Строение зрительного анализатора
Строение и основные функции зрительного анализатора, оптической системы глаза. Физическая рефракция глаза человека, её значение и развитие. Особенности механизма аккомодации глаза. Глазодвигательный анализатор и его нейрофизиологическое обеспечение.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.09.2012 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
14
Федеральное агентство по образованию Рязанский Государственный университет им. С.А. Есенина
Реферат
по дисциплине
Основы физиологии и ВНД
Строение зрительного анализатора
1. Строение и функции зрительного анализатора
Наряду с понятием зрительного анализатора существует понятие органа зрения. Орган зрения - это глаз, включающий три различных в функциональном отношении элемента: 1) глазное яблоко, в котором расположены световоспринимающий, светопреломляющий и светорегулирующий аппараты; 2) защитные приспособления, т.е. наружные оболочки глаза (склера и роговица), слёзный аппарат, веки, ресницы, брови; 3) двигательный аппарат, представленный тремя парами глазных мышц (наружная и внутренняя прямые, верхняя и нижняя прямые, верхняя и нижняя косые), которые иннервируются III (глазодвигательный нерв), IV (блоковый нерв), VI (отводящий нерв) парами черепных нервов. (1-36с.)
Зрительный анализатор человека является сложной нервнорецепторной системой, предназначенной для восприятия и анализа световых раздражений. Согласно И. П. Павлову, в нем, как и в любом анализаторе, имеются три основных отдела - рецепторный, проводниковый и корковый. В периферических рецепторах - сетчатке глаза -- происходят восприятие света и первичный анализ зрительных ощущений. Проводниковый отдел включает зрительные пути и глазодвигательные нервы. В корковый отдел анализатора, расположенный в области шпорной борозды затылочной доли мозга, поступают импульсы, как от фоторецепторов сетчатки, так и от проприорецепторов наружных мышц глазного яблока, а также мышц, заложенных в радужке и ресничном теле. Кроме того, имеются тесные ассоциативные связи с другими анализаторными системами.
Источником деятельности зрительного анализатора является превращение световой энергии в нервный процесс, возникающий в органе чувств. Адекватным раздражителем для органа зрения служит энергия светового излучения. Человеческий глаз воспринимает свет с длиной волны 38О-76Онм.
Зрительный акт является сложным нейрофизиологическим процессом, многие детали которого еще не выяснены. Он состоит из четырех основных этапов.
С помощью оптических сред глаза (роговица, хрусталик) на фоторецепторах сетчатки образуется действительное, но инвертированное (перевернутое) изображение предметов внешнего мира.
Под воздействием световой энергии в фоторецепторах (колбочки, палочки) происходит сложный фотохимический процесс, приводящий к распаду, зрительных пигментов с последующей их регенерацией при участии витамина А и других веществ. Этот фотохимический процесс способствует трансформации световой энергии в нервные импульсы. Правда, до сих пор не ясно каким образом зрительный пурпур участвует в возбуждении фоторецепторов. Светлые, темные и цветовые детали изображения предметов по-разному возбуждают фоторецепторы сетчатки и позволяют воспринимать свет, цвет, форму и пространственные отношения предметов внешнего мира.
Импульсы, возникшие в фоторецепторах, проводятся понервным волокнам к зрительным центрам коры большого мозга.
В корковых центрах происходит превращение энергии нервного импульса в зрительное ощущение и восприятие. Однако до сих пор не известно, каким образом происходит это преобразование.
Таким образом, глаз является дистантным рецептором, дающим обширную информацию о внешнем мире без непосредственного контакта с его предметами. Тесная связь с другими анализаторными системами позволяет с помощью зрения на расстоянии получить представление о свойствах предмета, которые могут быть восприняты только другими рецепторами - вкусовыми, обонятельными, тактильными. Так, вид лимона и сахара создает представление о кислом и 'сладком, вид цветка - о его запахе, снега и огня - о температуре и т. п. Сочетанная и взаимная связь различных рецепторных систем в единую совокупность создается в процессе индивидуального развития.
