracta razele. Restul stratului exterior al ochiului - sclera - constă dintr-o bază densă de țesut conjunctiv. Dedesubt este următorul strat – stratul vascular. Cochilia mijlocie este reprezentată de trei formațiuni situate secvențial: irisul, corpul ciliar (ciliar) și coreoidul. În plus, stratul vascular include pupila. Este o gaură mică neacoperită de iris. Fiecare dintre aceste formațiuni are propria sa funcție, care este necesară pentru viziune. Ultimul strat este retina ochiului. Contactează direct cu creierul. Structura retinei este foarte complexă. Acest lucru se datorează faptului că este considerată cea mai importantă membrană a organului vederii.
Structura retinei
Mucoasa interioară a organului vederii face parte din medulara. Este reprezentată de straturi de neuroni care căptușesc interiorul ochiului. Datorită retinei, obținem o imagine a tot ceea ce este în jurul nostru. Toate razele refractate sunt focalizate pe ea și transformate într-un obiect clar. Celule nervoase Retina trece în nervul optic, prin fibrele cărora informația ajunge la creier. Există o mică pată pe coaja interioară a ochiului, care este situat în centru și are cea mai mare capacitate la viziune. Această parte se numește macula. Aici sunt situate celulele vizuale – tijele și conurile ochiului. Ele ne oferă atât viziunea de zi, cât și de noapte asupra lumii din jurul nostru.
Funcțiile tijelor și conurilor
Aceste celule sunt situate pe retina ochiului și sunt necesare pentru a vedea. Tijele și conurile sunt convertizoarele viziunii alb-negru și color. Ambele tipuri de celule acționează ca receptori fotosensibili ochi. Conurile sunt numite astfel datorită formei lor conice, ele sunt legătura dintre retină și sistemul nervos central. Funcția lor principală este transformarea senzațiilor de lumină obținute din Mediul extern, în semnale electrice (impulsuri) procesate de creier. Conurile sunt specifice recunoașterii luminii naturale datorită pigmentului pe care îl conțin, iodopsina. Această substanță are mai multe tipuri de celule care percep diferite părți ale spectrului. Tijele sunt mai sensibile la lumină, astfel încât funcția lor principală este mai dificilă - oferind vizibilitate la amurg. Conțin, de asemenea, o bază de pigment - substanța rodopsina, care se decolorează atunci când este expusă la lumina soarelui.
Structura tijelor și conurilor
Aceste celule și-au primit numele datorită formei lor - cilindrice și conice. Tijele, spre deosebire de conuri, sunt situate mai mult de-a lungul periferiei retinei și sunt practic absente în macula. Acest lucru se datorează funcției lor - oferind vedere pe timp de noapte, precum și câmpuri vizuale periferice. Ambele tipuri de celule au o structură similară și constau din 4 părți:
Segmentul exterior - conține pigmentul principal al tijei sau conului, acoperit cu o membrană. Rodopsina și iodopsina sunt amplasate în recipiente speciale - discuri. 
Un ciliu este o parte a unei celule care asigură comunicarea între segmentele exterior și interior.Mitocondriile – sunt necesare pentru metabolismul energetic. În plus, conțin EPS și enzime care asigură sinteza tuturor componentelor celulare. Toate acestea sunt situate în segmentul intern.Terminațiile nervoase.
Numărul de receptori sensibili la lumină de pe retină variază foarte mult. Celulele cu tije numără aproximativ 130 de milioane. Conurile retinei sunt semnificativ inferioare lor ca număr, în medie sunt aproximativ 7 milioane.
Caracteristici ale transmiterii impulsurilor de lumină
Tijele și conurile sunt capabile să primească lumină și să o transmită către sistemul nervos central. Ambele tipuri de celule sunt capabile să funcționeze în timpul zilei. Diferența este că sensibilitatea la lumină a conurilor este mult mai mare decât cea a tijelor. Transmiterea semnalelor primite se realizează datorită interneuronilor, fiecare dintre care este atașat la mai mulți receptori. Combinația mai multor celule basculare deodată face ca sensibilitatea organului vizual să fie mult mai mare. Acest fenomen se numește „convergență”. Ne oferă o imagine de ansamblu asupra mai multor câmpuri vizuale simultan, precum și capacitatea de a surprinde diferite mișcări care apar în jurul nostru.
Capacitatea de a percepe culorile
Ambele tipuri de receptori retinieni sunt necesari nu numai pentru a distinge între lumina de zi și vederea crepusculară, ci și pentru a detecta imaginile color. Structura ochiului uman permite multe lucruri: să perceapă suprafata mare mediu, vizibil în orice moment al zilei. În plus, avem una dintre abilitățile interesante - vederea binoculară, care ne permite să ne extindem semnificativ vederea. Tijele și conurile sunt implicate în percepția aproape a întregului spectru de culori, datorită căruia oamenii, spre deosebire de animale, disting toate culorile acestei lumi. Viziunea culorilor este asigurată în mare măsură de conuri, care vin în 3 tipuri (lungime de undă scurtă, medie și lungă). Cu toate acestea, tijele au și capacitatea de a percepe o mică parte a spectrului.
