В сетчатке находятся зрительные рецепторы
Большую часть информации (до 90 %) об окружающем нас мире мы получаем посредством зрения. Но зрительный анализатор – это не только наш орган зрения, глаз. Весь процесс видения состоит из трех этапов, но самый важный – светочувствительные рецепторы. Для тех, кто не помнит: это колбочки и палочки. Зрительные рецепторы располагаются в одной из оболочек глазного яблока – сетчатке. О зрительном анализаторе расскажем в данной статье. А еще о том, как устроены и где находятся зрительные рецепторы, воспринимающие цвет.
Общие сведения
Процесс видения – сложный и состоит из следующих этапов:
- Концентрация информации на маленьком поле. Этой функции подчинена вся оптическая система глазного яблока: роговица, влажная камера глаза, зрачок, хрусталик, стекловидное тело.
- Фоторецепторная часть, где происходит перевод электромагнитного излучения света на язык порогового сопротивления мембран и потока нейромедиаторов, в результате чего образуется нервный импульс. Зрительные рецепторы расположены в оболочке глаза, называемой сетчаткой.
- Анализ и обработка информации в зрительных долях затылочной части коры больших полушарий головного мозга. При этом сетчатка, где располагаются рецепторы зрительного анализатора, является «филиалом» головного мозга. Частичный анализ видения начинается в ней.
В статье мы сосредоточимся на той части зрительного анализатора, где располагаются рецепторы, на светочувствительной оболочке глаза и на строении самих рецепторов – колбочек и палочек. Если вы не полностью понимаете, что такое рецепторы, читайте статью: https://www.syl.ru/article/386286/chto-takoe-retseptoryi-naznachenie-vidyi-i-printsipyi-funktsionirovaniya, где этот термин детально описан.
Сетчатая оболочка
Ретина (сетчатка) – внутренняя оболочка глазного яблока, где располагаются зрительные рецепторы. В плане световосприятия это самая важная часть глаза.
Эта оболочка генетически составляет единое целое со зрительным нервом. Внутренняя ее поверхность граничит со стекловидным телом, а снаружи — с сосудистой оболочкой. Зрительные рецепторы располагаются в задней зрительной части сетчатки, которая, в свою очередь, состоит из пигментного и нервного слоя:
- Пигментный слой ретины прилегает к сосудистой оболочке, клетки имеют микроворсинки, которые прилегают к фоторецепторам. Именно они обеспечивают последние всеми необходимыми для жизнедеятельности веществами. Еще одна функция пигментного слоя сетчатки – это поглощение части света, который прошел через фоторецепторный слой.
- Нервный слой ретины состоит из 9 слоев, не разделенных физиологически. Самый важный элемент данного слоя и смысл его существования – в зрительных рецепторах. Располагаются они в верхних слоях сетчатки. В цитологическом плане световоспринимающие клетки – это высокоспецифичные сенсорные нейроны. Они представлены двумя типами клеток.
Палочки и колбочки
В сетчатке глазного яблока человека палочек — 120 миллионов, а колбочек – 7 миллионов. И расположены они неравномерно.
Колбочки, которые работают при ярком свете и отвечают за цветное восприятие, сосредоточены в центральной части сетчатки. Особенно их много в области центральной ямки (фовеа) – самого высокочувствительного места сетчатки.
Палочки расположены преимущественно на периферии и отвечают за сумеречное зрение при невысокой освещенности.
Общий план строения фоторецепторов
Как уже говорилось, палочки и колбочки – это сенсорные нейроны, в строении которых выделяют три сегмента:
- Наружный. Этой частью рецепторные клетки вдаются в пигментный слой. У палочек этот сегмент тонкий и цилиндрический, образован фоторецепторными дисками, в которых содержится белок родопсин. У колбочек он более утолщенный, а фоторецепторных дисков намного меньше, чем в палочках. В дисках содержится пигмент йодопсин. Последний состоит в свою очередь из нескольких пигментов, которые чувствительны к желто-зеленой части спектра (хлоролаб), к желто-красной части (эритролаб) и к синей части спектра (цианолаб).
- Цилия. Это тонкая ножка, которая соединяет наружный и внутренний сегменты.