Дистантный характер зрительных ощущений оказывал существенное влияние на процесс естественного отбора, облегчая добывание пищи, своевременно сигнализируя об опасности и способствуя свободной ориентации в окружающей обстановке. В процессе эволюции шло совершенствование зрительных функций, и они стали важнейшим источником информации о внешнем мире. Основой всех зрительных функций является световая чувствительность глаза. Функциональная способность сетчатки неравноценна на всем ее протяжении. Наиболее высока она в области пятна и особенно в центральной ямке. Здесь сетчатка представлена только нейроэпителием и состоит исключительно из высокодифференцированных колбочек. При рассматривании любого предмета глаз устанавливается таким образом, что изображение предмета всегда проецируется на область центральной ямки. На остальной части сетчатки преобладают менее дифференцированные фоторецепторы - палочки, и чем дальше от центра проецируется изображение предмета, тем менее отчетливо оно воспринимается.
В связи с тем, что сетчатка животных, ведущих ночной образ жизни, состоит преимущественно из палочек, а дневных животных - из колбочек, М. Шультце в 1868г. высказал предположение двойственной природе зрения, согласно которому дневное зрение осуществляется колбочками, а ночное - палочками. Палочковый аппарат обладает высокой светочувствительностью, но не способен передавать ощущение цветности; колбочки обеспечивают цветное зрение, но значительно менее чувствительны к слабому свету и функционируют только при хорошем освещении.
В зависимости от степени освещенности можно выделить три разновидности функциональной способности глаза.
1. Дневное (фотопическое) зрение осуществляется колбочковым аппаратом глаза при большой интенсивности освещения. Оно характеризуется высокой остротой зрения и хорошим восприятием цвета.
2. Сумеречное (м езопическое) зрение осуществляется палочковым аппаратом глаза при слабой степени освещенности. Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматичным восприятием предметов.
3. Ночное (скотопическое) зрение также осуществляется палочками при пороговой и надпороговой освещенности. Оно сводится только к ощущению света.
Таким образом, двойственная природа зрения требует дифференцированного подхода к оценке зрительных функций. Следует различать центральное и периферическое зрение.
Центральное зрение осуществляется колбочковым аппаратом сетчатки. Оно характеризуется высокой остротой зрения и восприятием цвета. Другой важной чертой центрального зрения является визуальное восприятие формы предмета. В осуществлении форменного зрения решающая роль принадлежит корковому отделу зрительного анализатора. Так, человеческий глаз легко формирует ряды точек в виде треугольников, наклонных линий за счёт именно корковых ассоциаций.
Периферическое палочковое зрение служит для ориентации в пространстве и обеспечивает ночное и сумеречное зрение.
2. Строение и работа оптической системы глаза
В функциональном отношении глаз может быть разделён на два основных отдела: светопроводящий и световоспринимающий.
Светопроводящий отдел составляют прозрачные среды глаза: роговица, влага передней камеры, хрусталик и стекловидное тело. Световоспринимающим отделом является сетчатка. Изображение предметов внешнего мира воспроизводится на сетчатке с помощью оптической системы светопроводящих сред. Лучи света, отраженные от предметов, проходя через четыре преломляющие поверхности: переднюю и заднюю поверхности роговицы, переднюю и заднюю поверхности хрусталика. При этом каждая из них отклоняет луч от первоначального направления, в результате в фокусе оптической системы глаза образуется действительное, но перевёрнутое изображение рассматриваемого предмета.
Преломление света в оптической системе глаза называется рефракцией. Учение о рефракции основано на законах оптики, характеризующих распространение света в различных средах.
Прямая линия, проходящая через центры кривизны всех преломляющих поверхностей, является оптической осью глаза. Лучи света, падающие параллельно этой оси, после преломления собираются в главном фокусе системы. Параллельные лучи идут от бесконечно удалённых предметов, следовательно, главным фокусом оптической системы называется то место на продолжении оптической оси, где образуется изображение бесконечно удалённых предметов.
В сложной оптической системе фокусное расстояние измеряется от условной главной плоскости этой системы, которая вычисляется математически из величины преломляющей силы каждой преломляющей поверхности и расстояния между ними.
