Площадь изображения на сетчатке
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 сентября 2018;
проверки требуют 3 правки.
Запрос «Ретина» перенаправляет сюда; о названии особого вида ЖК-дисплеев см. Retina.
Сетча́тка (лат. retína) — внутренняя оболочка глаза, являющаяся периферическим отделом зрительного анализатора; содержит фоторецепторные клетки, обеспечивающие восприятие и преобразование электромагнитного излучения видимой части спектра в нервные импульсы, а также обеспечивает их первичную обработку.
Строение[править | править код]
Анатомически сетчатка представляет собой тонкую оболочку, прилежащую на всём своём протяжении с внутренней стороны к стекловидному телу, а с наружной — к сосудистой оболочке глазного яблока. В ней выделяют две неодинаковые по размерам части: зрительную часть — наибольшую, простирающуюся до самого ресничного тела, и переднюю — не содержащую фоточувствительных клеток — слепую часть, в которой выделяют в свою очередь ресничную и радужковую части сетчатки, соответственно частям сосудистой оболочки.
Зрительная часть сетчатки имеет неоднородное слоистое строение, доступное для изучения лишь на микроскопическом уровне и состоит из 10[2] следующих вглубь глазного яблока слоёв:
- пигментного,
- фотосенсорного,
- наружной пограничной мембраны,
- наружного зернистого слоя,
- наружного сплетениевидного слоя,
- внутреннего зернистого слоя,
- внутреннего сплетениевидного слоя,
- ганглионарных клеток,
- слоя волокон зрительного нерва,
- внутренней пограничной мембраны.
Строение сетчатки человека[править | править код]
Сетчатка глаза у взрослого человека имеет диаметральный размер 22 мм и покрывает около 72 % площади внутренней поверхности глазного яблока.
Пигментный слой сетчатки (самый наружный) с сосудистой оболочкой глаза связан более тесно, чем с остальной частью сетчатки.
Около центра сетчатки (ближе к носу) на задней её поверхности находится диск зрительного нерва, который иногда из-за отсутствия в этой части фоторецепторов называют «слепое пятно». Он выглядит как возвышающаяся бледная овальной формы зона около 3 мм². Здесь из аксонов ганглионарных нейроцитов сетчатки происходит формирование зрительного нерва. В центральной части диска имеется углубление, через которое проходят сосуды, участвующие в кровоснабжении сетчатки.
диска зрительного нерва, приблизительно в 3 мм, располагается пятно (macula), в центре которого имеется углубление, центральная ямка (fovea), являющееся наиболее чувствительным к свету участком сетчатки и отвечающее за ясное центральное зрение (жёлтое пятно). В этой области сетчатки (fovea) находятся только колбочки. Человек и другие приматы имеют одну центральную ямку в каждом глазу в противоположность некоторым видам птиц, таким как ястребы, у которых их две, а также собакам и кошкам, у которых вместо ямки в центральной части сетчатки обнаруживается полоса, так называемая зрительная полоска. Центральная часть сетчатки представлена ямкой и областью в радиусе 6 мм от неё, далее следует периферическая часть, где по мере движения вперед число палочек и колбочек уменьшается. Заканчивается внутренняя оболочка зубчатым краем, у которого фоточувствительные элементы отсутствуют.
На своём протяжении толщина сетчатки неодинакова и составляет в самой толстой своей части, у края диска зрительного нерва, не более 0,5 мм; минимальная толщина наблюдается в области ямки жёлтого пятна.
Микроскопическое строение[править | править код]
Упрощенная схема расположения нейронов сетчатки. Сетчатка состоит из нескольких слоев нейронов. Свет падает слева и проходит через все слои, достигая фоторецепторов (правый слой). От фоторецепторов сигнал передается биполярным клеткам и горизонтальным клеткам (средний слой, обозначен жёлтым цветом). Затем сигнал передается амакриновым и ганглионарным клеткам (левый слой). Эти нейроны генерируют потенциалы действия, передающиеся по зрительному нерву в мозг. С рисунка Сантьяго Рамон-и-Кахаля, видоизменено
См. Пигментный эпителий сетчатки
В сетчатке имеются три радиально расположенных слоя нервных клеток и два слоя синапсов.
Ганглионарные нейроны залегают в самой глубине сетчатки, в то время как фоточувствительные клетки (палочковые и колбочковые) наиболее удалены от центра, то есть сетчатка глаза является так называемым инвертированным органом. Вследствие такого положения свет, прежде чем упасть на светочувствительные элементы и вызвать физиологический процесс фототрансдукции, должен проникнуть через все слои сетчатки. Однако он не может пройти через пигментный эпителий или хориоидею, которые являются непрозрачными.