- Внутренний. Тут находятся ядро, клеточные органеллы (митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сетка, рибосомы). В этой части протекают все метаболические процессы клетки. Оконечность этого сегмента переходит в аксон нейрона.
Функционал палочек
Сетчатка, где располагаются зрительные рецепторы, обеспечивает фоторецепцию. При этом функционально колбочки и палочки имеют свои особенности восприятия.
Для формирования нервного импульса, а значит, и светочувствительности палочек достаточно всего лишь одного фотона света. Именно этим и обеспечивается сумеречное зрение. Но палочки не различают цвета, ведь их пигмент родопсин состоит из двух белков – хромофора и опсина. Таким образом, формируется два максимума светопоглощения – на уровне ультрафиолета (278 нм) и на границе между зеленым и синим спектром (498 нм).
На свет пигмент палочек реагирует медленнее, чем пигменты колбочек. Именно поэтому палочки слабо реагируют на динамику потока света и плохо различают движущиеся объекты.
Разноцветные колбочки
Для возбуждения колбочек необходимо наличие светового потока в десятки раз более интенсивного, чем для палочек. Именно поэтому в темноте все кошки серые – колбочкам не хватает света для различения цветов.
Скорость обработки сигналов колбочками высокая, они хорошо воспринимают динамику света и движущиеся объекты. А также фокусируют более четкое изображение.
Колбочки делятся на три вида по преобладанию в них одного из трех пигментов. В тех, где больше эритролаба, фиксируются световые потоки желто-красной части спектра, хлоролаба – желто-зеленой, цианолаба – зелено-синей части.
Патологии, связанные с фоторецепторным аппаратом
Нарушения в работе рецепторов и патологии самой сетчатой оболочки глаза могут приводить к различным нарушениям зрения и восприятия. Например:
- С нарушением работы колбочек связано заболевание дальтонизмом, который бывает трех видов в зависимости от того, какого пигмента в колбочках нет. Чаще всего дальтонизм является наследственным недугом.
- С патологиями палочек связана гемералопия (куриная слепота) – снижение зрения в сумерках.
- Дегенерация пигментного слоя сетчатки связана с разрушением клеток пигментного слоя. Чаще это наследственная патология, но причины ее развития и сегодня не выяснены.
- Хориоретинит. В воспалительный процесс вовлекается сетчатка и сосудистая оболочка. Этиология болезни связана с инфицированием различными микроорганизмами (бактериями туберкулеза, трепонемами сифилиса, токсоплазмой, паразитическими кокками, вирусами)
- Отслоение сетчатки. На фоне микроразрывов под сетчатку проникает стекловидное тело и сама оболочка отходит от сосудистого слоя. Причин такой болезни много, от врожденных патологий (недоношенность) до онкологических заболеваний и механических повреждений.
Источник
Зрительный анализатор включает:
периферический отдел: рецепторы сетчатки глаза;
проводниковый отдел: зрительный нерв;
центральный отдел: затылочная доля коры больших полушарий.
Функция зрительного анализатора: восприятие, проведение и расшифровка зрительных сигналов.
Строения глаза
Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата.
Вспомогательный аппарат глаза
брови — защита от пота;
ресницы — защита от пыли;
веки — механическая защита и поддержание влажности;
слезные железы — расположены у верхней части наружного края глазницы. Она выделяет слезную жидкость, увлажняющую, промывающую и дезинфицирующую глаз. Избыток слёзной жидкости удаляется в носовую полость через слёзный канал, расположенный во внутреннем углу глазницы.
глазное яблоко
Глазное яблоко имеет примерно сферическую форму с диаметром около 2,5 см.
Оно расположено на жировой подушке в переднем отделе глазницы.
Глаз имеет три оболочки:
белочная оболочка (склера) с прозрачной роговицей — наружная очень плотная фиброзная оболочка глаза;
сосудистая оболочка с наружной радужной оболочкой и ресничным телом — пронизана кровеносными сосудами (питание глаза) и содержит пигмент, препятствующий рассеиванию света через склеру;
сетчатая оболочка (сетчатка) — внутренняя оболочка глазного яблока — рецепторная часть зрительного анализатора; функция: непосредственное восприятие света и передача информации в центральную нервную систему.