Расстояние от главной плоскости до главного фокуса называется главным фокусным расстоянием оптической системы. Фокусное расстояние характеризует оптическую силу системы. Чем сильнее преломляет система, тем короче её фокусное расстояние. Для измерения оптической силы линзы используют величину обратную фокусному расстоянию, которая называется диоптрией. За одну диоптрию (дптр) принимается преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1м. Зная фокусное расстояние(F) линзы, нетрудно определить её рефракцию(D) по формуле: D=1м / Fм.
Для характеристики оптической системы глаза необходимо знать радиус кривизны передней и задней поверхности роговицы и хрусталика, глубину передней камеры, длину анатомической оси глаза и показатели преломления прозрачных сред глаза. Измерение этих величин можно выполнить на живом глазу. Методы, предложенные для этой цели, делят на три группы: оптические, рентгенологический и ультразвуковой. С помощью оптических методов производят непосредственное измерение отдельных элементов преломляющего аппарата, длину оси определяют путём вычисления. Рентгенологический и ультразвуковой методы позволяют непосредственно измерить длину оси глаза.
3. Рефракция и её значение
Для хорошего зрения необходимо прежде всего чёткое изображение рассматриваемого предмета на сетчатке. В здоровом глазу человека это зависит от соответствия параметров двух анатомических элементов глаза: преломляющей силы оптической системы и длины оптической оси глаза. Каждый из этих параметров имеет выраженные индивидуальные колебания. В связи с этим в понятие «рефракция глаза» принято выделять физическую рефракцию, характеризующую преломляющую силу оптической системы глаза, и клиническую рефракцию, которая характеризует положение главного фокуса оптической системы глаза по отношению к сетчатке.
Физическая рефракция глаза взрослого человека варьирует в широких пределах - от 52 до 71 дптр, составляя в среднем 60 дптр. Она формируется в период роста глаза, и в дальнейшем не меняется.
В практической деятельности офтальмолог определяет только клиническую рефракцию, которая отражает соизмеримость физической рефракции с длиной анатомической оси глаза. Клиническую рефракцию характеризует положение главного фокуса по отношению к сетчатке. Если главный фокус совпадает с сетчаткой, такая рефракция называется соразмерной - эмметропией.
Если главный фокус не совпадает с сетчаткой, то клиническая рефракция несоразмерная - аметропия. Преломляющая сила оптического аппарата может быть слишком сильной для данного размера глаза, и тогда параллельные лучи собираются перед сетчаткой. Такой вид несоразмерной рефракции называется близорукостью - миопией. Миопия (близорукость) - сильная рефракция, для которой характерно плохое зрение вдаль. Миопия имеет 3 степени: слабая до - 3,0 дптр; средняя - до 6,0 дптр; высокая - более 6,0 дптр.(3-74с.)
Если преломляющая сила по отношению к размеру глаза будет слабой, то главный фокус будет располагаться за сетчаткой. Этот вид несоразмерной рефракции называется дальнозоркостью - гиперметропией. Гиперметропия, или дальнозоркость, является слабым видом рефракции, и главный фокус глаза лежит за сетчаткой. При гиперметропией нет соразмерности между переломляющей силой оптической системы глаза и длинной его оси. Это происходит или при короткой оптической оси(т.е. глаз слишком короткий), или переломляющая сила глаза очень слабая. При этом на сетчатке формируется нечёткое изображение. От предметов идут расходящиеся лучи, для фокусировки которых требуется большая преломляющая сила. Для того чтобы лучи сфокусировались на сетчатке, нужны сходящиеся лучи. Но таких лучей в природе не существует. Таким образом, гиперметропический глаз плохо видит вдаль и вблизи.(3-74с)
Клиническую рефракцию характеризует также дальнейшая точка ясного зрения - наиболее удалённая от глаза точка, которая отчетливо видна при покое аккомодации.
Положение главного фокуса оптической системы глаза с эмметропической (а), гиперметропической (б) и миопической (в) рефракцией.
