Anatomia i fizjologia człowieka: podręcznik. Centralny podział układu wzrokowego

20-11-2018, 20:25

Opis

Ze wszystkich ludzkich zmysłów oko od zawsze uznawany był za najlepszy prezent i najwspanialszy produkt twórczej mocy natury. Poeci ją wychwalali, mówcy ją wychwalali, filozofowie gloryfikowali ją jako wzorzec wskazujący, do czego zdolne są siły organiczne, a fizycy próbowali ją naśladować jako niezrozumiały obraz instrumentów optycznych.

G. Helmholtza. „Umysł Awicenny wie, jak patrzeć na świat nie okiem, ale okiem”.

Pierwszym krokiem do zrozumienia jaskry jest zapoznanie się z budową oka i jego funkcjami. (ryc. 1).

Oko (gałka oczna, Bulbus oculi) ma prawie regularny okrągły kształt, wielkość jego osi przednio-tylnej wynosi około 24 mm, waży około 7 g i anatomicznie składa się z trzech błon (zewnętrznej - włóknistej, środkowej - naczyniowej, wewnętrznej - siatkówki) i trzech przezroczystych ośrodków (płynu wewnątrzgałkowego) , soczewka i ciało szkliste).

Zewnętrzna gęsta błona włóknista składa się z tylnej, większej części - twardówki, która pełni funkcję szkieletową, która określa i zapewnia kształt oka. Przednia, mniejsza część - rogówka - jest przezroczysta, mniej gęsta, nie ma naczyń i rozgałęzia się do niej wielka ilość nerwowość. Jego średnica wynosi 10-11 mm. Być silnym soczewka optyczna przepuszcza i załamuje promienie, a także spełnia ważne funkcje ochronne. Za rogówką znajduje się komora przednia wypełniona przezroczystym płynem wewnątrzgałkowym.

Do twardówki od wewnętrznej strony oka przylega warstwa środkowa - naczyniowa lub przewód błony naczyniowej oka, składający się z trzech działów.

Pierwszy, najbardziej wysunięty do przodu, widoczny przez wskroś rogówka, - irys- ma dziurę - uczeń. Tęczówka przypomina dno komory przedniej. Za pomocą dwóch mięśni tęczówki źrenica kurczy się i rozszerza, automatycznie dostosowując ilość światła wpadającego do oka w zależności od oświetlenia. Kolor tęczówki zależy od różnej zawartości pigmentu: przy niewielkiej jego ilości oczy są jasne (szare, niebieskie, zielonkawe), jeśli jest go dużo, oczy są ciemne (brązowe). Duża liczba promieniście i kołowo rozmieszczonych naczyń tęczówki, owiniętych delikatną tkanką łączną, tworzy jej oryginalny wzór, relief powierzchniowy.

Druga, środkowa część - rzęskowe ciało- ma postać pierścienia o szerokości do 6-7 mm, przylegającego do tęczówki i zwykle niedostępnego dla obserwacji wzrokowej. W ciele rzęskowym wyróżnia się dwie części: wyrostek przedni, w grubości którego leży mięsień rzęskowy; podczas skurczu cienkie nitki więzadła strefowego, które utrzymują soczewkę w oku, rozluźniają się, co zapewnia działanie zakwaterowania. Około 70 wyrostków ciała rzęskowego zawierających pętle kapilarne i pokrytych dwiema warstwami komórki nabłonkowe, produkować płyn wewnątrzgałkowy. Tylna, płaska część ciała rzęskowego jest niejako strefą przejściową między ciałem rzęskowym a samą naczyniówką.

Trzecia sekcja to sama naczyniówka lub naczyniówka- zajmuje tylną połowę gałka oczna, zawiera duża ilość naczynia, znajduje się pomiędzy twardówką a siatkówką, co odpowiada jej optycznemu (pod warunkiem funkcja wizualna) Części.

Wewnętrzna wyściółka oka jest Siatkówka oka- jest cienką (0,1-0,3 mm), przezroczystą błoną: część optyczna (wzrokowa) pokrywa naczyniówkę od płaskiej części ciała rzęskowego do miejsca wyjścia nerwu wzrokowego z oka, część nieoptyczna (ślepa) pokrywa ciało rzęskowe i tęczówkę, lekko wystając wzdłuż krawędzi źrenicy. Wizualna część siatkówki to złożona sieć trzech warstw neuronów.