Проходящие через расположенные перед фоторецепторами капилляры лейкоциты при взгляде на синий свет могут восприниматься как мелкие светлые движущиеся точки. Данное явление известно как энтопический феномен синего поля (или феномен Ширера).
Кроме фоторецепторных и ганглионарных нейронов, в сетчатке присутствуют и биполярные нервные клетки, которые, располагаясь между первыми и вторыми, осуществляют между ними контакты, а также горизонтальные и амакриновые клетки, осуществляющие горизонтальные связи в сетчатке.
Между слоем ганглионарных клеток и слоем палочек и колбочек находятся два слоя сплетений нервных волокон со множеством синаптических контактов. Это наружный плексиформный (сплетеневидный) слой и внутренний плексиформный слой. В первом осуществляются контакты между палочками и колбочками и вертикально ориентированными биполярными клетками, во втором — сигнал переключается с биполярных на ганглионарные нейроны, а также на амакриновые клетки в вертикальном и горизонтальном направлении.
Таким образом, наружный нуклеарный слой сетчатки содержит тела фотосенсорных клеток, внутренний нуклеарный слой содержит тела биполярных, горизонтальных и амакриновых клеток, а ганглионарный слой содержит ганглионарные клетки, а также небольшое количество перемещённых амакриновых клеток. Все слои сетчатки пронизаны радиальными глиальными клетками Мюллера.
Наружная пограничная мембрана образована из синаптических комплексов, расположенных между фоторецепторным и наружным ганглионарным слоями. Слой нервных волокон образован из аксонов ганглионарных клеток. Внутренняя пограничная мембрана образована из базальных мембран мюллеровских клеток, а также окончаний их отростков. Лишённые шванновских оболочек аксоны ганглионарных клеток, достигая внутренней границы сетчатки, поворачивают под прямым углом и направляются к месту формирования зрительного нерва.
Каждая сетчатка у человека содержит около 6—7 млн колбочек и 110—125 млн палочек. Эти светочувствительные клетки распределены неравномерно. Центральная часть сетчатки содержит больше колбочек, периферическая содержит больше палочек. В центральной части пятна в области ямки колбочки имеют минимальные размеры и мозаично упорядочены в виде компактных шестиграных структур.
Заболевания[править | править код]
Есть множество наследственных и приобретённых заболеваний и расстройств, поражающих, в том числе, сетчатку. Перечислены некоторые из них:
- Пигментная дегенерация сетчатки — наследственное заболевание с поражением сетчатки, протекает с утратой периферического зрения.
- Дистрофия жёлтого пятна — группа заболеваний, характеризующихся утратой центрального зрения вследствие гибели или повреждения клеток пятна.
- Дистрофия макулярной области сетчатки — наследственное заболевание с двусторонним симметричным поражением макулярной зоны, протекающее с утратой центрального зрения.
- Палочко-колбочковая дистрофия — группа заболеваний, при которых потеря зрения обусловлена повреждением фоторецепторных клеток сетчатки.
- Отслоение сетчатки от задней стенки глазного яблока. Игнипунктура — устаревший метод лечения.
- И артериальная гипертензия, и сахарный диабет могут вызвать повреждение капилляров, снабжающих сетчатку кровью, что ведёт к развитию гипертонической или диабетической ретинопатии.
- Ретинобластома — злокачественная опухоль сетчатки.
- Меланома сетчатки- злокачественная опухоль из пигментных клеток- меланоцитов, рассеянных в сетчатке.
- Макулодистрофия — патология сосудов и нарушение питания центральной зоны сетчатки.
Литература[править | править код]
- Савельева-Новосёлова Н. А., Савельев А. В. Принципы офтальмонейрокибернетики // В сборнике «Искусственный интеллект. Интеллектуальные системы». — Донецк-Таганрог-Минск, 2009. — С. 117—120.
Примечание[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Строение сетчатки. // Проект «Eyes for me».
Источник
Строение глаза. Глаз как оптическая
система состоит из следующих элементов,
см. рис. 3.9
1.Склера — достаточно прочная внешняя
белковая оболочка белого цвета, защищающая
глаз и придающая ему постоянную форму.
2. Роговица — передняя часть склеры,
более выпуклая и прозрачная; действующая
как собирающая линз, оптическая сила
которой — примерно 40 дптр; роговица —
наиболее сильно преломляющая часть
(обеспечивает до 75 % фокусирующей
способности глаза), толщина которой
0,6-1 мм, п = 1,38.
3. Сосудистая оболочка — с внутренней
стороны склера выстлана сосудистой
оболочкой (темные пигментные клетки,
препятствующие рассеиванию света в
глазу).
4. Радужная оболочка — в передней части
сосудистая оболочка переходит в радужную.
5. Зрачок — круглое отверстие в радужной
оболочке, диаметр, которого может
изменяться в пределах от 2 до 8 мм (радужная
оболочка и зрачок, который выполняют
роль диафрагмы, регулирующей доступ
света внутрь глаза), площадь отверстия
изменяется в 16 раз.