4. Развитие рефракции
Рефракция формируется в период роста организма. В этот период происходит развитие аппарата глаза и увеличение размеров глазного яблока. Глаза новорожденного имеют большую преломляющую силу (80дптр.), но сочетается она со столь короткой анатомической осью, что главный фокус оптической системы располагается за глазом. Таким образом, для большинства новорожденных характерна гиперметропическая рефракция. По мере роста преломляющая сила оптической системы глаза быстро уменьшается. В возрасте 3-5 лет преломляющая система глаза в среднем 60дпрт и практически уже не изменяется в течение всей жизни. Параллельно происходит рост глазного яблока, увеличивается длина его анатомической оси. Рост глазного яблока к 3-5 годам также почти заканчивается, в этом возрасте оно лишь на 0,5мм короче среднего глаза взрослого. Изменения оптического аппарата и анатомической оси глаза в период роста приводят к изменению клинической рефракции, которая меняется от гиперметропии к эмметропии и миопии.
5. Астигматизм
Исследования оптического аппарата, проведённые на живых глаза, показали, что идеально сферические преломляющие поверхности встречаются редко, гораздо чаще наблюдается их деформация. Они одинаково часто встречаются и у роговицы, и у хрусталика, но влияние роговицы на рефракцию глаза сказывается сильнее вследствие её большей преломляющей способности. В глаза, имеющих отклонения от сферической формы в строении преломляющих поверхностей, при исследовании в двух взаимно перпендикулярных меридианах отмечаются разная преломляющая сила и разные фокусные расстояния, а результате чего на сетчатке не получается точного изображения.
Сочетание в одном глазу различных видов рефракции или разных степеней одного вида рефракции называется астигматизмом.
В астигматических глаза две перпендикулярные плоскости сечения с наибольшей и наименьшей преломляющей силой называются главными меридианами. Чаще они располагаются вертикально и горизонтально, но могут иметь и косое расположение, образуя астигматизм с косыми осями. В большинстве случаев преломление в вертикальном меридиане бывает сильнее, чем в горизонтальном. Такой астигматизм называют прямым. Иногда, наоборот, горизонтальный меридиан преломляет сильнее вертикального - обратный астигматизм.
Различают правильный и неправильный астигматизм. Неправильный астигматизм обычно роговичного происхождения. Он характеризуется локальными изменениями преломляющей силы на разных отрезках одного меридиана.
Правильный астигматизм имеет одинаковую преломляющую силу на протяжении всего меридиана. Это врождённая аномалия, предаётся по наследству и мало изменяется в течение жизни.
Различают три вида правильного астигматизма - простой, сложный и смешанный. Простой - сочетание эмметпропии в одном меридиане с аномалией рефракции в другом. При сложном астигматизме в обоих меридианах одна и та же рефракция, но разной степени. Смешанный астигматизм - комбинация миопии и гиперметропии в разных меридианах глаза.
Прямой астигматизм небольшой степени (до 0,5 дптр) встречается настолько часто и так мало влияет на зрительную функцию, что называется физиологическим астигматизмом.
6. Аккомодация
Клиническая рефракция глаза, является таким статическим физическим соотношением между его преломляющим аппаратом и длиной анатомической оси, которое обеспечивает четкое видение предметов в дальнейшей точке ясного видения. Однако для жизнедеятельности человека необходимо ясное видение предметов на различном расстоянии. Это осуществляется с помощью особого физиологического механизма, называемого аккомодацией, - способность глаза фокусировать изображения рассматриваемых предметов на сетчатке независимо от расстояния, на котором находится предмет. В глазу человека аккомодация осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика, следствием чего является изменение преломляющей способности глаза. В процессе аккомодации участвуют два компонента: активный - сокращение цилиарной мышцы и пассивный, обусловленный эластичностью хрусталика.
Механизм аккомодации. При сокращении волокон цилиарной мышцы происходит расслабление связки, к которой подвешен заключенный в капсулу хрусталик. Ослабление натяжения волокон этой связки уменьшает степень натяжения капсулы хрусталика, при этом хрусталик вследствие своей эластичности приобретает более выпуклую форму, в связи с этим преломляющая сила его увеличивается и на сетчатке фокусируется изображение близко расположенных предметов. При расслаблении аккомодативной мышцы происходит обратный процесс.