Конъюктива — слизистая оболочка, соединяющая глазное яблоко с кожным покровами.
Белочная оболочка (склера) — внешняя прочная оболочка глаза; внутренняя часть склеры непроницаема для сетовых лучей. Функция: защита глаза от внешних воздействий и светоизоляция;
Роговица — передняя прозрачная часть склеры; является первой линзой на пути световых лучей. Функция: механическая защита глаза и пропускание световых лучей.
Хрусталик — двояковыпуклая линза, расположенная за роговицей. Функция хрусталика: фокусировка световых лучей. Хрусталик не имеет сосудов и нервов. В нем не развиваются воспалительные процессы. В нем много белков, которые иногда могут терять свою прозрачность, что приводит к заболеванию, называемому катаракта.
Сосудистая оболочка — средняя оболочка глаза, богатая сосудами и пигментом.
Радужная оболочка — передняя пигментированная часть сосудистой оболочки; содержит пигменты меланин и липофусцин, определяющие цвет глаз.
Зрачок — круглое отверстие в радужной оболочке. Функция: регуляция светового потока, поступающего в глаз. Диаметр зрачка непроизвольно меняется с помощью гладких мышц радужной оболочки при изменении освещенности.
Передняя и задняя камеры — пространство спереди и сзади радужной оболочки, заполненное прозрачной жидкостью (водянистой влагой).
Ресничное (цилиарное) тело — часть средней (сосудистой) оболочки глаза; функция: фиксация хрусталика, обеспечение процесса аккомодации (изменение кривизны) хрусталика; продуцирование водянистой влаги камер глаза, терморегуляция.
Стекловидное тело — полость глаза между хрусталиком и глазным дном, заполненная прозрачным вязким гелем, поддерживающим форму глаза.
Сетчатка (ретина) — рецепторный аппарат глаза.
Строение сетчатки
Сетчатка образована разветвлениями окончаний зрительного нерва, который, подойдя к глазному яблоку, проходит через белочную оболочку, причем оболочка нерва сливается с белочной оболочкой глаза. Внутри глаза волокна нерва распределяются в виде тонкой сетчатой оболочки, которая выстилает задние 2/3 внутренней поверхности глазного яблока.
Сетчатка состоит из опорных клеток, образующих сетчатую структуру, откуда и произошло ее название. Световые лучи воспринимает только ее задняя часть. Сетчатая оболочка по своему развитию и по функции представляет собой часть нервной системы. Все же остальные части глазного яблока играют вспомогательную роль для восприятия сетчаткой зрительных раздражений.
Сетчатая оболочка — это часть мозга, выдвинутая наружу, ближе к поверхности тела, и сохраняющая с ним связь с помощью пары зрительных нервов.
Нервные клетки образуют в сетчатке цепи, состоящие из трех нейронов (см. рис. ниже):
первые нейроны имеют дендриты в виде палочек и колбочек; эти нейроны являются конечными клетками зрительного нерва, они воспринимают зрительные раздражения и представляют собой световые рецепторы.
вторые — биполярные нейроны;
третьи — мультиполярные нейроны (ганглиозные клетки); от них отходят аксоны, которые тянутся по дну глаза и образуют зрительный нерв.
Светочувствительные элементы сетчатки:
палочки — воспринимают яркость;
колбочки — воспринимают цвет.
Палочки содержат вещество родопсин, благодаря которому палочки возбуждаются очень быстро слабым сумеречным светом, но не могут воспринимать цвет. В образовании родопсина участвует витамин А. При его недостатке развивается «куриная слепота».
Колбочки медленно возбуждаются и только ярким светом. Они способны воспринимать цвет. В сетчатке находится три вида колбочек. Первые воспринимают красный цвет, вторые — зеленый, третьи — синий. В зависимости от степени возбуждения колбочек и сочетания раздражений, глаз воспринимает различные цвета и оттенки.
Палочки и колбочки в сетчатой оболочке глаза перемешаны между собой, но в некоторых местах они расположены очень густо, в других же редко или отсутствуют совсем. На каждое нервное волокно приходится примерно 8 колбочек и около 130 палочек.
