Зрительный анализатор. Строение и функции глаза - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Зрительный анализатор. Строение и функции глаза

Человека окружает удивительный мир, богатый красками, звуками, запахами. Мы воспринимаем его то с восхищением, а то и с опаской. Всю информацию о происходящем в окружающей среде мы получаем через органы чувств: зрения, слуха, осязания, вкуса, обоняния.

Первыми принимают на себя воздействие окружающей среды рецепторы  – это окончания отростков нервных клеток или специализированные клетки, реагирующие на определённые раздражители. Они располагаются в органах чувств, в коже, слизистых оболочках. Рецепторов в организме множество: на 1 см2 кожи приходится до 400 чувствительных нервных окончаний, представляющих собой рецепторы.

Анализ раздражений начинается уже в рецепторах и рецепторных клетках. Так, рецепторы органа зрения раздражаются только светом, слуха – только звуками. Возникающие в рецепторах нервные импульсы по чувствительным нейронам передаются в определённые отделы мозга, анализирующие тот или иной вид информации (зрительную, слуховую, обонятельную и др.). Высшим центром анализа информации об окружающем нас мире является кора больших полушарий. Именно в определённых зонах коры возникают образы, формируются ощущения.

Система, обеспечивающая восприятие, доставку в мозг и анализ в нём какого‑либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.), получила название анализатор.  Каждый анализатор образован нервной тканью и состоит из периферического отдела  (рецепторов), проводникового отдела  (нервных путей) и центрального отдела  (центров, анализирующих данный вид информации).

Каждый участок тела содержит несколько видов рецепторов. Например, в ротовой полости находятся не только вкусовые рецепторы, но и терморецепторы, рецепторы боли. Поэтому обычно у нас возникают не отдельные ощущения, а целые комбинации ощущений. И все анализаторы работают не изолированно, а взаимодействуют друг с другом. Благодаря этому человек получает полную и реальную картину окружающего его мира.

Глаза – орган зрения – можно сравнить с окном в окружающий мир. Примерно 70 % всей информации мы получаем с помощью зрения, например о форме, размерах, цвете предметов, расстоянии до них и др. Зрительный анализатор контролирует двигательную и трудовую деятельность человека; благодаря зрению мы можем по книгам и экранам компьютеров изучать опыт, накопленный человечеством.

Орган зрения состоит из глазного яблока  и вспомогательного аппарата.  Вспомогательный аппарат – это брови, веки и ресницы, слёзная железа, слёзные канальцы, глазодвигательные мышцы, нервы и кровеносные сосуды.

Брови  и ресницы  защищают глаза от пыли. Кроме того, брови отводят стекающий со лба пот. Все знают, что человек постоянно моргает (2–5 движений веками в 1 мин). Но знают ли зачем? Оказывается, поверхность глаза в момент моргания смачивается слёзной жидкостью, предохраняющей её от высыхания, заодно при этом очищаясь от пыли. Слёзная жидкость на 99 % состоит из воды, остальное – это соли и органические вещества, в том числе белок лизоцим, обладающий бактерицидными свойствами. Слёзную жидкость вырабатывает слёзная железа.  В сутки выделяется до 1 г слёзной жидкости, она собирается во внутреннем углу глаза, а затем попадает в слёзные канальцы,  которые выводят её в носовую полость. Если человек плачет, слёзная жидкость не успевает уйти по канальцам в носовую полость. Тогда слёзы перетекают через нижнее веко и каплями стекают по лицу.

Глазное яблоко располагается в углублении черепа – глазнице.  Оно имеет шаровидную форму и состоит из внутреннего ядра,  покрытого тремя оболочками: наружной – фиброзной, средней – сосудистой и внутренней – сетчатой. Фиброзная оболочка  подразделяется на заднюю непрозрачную часть – белочную оболочку,  или склеру,  и переднюю прозрачную – роговицу.  Роговица представляет собой выпукло‑вогнутую линзу, через которую свет проникает внутрь глаза. Сосудистая оболочка  расположена под склерой. Её передняя часть называется радужкой,  в ней содержится пигмент, определяющий цвет глаз. В центре радужной оболочки находится небольшое отверстие – зрачок,  который рефлекторно с помощью гладких мышц может расширяться или сужаться, пропуская в глаз необходимое количество света.

Собственно сосудистая оболочка пронизана густой сетью кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Изнутри к сосудистой оболочке прилежит слой пигментных клеток, поглощающих свет, поэтому внутри глазного яблока свет не рассеивается, не отражается.

Непосредственно за зрачком находится двояковыпуклый прозрачный хрусталик.  Он может рефлекторно менять свою кривизну обеспечивая чёткое изображение на сетчатке  – внутренней оболочке глаза. В сетчатке располагаются рецепторы: палочки  (рецепторы сумеречного света, которые отличают светлое от тёмного) и колбочки  (они обладают меньшей светочувствительностью, но различают цвета). Большинство колбочек размещается на сетчатке напротив зрачка, в жёлтом пятне.  Рядом с этим пятном находится место выхода зрительного нерва, здесь нет рецепторов, поэтому его называют слепым пятном.

Внутри глаз заполнен прозрачным и бесцветным стекловидным телом.

ВОСПРИЯТИЕ ЗРИТЕЛЬНЫХ РАЗДРАЖЕНИЙ.  Свет попадает в глазное яблоко через зрачок. Хрусталик и стекловидное тело служат для проведения и фокусирования световых лучей на сетчатку. Шесть глазодвигательных мышц обеспечивают такое положение глазного яблока, чтобы изображение предмета попадало бы точно на сетчатку, на её жёлтое пятно.