Funkcja siatkówki jako specyficzny receptor wzrokowy jest ściśle powiązany z naczyniówką (naczyniówką). Akt wizualny wymaga rozpadu substancji wizualnej (purpury) pod wpływem światła. W zdrowe oczy Wizualna fiolet zostaje natychmiast przywrócona. Ten złożony proces fotochemiczny przywracania substancji wzrokowych wynika z interakcji siatkówki z naczyniówką. Siatkówka składa się z komórek nerwowych, które tworzą trzy neurony.

W pierwszym neuronie, zwróconym w stronę naczyniówki, znajdują się światłoczułe komórki, fotoreceptory - pręciki i czopki, w których pod wpływem światła zachodzą procesy fotochemiczne, przekształcające się w impuls nerwowy. Przechodzi przez drugi, trzeci neuron, nerw wzrokowy i wchodzi wzdłuż dróg wzrokowych ośrodki podkorowe i dalej w korę płata potylicznego półkule mózgowe mózgu, wywołując wrażenia wzrokowe.

Pręciki siatkówki zlokalizowane są głównie na obwodzie i odpowiadają za percepcję światła, półmrok i widzenie peryferyjne. Czopki są zlokalizowane w centralnych częściach siatkówki, w warunkach wystarczającego oświetlenia, tworząc percepcję kolorów i widzenie centralne. Najwyższą ostrość wzroku zapewnia obszar plamki żółtej i dołek środkowy siatkówki.

Nerw wzrokowy zbudowany jest z włókien nerwowych- długie procesy komórek zwojowych siatkówki (trzeci neuron), które gromadząc się w oddzielnych wiązkach, wychodzą przez małe otwory w tylnej części twardówki (blaszki cribriformis). Miejsce, w którym nerw wychodzi z oka, nazywa się dyskiem optycznym (OND).

W środku głowy nerwu wzrokowego tworzy się niewielka depresja - wykop, która nie przekracza 0,2-0,3 średnicy krążka (E/D). Centralna tętnica i żyła siatkówki przechodzą przez środek wykopu. Zwykle tarcza optyczna ma wyraźne granice, bladoróżowy kolor i okrągły lub lekko owalny kształt.

Obiektyw- drugi (po rogówce) ośrodek refrakcyjny układu optycznego oka, znajdujący się za tęczówką i położony w dole ciała szklistego.

Ciało szkliste zajmuje dużą powierzchnię z powrotem jama oka i składa się z przezroczystych włókien i żelopodobnej substancji. Zapewnia zachowanie kształtu i objętości oka.

Układ optyczny oka składa się z rogówki, wilgoci w komorze przedniej, soczewki i ciała szklistego. Promienie światła przechodzą przez przezroczyste media oka, załamują się na powierzchniach głównych soczewek - rogówce i soczewce i skupiając się na siatkówce, „rysują” na niej obraz obiektów świata zewnętrznego (ryc. 2). ).

Akt wzrokowy rozpoczyna się od przekształcenia obrazów przez fotoreceptory w impulsy nerwowe, które po przetworzeniu przez neurony siatkówki przekazywane są nerwami wzrokowymi do wyższe wydziały analizator wizualny. Zatem widzenie można zdefiniować jako subiektywne postrzeganie obiektywnego świata poprzez światło za pomocą układu wzrokowego.

Wyróżnia się następujące główne funkcje wizualne:

• widzenie centralne(charakteryzuje się ostrością wzroku) - zdolność oka do wyraźnego rozróżniania szczegółów obiektów, oceniana za pomocą tabel ze specjalnymi znakami;
• widzenie peryferyjne(charakteryzuje się polem widzenia) - zdolność oka do postrzegania objętości przestrzeni, gdy oko jest nieruchome.

Badanie za pomocą perymetru, kampometru, analizatora pola widzenia itp.;

• Widzenie barw to zdolność oka do postrzegania kolorów i różnicowania odcienie kolorów. Badane za pomocą tablic kolorów, testów i anomaloskopów;
• percepcja światła(adaptacja do ciemności) - zdolność oka do postrzegania minimalnej (progowej) ilości światła. Sprawdzone adaptometrem.