В области желтого пятна на сетчатке нет палочек — только колбочки, здесь глаз обладает наибольшей остротой зрения и наилучшим восприятием цвета. По-этому глазное яблоко находится в непрерывном движении, так чтобы рассматриваемая часть объекта приходилась на желтое пятно. По мере удаления от желтого пятна плотность палочек увеличивается, но потом уменьшается.
При низкой освещенности в процессе видения участвуют только палочки (сумеречное видение), и глаз не различает цвета, зрение оказывается ахроматическим (бесцветным).
От палочек и колбочек отходят нервные волокна, которые, соединяясь, образуют зрительный нерв. Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется диском зрительного нерва. В области диска зрительного нерва светочувствительных элементов нет. Поэтому это место не дает зрительного ощущения и называется слепым пятном.
Мышцы глаза
глазодвигательные мышцы — три пары поперечно-полосатых скелетных мышц, которые прикрепляются к коньюктиве; осуществляют движение глазного яблока;
мышцы зрачка — гладкие мышцы радужки (круговая и радиальная), меняющие диаметр зрачка;
Круговая мышца (сжиматель) зрачка иннервируется парасимпатическими волокнами из глазодвигательного нерва, а радиальная мышца (расширитель) зрачка — волокнами симпатического нерва. Радужная оболочка, таким образом, регулирует количество света, поступающего в глаз; при сильном, ярком свете зрачок суживается и ограничивает поступление лучей, а при слабом — расширяется, давая возможность проникнуть большему количеству лучей. На диаметр зрачка влияет гормон адреналин. Когда человек находится в возбужденном состоянии (при испуге, гневе и т. д.), количество адреналина в крови увеличивается, и это вызывает расширение зрачка.
Движения мышц обоих зрачков управляются из одного центра и происходят синхронно. Поэтому оба зрачка всегда одинаково расширяются или суживаются. Даже если подействовать ярким светом на один только глаз, зрачок другого глаза тоже суживается.мышцы хрусталика (цилиарные мышцы) — гладкие мышцы, изменяющие кривизну хрусталика (аккомодация —фокусировка изображения на сетчатке).
Проводниковый отдел
Зрительный нерв является проводником световых раздражений от глаза к зрительному центру и содержит чувствительные волокна.
Отойдя от заднего полюса глазного яблока, зрительный нерв выходит из глазницы и, войдя в полость черепа, через зрительный канал, вместе с таким же нервом другой стороны, образует перекрест (хиазму) под гиполаламусом. После перекреста зрительные нервы продолжаются в зрительных трактах. Зрительный нерв связан с ядрами промежуточного мозга, а через них — с корой больших полушарий.
Каждый зрительный нерв содержит совокупность всех отростков нервных клеток сетчатки одного глаза. В области хиазмы происходит неполный перекрест волокон, и в составе каждого зрительного тракта оказывается около 50% волокон противоположной стороны и столько же волокон своей стороны.
Центральный отдел
Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле коры больших полушарий.
Импульсы от световых раздражений по зрительному нерву проходят к мозговой коре затылочной доли, где расположен зрительный центр.
В волокна каждого нерва связаны с двумя полушариями мозга, причем изображение, получаемое на левой половине сетчатки каждого глаза, анализируется в зрительной коре левого полушария, а на правой половине сетчатки — в коре правого полушария.
нарушение зрения
С возрастом и под воздействием других причин способность управлять кривизной поверхности хрусталика ослабевает.
Близорукость (миопия) — фокусировка изображение перед сетчаткой; развивается из-за увеличения кривизны хрусталика, которая может возникнуть при неправильном обмене веществ или нарушении гигиены зрения. Исправляют очками с вогнутыми линзами.
Дальнозоркость — фокусировка изображения позади сетчатки; возникает вследствие уменьшения выпуклости хрусталика. Исправляют очками с выпуклыми линзами.
Источник
Рецептор — это сложная составляющая глаза, состоящая из нервных окончаний и других специализированных тканей. Благодаря им, наш организм воспринимает информацию из вне и доносит ее до нашего головного мозга. Вешнюю информацию могут принимать наши глаза в виде света, барабанные перепонки в ушах, рецепторы кожи. При приеме пищи, информацию передают рецепторы, которые находятся на языке.