Механизм аккомодации глаза а) покой, б) напряжение
При аккомодации в глазу происходят следующие изменения:
1. хрусталик меняет свою форму неравномерно, передняя его поверхность, особенно центральная противозрачковая часть, изменяется сильнее, чем задняя.
2. глубина передней камеры уменьшается вследствие приближения хрусталика к роговице.
3. хрусталик опускается книзу за счет провисания на расслабленной связке.
4. зрачок суживается в связи с общей иннервацией цилиарной мышцы и сфинктера зрачка от парасимпатической ветви глазодвигательного нерва. Диафрагмальный эффект суженного зрачка, со своей стороны, увеличивает четкость изображения близких предметов.
Важную роль в восприятии разноудаленных предметов и определении расстояния до них играет бинокулярное зрение. При рассматривании предмета двумя глазами его изображение может попадать на симметричные точки сетчаток обоих глаз, возбуждения от которых объединяются в корковом конце анализатора в единое целое, давая при этом одно изображение. Если изображение предмета попадает на неидентичные участки сетчатки, то возникает раздвоение изображения. Процесс зрительного анализа пространства зависит не только от наличия бинокулярного зрения, существенную роль в этом играют условно-рефлекторные взаимодействия, складывающиеся между зрительным и двигательным анализатором. Определённое значение имеют конвергенционные движения и процесс аккомодации, которые управляются по принципу обратных связей. Восприятие пространства в целом связано с определением пространственных отношений видимых предметов - их величины, формы, отношения друг к другу, что обеспечивается взаимодействием различных отделов анализатора; значимую роль при этом играет приобретённый опыт.
При движении объектов ясному видению способствуют следующие факторы:
1) произвольные движения глаз вверх, вниз, влево или вправо со скоростью движения объекта, что осуществляется благодаря содружественной деятельности глазодвигательных мышц;
2) при появлении объекта в новом участке поля зрения срабатывает фиксационный рефлекс - быстрое непроизвольное движение глаз, обеспечивающее совмещение изображения предмета на сетчатке с центральной ямкой. При движении за движущимся объектом происходит медленное движение глаз - следящее движение.
При рассматривании неподвижного предмета для обеспечения ясного видения глаз совершает три типа мелких непроизвольных движений: тремор - дрожание глаз с небольшой амплитудой и частотой, дрейф - медленное смещение глаза на довольно значительное расстояние и скачки (флики) - быстрые движения глаз. Также существуют саккадические движения (саккады) - содружественные движения обоих глаз, совершаемые с большой скоростью. Наблюдаются саккады при чтении, просматривании картин, когда обследуемые точки зрительного пространства находятся на одном удалении от наблюдателя и других объектов. Если заблокировать эти движения глаз, то окружающий нас мир вследствие адаптации рецепторов сетчатки станет трудно различимым, каким он является у лягушки. Глаза лягушки неподвижны, поэтому она хорошо различает только движущиеся предметы.
7. Глазодвигательный анализатор и его нейрофизиологическое обеспечение
зрительный анализатор рефракция аккомодация
К глазодвигательным мышцам относятся четыре прямые - верхняя, нижняя, латеральная и медиальная и две косые - верхняя и нижняя.
При сокращении внутренняя прямая (медиальная) мышца поворачивает глаза кнутри, а наружная прямая (латеральная) кнаружи. Линия прикрепления верхней и нижней прямых мышц располагается косо, такое прикрепление обеспечивает поворот не только кверху и книзу, но одновременно и кнутри.
Следовательно, верхняя прямая мышца обеспечивает поворот глаза кверху и кнутри, нижняя прямая - книзу и кнутри. Верхняя косая мышца при сокращении поворачивает глаз книзу и кнаружи, а нижняя косая - кверху и кнаружи.
Таким образом, движение глаза вверх осуществляют верхняя прямая и нижняя косая мышцы, вниз - нижняя прямая и верхняя косая мышцы. Функцию абдукции выполняют латеральная прямая, верхняя и нижняя косые мышцы, функцию аддукции - медиальная, верхняя и нижняя прямые мышцы глаза.