- Categorie:
Bastoanele au forma unui cilindru cu un diametru neuniform, dar aproximativ egal al circumferinței pe lungime. În plus, lungimea (egale cu 0,000006 m sau 0,06 mm) este de 30 de ori mai mare decât diametrul lor (0,000002 m sau 0,002 mm), motiv pentru care cilindrul alungit arată într-adevăr foarte mult ca un băț. Există aproximativ 115-120 de milioane de tije în ochiul unei persoane sănătoase.
Tija ochiului uman este formată din 4 segmente:
1 - Segment exterior (conține discuri cu membrană),
2 - Segment de conectare (cilium),
4 - Segment bazal (conexiune nervoasă)
Tijele sunt extrem de fotosensibile. Energia unui foton (cea mai mică particulă elementară de lumină) este suficientă pentru ca tijele să reacționeze. Acest fapt ajută la așa-numita viziune de noapte, permițându-vă să vedeți la amurg.
Tijele nu sunt capabile să distingă culorile, în primul rând, acest lucru se datorează prezenței unui singur pigment, rodopsina, în tije. Rodopsina, sau altfel numită violet vizual, datorită includerii a două grupe de proteine (cromofor și opsina), are două maxime de absorbție a luminii, deși, având în vedere că unul dintre aceste maxime este dincolo de lumina vizibilă pentru ochiul uman (278 nm este regiunea ultravioletă, invizibilă pentru ochi), ar trebui să le numim maxime de absorbție a undelor. Cu toate acestea, cel de-al doilea maxim de absorbție este încă vizibil pentru ochi - este situat la aproximativ 498 nm, care este, parcă, la granița dintre verde spectrul de culoriși albastru.
Se știe cu încredere că rodopsina conținută în tije reacţionează la lumină mai lent decât iodopsina din conuri. Prin urmare, tijele reacționează mai slab la dinamica fluxului de lumină și disting slab obiectele în mișcare. Din același motiv, acuitatea vizuală nu este, de asemenea, o specializare a tijelor.
Conuri ale retinei
Conurile își primesc numele datorită formei lor, asemănătoare cu baloanele de laborator. Lungimea unui con este de 0,00005 metri sau 0,05 mm. Diametrul său în punctul cel mai îngust este de aproximativ 0,000001 metri, sau 0,001 mm, și 0,004 mm la cel mai lat. Există aproximativ 7 milioane de conuri per adult sănătos.
Conurile sunt mai puțin sensibile la lumină; cu alte cuvinte, pentru a le excita, va fi necesar un flux de lumină de zeci de ori mai intens decât pentru a excita tijele. Cu toate acestea, conurile sunt capabile să proceseze lumina mai intens decât tijele, motiv pentru care percep mai bine modificările fluxului luminos (de exemplu, ele sunt mai bune decât tijele în a distinge lumina în dinamică atunci când obiectele se mișcă în raport cu ochiul) și, de asemenea, determină o imagine mai clară.
Con ochiul uman este format din 4 segmente:
1 - Segment exterior (conține discuri membranare cu iodopsină),
2 - Segment de conectare (constricție),
3 - Segment interior (conține mitocondrii),
4 - Zona conexiunii sinaptice (segment bazal).
Motivul pentru proprietățile descrise mai sus ale conurilor este conținutul de pigment biologic iodopsină din ele. La momentul redactării acestui articol, au fost găsite două tipuri de iodopsină (izolate și dovedite): erythrolab (un pigment sensibil la partea roșie a spectrului, la undele L lungi), chlorolab (un pigment sensibil la partea verde a spectrului). spectrul, până la unde M medii). Până în prezent, un pigment care este sensibil la partea albastră a spectrului, la undele S scurte, nu a fost găsit, deși i s-a dat deja un nume - cianolab.
Împărțirea conurilor în 3 tipuri (pe baza dominanței pigmenților de culoare în ei: erythrolab, chlorolaba, cianolab) se numește ipoteza vederii cu trei componente. Cu toate acestea, există și o neliniară teoria bicomponentă viziune, adepții cărora cred că fiecare con conține simultan atât eritrolab, cât și clorolab și, prin urmare, este capabil să perceapă culorile spectrului roșu și verde. În acest caz, rolul cianolabului este preluat de rodopsina decolorată din tije. Această teorie este susținută de faptul că persoanele care suferă de, și anume în partea albastră a spectrului (tritanopie), întâmpină și dificultăți cu viziune crepusculară(orbire nocturnă), care este un semn de funcționare anormală a tijelor retiniene.