Pełne funkcjonowanie narząd wzroku jest również wyposażony w urządzenie pomocnicze. Obejmuje tkanki oczodołu (oczodoły), powieki i narządy łzowe, które pełnią funkcję funkcję ochronną. Ruchy każdego oka są wykonywane przez sześć zewnętrznych mięśni zewnątrzgałkowych.

Analizator wizualny składa się z gałki ocznej, której budowę schematycznie pokazano na ryc. 1, ścieżki i kora wzrokowa.

Wokół oka znajdują się trzy pary mięśni zewnątrzgałkowych. Jedna para obraca oko w lewo i prawo, druga w górę i w dół, a trzecia obraca je względem osi optycznej. Same mięśnie zewnątrzgałkowe są kontrolowane przez sygnały pochodzące z mózgu. Te trzy pary mięśni służą organy wykonawcze, zapewniając automatyczne śledzenie, dzięki czemu oko może łatwo śledzić wzrokiem każdy obiekt poruszający się blisko i daleko (ryc. 2).

Oko, gałka oczna, ma kształt prawie kulisty i ma średnicę około 2,5 cm. Składa się z kilku powłok, z których trzy są głównymi:

• twardówka – skorupa zewnętrzna,
• naczyniówka - środkowa,
• siatkówka - wewnętrzna.

Twardówka ma biały kolor z mlecznym odcieniem, z wyjątkiem przedniej części, która jest przezroczysta i nazywa się rogówką. Światło wpada do oka przez rogówkę. Naczyniówka, warstwa środkowa, zawiera naczynia krwionośne, które przenoszą krew odżywianie oczu. Tuż pod rogówką naczyniówka przechodzi w tęczówkę, która decyduje o kolorze oczu. W jego centrum znajduje się źrenica.

Funkcją tej powłoki jest ograniczenie przedostawania się światła do oka, gdy jest ono bardzo jasne. Osiąga się to poprzez zwężenie źrenicy w warunkach silnego oświetlenia i rozszerzenie w warunkach słabego oświetlenia. Za tęczówką znajduje się soczewka, podobnie jak soczewka dwuwypukła, która wychwytuje światło przechodzące przez źrenicę i skupia je na siatkówce.

Wokół obiektywu naczyniówka tworzy ciało rzęskowe, w którym znajduje się mięsień regulujący krzywiznę soczewki, co zapewnia wyraźne i wyraźne widzenie obiektów z różnych odległości. Osiąga się to w następujący sposób (ryc. 3).

Soczewka w oku „zawieszona” jest na cienkich promieniowych nitkach, które otaczają ją okrągłym pasem. Zewnętrzne końce tych nici są przymocowane do mięśnia rzęskowego. Kiedy mięsień ten jest rozluźniony (w przypadku skupienia wzroku Ryc. 5. Droga promieni dla różnych typów klinicznego załamania oka na odległy obiekt), utworzony przez jego korpus pierścień ma dużą średnicę, nici trzymają soczewka jest napięta, a jej krzywizna, a co za tym idzie i moc refrakcyjna, są minimalne. Kiedy mięsień rzęskowy jest napięty (podczas oglądania pobliskiego obiektu), jego pierścień zwęża się, włókna rozluźniają się, a soczewka staje się bardziej wypukła, a przez to bardziej załamująca światło. Nazywa się tę właściwość soczewki polegającą na zmianie jej mocy refrakcyjnej, a wraz z nią ogniska całego oka zakwaterowanie.

• a-emetropia (normalna);
• b-krótkowzroczność (krótkowzroczność);
• c-nadwzroczność (dalekowzroczność);
• d-astygmatyzm.

Promienie świetlne są skupione układ optyczny oka na specjalnym aparacie odbiorczym (postrzegającym) - Siatkówka oka . Siatkówka oka jest przednią krawędzią mózgu, niezwykle złożoną formacją zarówno pod względem struktury, jak i funkcji. W siatkówce kręgowców zwykle wyróżnia się 10 warstw elementów nerwowych, połączonych ze sobą nie tylko strukturalnie i morfologicznie, ale także funkcjonalnie. Główną warstwą siatkówki jest cienka warstwa komórki wrażliwe na światło - fotoreceptory.