6. Хрусталик — природная прозрачная
двояковыпуклая линза диаметром 8-10 мм,
имеющая слоистую структуру, наибольший
показатель преломления в слоях хрусталика
п = 1,41; хрусталик находится за радужной
оболочкой, примыкает к зрачку, оптическая
сила его равна 20-30 дптр.
7. Кольцевая мышца — она охватывает
хрусталик и может изменять кривизну
поверхностей хрусталика.
8. Передняя камера — камера с водянистой
массой (n=1,33воды), которая
находится в передней части глаза за
роговицей, оптическая сила 2-4 дптр.
9. Зрительный нерв — подходя к глазу,
разветвляется, образуя на задней стенке
сосудистой оболочки светочувствительный
слой — сетчатку.
10. Сетчатка — светочувствительный слой,
она представляет собой разветвление
зрительного нерва с нервными окончаниями
в виде палочек и колбочек, из них колбочки
(их примерно 10 млн. клеток) служат для
различения мелких деталей предмета и
восприятия цветов. Палочки же (20 млн.
клеток) не дают возможности различать
цвета и мелкие предметы, но они
высокочувствительны к слабому свету.
С помощью палочек человек различает
предметы в сумерки и ночью. Палочки и
колбочки очень малы. Диаметр палочки 2
• 10~3 мм, длина 6 • 10-3мм, диаметр
же колбочки 7 • 10-3мм, а длина около
35 • 10-3мм. Палочки и колбочки
распределены неравномерно: в средней
части сетчатки преобладают колбочки,
а по краям — палочки.
11. Стекловидное тело — объем части глаза
(задняя глазная камера) между хрусталиком
и сетчаткой, заполненный прозрачным
стекловидным веществом, имеет оптическую
силу до 6 дптр.
12. Желтое пятно — самое чувствительное
место на сетчатке, то есть человек видит
ясно те предметы, изображение, которых
проектируется на желтое пятно.
13. Центральная ямка — наиболее
чувствительная часть желтого пятна;
это узкая область, в которой сетчатка
углублена, здесь палочки совсем
отсутствуют, а колбочки расположены
очень плотно; особенно хорошо различимы
детали, проектируемые на центральную
ямку (глаз различает те детали объекта,
угловое расстояние между которыми не
меньше углового расстояния между
соседними колбочками или палочками, в
центральной ямке плотность палочек
наибольшая, поэтому и различие деталей
здесь оказывается наилучшим).
|
Рисунок Глаз |
14. В том месте, где
зрительный нерв входит в глаз, нет ни
палочек, ни колбочек, и лучи, попадающие
на эту область, не вызывают ощущения
света, отсюда и название «слепое пятно».
15. Конъюнктива
— наружная оболочка глаза, выполняет
барьерную и защитную роль. Свет,
действующий на колбочки и палочки,
вызывает в них химические превращения.
Благодаря этому в нервном волокне,
соединяющем светочувствительные клетки
глаза с мозгом, возникают электрические
импульсы, которые все время передаются
в мозг, пока свет действует на глаз.
Рассматривание предмета целиком
происходит следующим образом. Изображение
отдельных деталей предмета фиксируются
на желтое пятно и даже на центральную
ямку. Поле зрения этих предметов не
велико. Так, на желтое пятно одновременно
может проектироваться картина, занимающая
по горизонтальному направлению около
8°, а по вертикальному — около 6°. Поле
зрения центральной ямки еще меньше и
равно 1-1,5° по горизонтальному и
вертикальному направлениям. Таким
образом, из всей фигуры человека, стоящего
на расстоянии 1 м, глаз может фиксировать
на желтое пятно, например, только его
лицо, а на центральную ямку — поверхность,
немного большую глаза. Все остальные
части фигуры проектируются на
периферическую часть сетчатки и рисуются
в виде смутных деталей. Однако глаз
обладает способностью быстро перемещаться
(поворачиваться) в своей орбите, так что
за короткий промежуток времени глаз
может последовательно (сканируя объект)
фиксировать большую поверхность. Все
изображение регистрируется за счет
последовательного просматривания
(яркий пример — чтение текста на странице
— глаз последовательно просматривает
каждую букву). Благодаря этой особенности
глаза человек не замечает ограниченности
поля ясного зрения. Общее поле зрения
у глаза человека по вертикальному и
горизонтальному направлениям составляет
120-150°, то есть больше чем у хороших
оптических инструментов. Светопроводящая
часть глаза образована роговицей,
жидкостью передней камеры, хрусталиком,
стекловидным телом. Спереди она ограничена
воздухом, сзади — стекловидным телом.