По своему строению рецепторы подразделяются на простейшие и высокоорганизованные. Простейшие состоят из одной клетки. Высокоорганизованные состоят из большого количества клеток.
Так же рецепторы бывают:
— кожные;
— мышц и сухожилий;
— связок;
— сетчатки глаза.
Сетчатка глаза — это замысловатое переплетение нервных волокон и нервных клеток, которые соединены между собой. Они обеспечивают связь глаза с головным мозгом.
Более подробно рассмотрим рецепторы сетчатки глаза. Их принято разделять на палочки и колбочки. Палочки воспринимают окружающую среду в ночное время суток (их толщина 2 мкм, а высота 30 мкм). В глазу их насчитывается около 130 миллионов палочек. Колбочки воспринимают окружающую среду во время дневного освещения (их толщина составляет 6-7 мкм, а высота 10 мкм). В строении глаза их находится около 7 миллионов штук. Нахождение рецепторов в глазу неравномерно. На сетчатке глаза есть область, которая находится чуть в стороне от оптической зоны, близко около височной части. Она имеет желтый цвет, поэтому ее называют желтым пятном. В ней есть небольшое углубление, оно называется центральной ямкой. Со стороны желтого пятна, в направлении к этой ямке, почти все слои стираются и остаются только колбочки и палочки. На дне самой ямочки находятся только колбочки, палочек там совсем нет. Диаметр желтого пятна составляет около 1 мм., а диаметр центральной ямки — около 0,4 мм. Около желтого пятна больше находится палочек, колбочек в разы меньше. К краям сетчатки, число палочек стремительно снижается, а число колбочек увеличивается. На самом краю находятся только колбочки.
Глазная палочка человека состоит из 4 составляющих:
— наружный сегмент;
— внутренний сегмент;
— связующий сегмент;
— базальный сегмент.
Палочки глаза очень чувствительны по своей природе. Они способны распознавать малейший проблеск света. Поэтому наши глаза способны видеть и различать разные предметы в сумерках и в ночное время суток. Палочки не могут различать цвета, они реагируют только на цвет. Поэтому ночью мы все видим в черно-белых тонах. Так же эти рецепторы очень плохо улавливают световое движение и плохо улавливают движение в темное время суток. По этой причине, палочки не обладаю хорошей остротой зрения.
Внутри желтого пятна к колбочкам тянутся волокна зрительного нерва. За пределами этого пятна, одно волокно обслуживает большие группы колбочек и палочек. Поэтомй, все восприятие в середине ямки воспринимается четко и правильно. Чем больше удаленность от желтого пятна, тем больше получается размытость изображения, передаваемого в головной мозг. Если же изображение вообще сходит с пятна, то картинка в головной мозг не предается и мы ничего не можем увидеть. Это получается по причине того, что радиус обзорности пятна составляет 1. Периферическая доля сетчатки предназначена для лучшей ориентации в пространстве.
В составе палочек находится пигмент родопсин. Он появляется с возникновением сумерок и разрушается при свете. Благодаря пигменту йодопсину у колбочек есть возможность реагировать на появление света.
Помимо йодопсина и родопсина в глазном дне есть еще черный пигмент. Который защищает глаза от очень сильных световых раздражителей. Когда нет раздражителей — пигмент расположен на задней поверхности сетчатки, когда появляется яркий свет — то он перемещается навстречу яркому лучу, тем самым блокирует его негативное воздействие на глаз человека.
В глазу человека есть слепое пятно. В нем не содержатся ни палочки, ни колбочки. Из-за этого слепое пятно не чувствительно к свету. Его диаметр около 1,88 мм, а радиус зрения 6 градус. Если предмет взгляда человека попадет на это пятно, то часть предмета диаметром 10 см, человек увидеть не сможет.
Для определения наличия слепого пятна в глазу, нужно поднести на расстоянии 10 см к глазу человека рисунок. Прикрыть левый глаз, а на точку на рисунке смотреть правым глазом. При перемещении рисунка в сторону, в один момент вы не увидите рисунка. Это и есть слепое пятно глаза.
Источник