Иннервация мышц глаза осуществляется глазодвигательным, блоковым и отводящим нервами. Верхняя косая мышца иннервируется блоковым нервом, латеральная прямая - отводящим нервом.
Все остальные мышцы иннервируются глазодвигательным нервом. Сложные функциональные взаимоотношения глазных мышц имеют большое значение в ассоциированных движениях.
Литература
1. В.М. Смирнов, С.М. Будылина Учебное пособие «Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность» - М.: Издательский центр «Академия», 2004г.
2. А.А. Бочкарёва «Глазные болезни» - М.: Издание третье, 1989г.
3. Э.Д. Рубан «Глазные болезни» - учебник Ростов н/Д.: Феникс, 2007г.
4. Д. Хьюбел «Глаз, мозг, зрение» - М., 1990г.
5. А.С. Батуев «Физиология сенсорных систем» - М., 1991г.
6. Р. Шмидт «Основы сенсорной физиологии» - М., 1984г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Структура и функции зрительного анализатора, его роль в жизни животных. Анатомическое строение глаза: глазодвигательный и придаточный аппараты, дренажная система; сигналы зрительного нерва. Свето- и цветоощущение, центральное и периферическое зрение.
курсовая работа [882,2 K], добавлен 15.05.2013Значение зрения для человека. Внешнее строение зрительного анализатора. Радужная оболочка глаза, слезный аппарат, расположение и строение глазного яблока. Строение сетчатки, оптическая система глаза. Бинокулярное зрение, схема движения взгляда.
презентация [804,4 K], добавлен 21.11.2013Понятие сетчатки как внутренней оболочки глаза, являющейся периферическим отделом зрительного анализатора. Строение сетчатки, ее основные слои, функции и особенности кровоснабжения. Центральная зона сетчатки. Анализ симптомов при заболевании сетчатки.
презентация [896,3 K], добавлен 23.11.2014Внешнее и внутреннее строение глаза, рассмотрение функций слезных желез. Сравнение органов зрения у человека и животных. Визуальная зона коры больших полушарий и понятие аккомодации и светочувствительности. Зависимость цветового зрения от сетчатки.
презентация [1,2 M], добавлен 14.01.2011Структура анализаторной системы. Этапы деятельности анализатора. Строение глаза, его мышцы и зрительные пути. Механизм аккомодации глаза. Схема строения сетчатки. Распределение палочек, колбочек в сетчатке. Виды фоторецепторов, потенциалы клеток сетчатки.
презентация [14,3 M], добавлен 13.12.2013Обзор особенностей получения и анализа информации об изменениях условий внешней и внутренней среды нервной системой. Исследование внешнего и внутреннего строения глаза. Функции рецепторной, периферической и проводниковой частей зрительного анализатора.
презентация [4,8 M], добавлен 12.03.2013Строение и клеточный состав глаза медуз, червей, пиявки, моллюска, улитки. Особенности строения глаза у позвоночных. Развитие сетчатки и зрительного нерва у высших животных и человека. Этапы формирования хрусталика. Стекловидное тело, его функции.
реферат [4,6 M], добавлен 28.03.2012Анатомия проводящих путей зрительного анализатора глаза. Палочки и колбочки, организация и морфология фоторецепторов. Электрические сигналы в ответ на свет в фоторецепторах позвоночных. Слуховая кора и обработка слуховых сигналов, локализация звука.
реферат [400,5 K], добавлен 28.10.2009Схема горизонтального сечения правого глаза человека. Оптические недостатки глаза и аномалии рефракции. Сосудистая оболочка глазного яблока. Вспомогательные органы глаза. Гиперметропия и ее коррекция с помощью выпуклой линзы. Определение угла зрения.
реферат [88,5 K], добавлен 22.04.2014Исследование рефлекторных реакций человека и работы мышц глаза, схема строения зрительного анализатора. Биологическое значение безусловных рефлексов. Изменение дыхания у человека в состоянии относительного покоя и при выполнении двигательной нагрузки.
практическая работа [295,7 K], добавлен 24.07.2010