Главная оптическая ось проходит через
центры роговицы, зрачка, хрусталика
(глаз — центрированная оптическая
система). Световоспринимающая часть
(рецепторный аппарат) — сетчатка, в
которой находятся светочувствительные
зрительные клетки. Направление наибольшей
чувствительности глаза определяет его
зрительная ось, которая проходит через
центры роговицы и желтого пятна. В
направлении этой оси глаз имеет наилучшую
разрешающую способность. Угол между
оптической и зрительной осью составляет
5°. Оптическая сила глаза представляет
собой алгебраическую сумму оптических
сил всех основных преломляющих сред:
роговица (D = 42-43 дптр), хрусталик (D = 19-33
дптр), передняя камера (D = 2-4 дптр),
стекловидное тело (D = 5-6 дптр). Первые
три среды подобны собирающим линзам,
последняя — рассеивающей. В покое
оптическая сила всего глаза — около 60
дптр, при напряжении (рассматривании
близких предметов) D > 70 дптр.
Аккомодация.
Из
формулы линзы следует, что изображения
предметов, удаленных от линзы на различные
расстояния, получаются также на различных
расстояниях от нее. Однако мы знаем, что
для «нормального» глаза изображения
различно удаленных предметов дают на
сетчатке одинаково резкие изображения.
Это означает, что существует механизм,
позволяющий глазу приспосабливаться
к изменению расстояния до наблюдаемых
предметов. Этот механизм называется
аккомодацией. Аккомодация — приспособление
глаза к четкому видению различно
удаленных предметов («наводка на
резкость»). Аккомодацию можно осуществить
двумя способами: • первый — изменяя
расстояние от хрусталика до сетчатки
(по аналогии с фотоаппаратом); • второй
— изменяя кривизну хрусталика и,
следовательно, меняя фокусное расстояние
глаза. Для глаза реализуется второй
способ, который обеспечивает четкое
изображение предметов, удаленных от
глаза на расстояния от 12 см до ос. Ближний
предел аккомодации связан с максимальным
напряжением кольцевой мышцы.В
норме при приближении предмета к глазу
на расстояние до 25 см аккомодация
совершается без существенного напряжения.
Это расстояние называется расстоянием
наилучшего зрения — а0
.Светочувствительность глаза изменяется
в широких пределах благодаря зрительной
адаптации — способности глаза
приспосабливаться к различным яркостям.
Угол
зрения.
Размер
изображения на сетчатке зависит от
размера предмета и его удаления от
глаза, то есть от угла, под которым виден
предмет (рис. 3.10). Этот угол называют
углом зрения. Угол зрения — это угол
между лучами, идущими от крайних точек
предмета через узловую точку (оптический
центр глаза).
Рис.
3.10. Изображение, даваемое глазом, и угол
зрения /3
При
построении изображения, даваемого
глазом, используют узловую точку N,
которая аналогична оптическому центру
тонкой линзы.Разным
телам (В и В1)
может соответствовать один и тот же
угол зрения.
Из
рис. 3.10 следует, что = B/L = b/l. Учитывая эти
соотношения, можно записать следующую
формулу для размера изображения:
(3.13)
Для
малых углов зрения (/3 < 0,1 рад) справедлива
приближенная формула: tg
.
Принимается, что l
17 мм.
Разрешающая
способность.
Разрешающая
способность — это способность глаза
различать две близкие точки предмета
раздельно. Для количественной
характеристики разрешающей способности
глаза используют величину — наименьший
угол зрения
.
Наименьший угол зрения — такой угол
зрения, при котором человеческий глаз
еще различает две точки предмета по
раздельности. Принято считать, что для
нормального глаза наименьший угол
зрения глаза равен
(3*10-4рад).
Поясним это значение. Две точки предмета
будут восприниматься раздельно, если
их изображения попадают в соседние
колбочки сетчатки. В этом случае размер
изображения (b)
на сетчатке равен расстоянию между
соседними колбочками, которое составляет
около 5 мкм (5 • 10-6
м). Используя рис. 3/10
и приближенное соотношение tg
,
находим
Если
изображение двух точек на сетчатке
займет линию короче 5 мкм, то эти точки
не будут разрешаться, то есть глаз их
не различит. Наряду с наименьшим углом
зрения используют и другую характеристику
разрешающей способности глаза — предел
разрешения. Предел разрешения (Z)
глаза — это наименьшее расстояние между
двумя точками предмета, рассматриваемого
с расстояния наилучшего зрения, при
котором они различимы как отдельные
объекты. Предел разрешения глаза связан
с наименьшим углом зрения простым
соотношением:
(3.14)
подставляют
в радианах.
Для
нормального глаза взрослого человека
а0
= 0,25 м, =
= 3 • 10-4
рад., Z = 75- 10-6
м. = 75 мкм.
Соседние файлы в папке Физика лекции
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