В рецепторах сетчатки происходит преобразование света в нервные импульсы, которые по зрительному нерву передаются в головной мозг через ядра среднего мозга (верхние бугры четверохолмия) и промежуточного мозга (зрительные ядра таламуса) – в зрительную зону коры больших полушарий, расположенную в затылочной области. Начавшееся в сетчатке восприятие цвета, формы, освещённости предмета, его деталей заканчивается анализом в зрительной зоне коры. Здесь собирается вся информация, она расшифровывается и обобщается. В результате этого складывается представление о предмете.

Строение сетчатки

НАРУШЕНИЯ ЗРЕНИЯ.  Зрение людей меняется с возрастом, так как хрусталик теряет эластичность, способность менять свою кривизну. В этом случае изображение близко расположенных предметов расплывается – развивается дальнозоркость.  Другой дефект зрения – близорукость,  когда люди, наоборот, плохо видят удалённые предметы; она развивается после длительного напряжения, неправильного освещения. Близорукость часто возникает у детей школьного возраста из‑за неправильного режима труда, плохой освещённости рабочего места. При близорукости изображение предмета фокусируется перед сетчаткой, а при дальнозоркости – позади сетчатки и поэтому воспринимается как расплывчатое. Причиной этих дефектов зрения могут быть и врождённые изменения глазного яблока.

Близорукость и дальнозоркость исправляются специально подобранными очками или линзами.

Дальнозоркость

Близорукость

• Важно помнить о том, что любой вид информации доставляется в головной мозг по нервным путям в виде нервных импульсов, и наши ощущения зависят от того, в какой отдел мозга приходят эти импульсы. Если импульсы от рецепторов сетчатки глаза попадут в слуховые центры, то на основе увиденного в них начнут формироваться звуковые образы. Представляете себе, какая путаница в ощущениях может возникнуть! Именно так и бывает при нарушениях работы мозга.

• Всю информацию об окружающем мире человек получает через органы чувств. Если эта информация не будет поступать в мозг, то нервная система не сможет нормально развиваться, и человек превратится в идиота. Если поступающая информация по какой‑либо причине искажена, то мозг принимает решения на основе неверных сведений, и поведение человека становится по меньшей мере странным, а иногда просто опасным как для самого человека, так и для окружающих его людей.

• Считается, что существует три вида колбочек, воспринимающих соответственно красный, зелёный и фиолетовый цвета. Все остальные оттенки цвета определяются комбинацией возбуждений в этих трёх типах рецепторов. Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка – в так называемом жёлтом пятне ; по краям сетчатки колбочек почти нет, там находятся одни палочки. А вот в месте выхода из сетчатки зрительного нерва совсем нет ни колбочек, ни палочек. Это место получило название слепого пятна .

Палочки и колбочки

• Около 7 % мужчин не способны правильно различать цвета. Чаще всего они не могут отличить красный цвет от зелёного. Например, мальчик с такой патологией не увидит красный мячик в зелёной траве. Для обычной повседневной жизни это нарушение, называемое дальтонизмом , большой проблемы не представляет, но вот водить самолёты, поезда, а иногда и автомобили дальтоникам не рекомендуется.

• Следует отметить, что оптическая система глаза формирует на сетчатке не только уменьшенное, но и перевёрнутое изображение предмета. Обработка сигналов в центральной нервной системе происходит таким образом, что предметы воспринимаются нами в их естественном положении.

• Если человек наденет очки, которые переворачивают изображение, и будет их носить не снимая, то через некоторое время мозг «вернёт» картинке нормальное положение, и человек будет видеть как обычно, будто бы на нём нет «переворачивающих» очков. Но вот когда он эти очки снимет, мир в его глазах опять перевернётся! Правда, ненадолго: мозг быстро обучается и будет снова снабжать своего владельца правильной информацией об окружающем мире.

• Зрительный анализатор человека обладает потрясающей чувствительностью. Так, мы можем различить освещённое изнутри отверстие в стене диаметром всего 0,003 мм. Тренированный человек (причём у женщин это получается гораздо лучше) может различать сотни тысяч цветовых оттенков. Зрительному анализатору достаточно всего 0,05 с для распознавания объекта, который попал в поле зрения.

Проверьте свои знания

1. Что такое анализатор? Как он устроен?

2. Чем представлены периферический, проводниковый и центральный отделы зрительного анализатора?

3. Перечислите структуры вспомогательного аппарата глаза и их функции.

4. Как устроено глазное яблоко?

5. Какое значение имеет способность хрусталика менять свою кривизну?

6. Какую функцию выполняет зрачок?

7. Где располагаются палочки и колбочки, в чём их сходство и различия?

8. В какой части глаза находятся рецепторы, воспринимающие свет и преобразующие его в нервный импульс?

9. Где расположено слепое пятно?

10. В какой части сетчатки формируется наиболее чёткое цветное изображение? С чем это связано?

11. Опишите работу зрительного анализатора от поступления света на орган зрения до формирования зрительного образа в головном мозге.

12. В чём причина таких нарушений зрения, как близорукость и дальнозоркость? Какие процессы корректируют линзами очков? Расскажите о профилактике этих заболеваний.

13. Почему говорят, что глаз смотрит, а мозг видит?

Орган зрения образован глазным яблоком и вспомогательным аппаратом. Зрачок – небольшое отверстие, через которое в глаз попадает свет. Роговица и хрусталик являются преломляющим аппаратом глаза. Рецепторы (светочувствительные клетки – палочки, колбочки) находятся в сетчатке.