Występują w dwóch rodzajach: reagujących na słabe światło (pręty) i reagujących na silne światło (czopki). Jest ich około 130 milionów i są one rozmieszczone w całej siatkówce, z wyjątkiem jej centrum. Dzięki nim wykrywane są obiekty znajdujące się na obrzeżach pola widzenia, także przy słabym oświetleniu. Istnieje około 7 milionów szyszek.

Znajdują się one głównie w centralnej strefie siatkówki, w tzw. „żółtej plamce”. Siatkówka jest tutaj tak cienka, jak to możliwe, nie ma wszystkich warstw z wyjątkiem warstwy stożka. Osoba widzi najlepiej w „żółtej plamce”: wszystkie informacje świetlne padające na ten obszar siatkówki są przekazywane najpełniej i bez zniekształceń. W tym obszarze możliwe jest tylko widzenie kolorów w ciągu dnia, za pomocą którego postrzegane są kolory otaczającego nas świata.

Z każdej wrażliwej na światło komórki wystaje włókno nerwowe, łączące receptory z centralnym układem nerwowym. W tym przypadku każdy stożek jest połączony osobnym włóknem, a dokładnie to samo włókno „obsługuje” całą grupę prętów.

Pod wpływem promieni świetlnych w fotoreceptorach zachodzi reakcja fotochemiczna (rozpad pigmentów wzrokowych), w wyniku której uwalniana jest energia (potencjał elektryczny) przenosząca informację wizualną. Ta energia jest w formie nerwowe podniecenie przenoszony na inne warstwy siatkówki - do komórek dwubiegunowych, a następnie do komórek zwojowych.

Jednocześnie dzięki złożonym połączeniom tych komórek usuwany jest przypadkowy „szum” z obrazu, wzmacniane są słabe kontrasty, a poruszające się obiekty są postrzegane ostrzej. Włókna nerwowe z całej siatkówki gromadzą się w nerwie wzrokowym w specjalnym obszarze siatkówki - „martwym punkcie”. Znajduje się w miejscu, gdzie nerw wzrokowy wychodzi z oka, a wszystko, co dostanie się do tego obszaru, znika z pola widzenia człowieka.

Nerwy wzrokowe prawa i lewa strona przecinają się, a u ludzi i wyższych małp przecina się tylko połowa włókien każdego nerwu wzrokowego. Ostatecznie wszystkie informacje wizualne w zakodowanej formie przekazywane są w postaci impulsów wzdłuż włókien nerwu wzrokowego do mózgu, jego najwyższego organu - kory, gdzie następuje tworzenie obrazu wzrokowego (ryc. 4).

Wyraźnie widzimy otaczający nas świat, gdy wszystkie części analizatora wizualnego „pracują” harmonijnie i bez zakłóceń. Aby obraz był ostry, siatkówka musi oczywiście znajdować się w tylnym ognisku układu optycznego oka. Różne naruszenia załamanie promieni świetlnych w układzie optycznym oka, prowadzące do rozogniskowania obrazu na siatkówce, nazywane jest błędami refrakcji (ametropią). Należą do nich krótkowzroczność (miopia), dalekowzroczność (hipermetropia), dalekowzroczność związana z wiekiem(starczowzroczność) i astygmatyzm (ryc. 5).

Krótkowzroczność (krótkowzroczność)- głównie choroba dziedziczna, gdy w okresie intensywnego stresu wzrokowego (nauka w szkole, na studiach), z powodu osłabienia mięśnia rzęskowego, słabego krążenia w oku, gęsta błona gałki ocznej (twardówka) ulega rozciągnięciu w odcinku przednio-tylnym kierunek. Zamiast być kuliste, oko przyjmuje kształt elipsoidy.

W wyniku tego wydłużenia osi podłużnej oka obrazy obiektów skupiają się nie na samej siatkówce, ale przed nią, a człowiek stara się przybliżyć wszystko do oczu, używając okularów z rozbieżnymi („minus ”) soczewki w celu zmniejszenia mocy refrakcyjnej soczewki. Krótkowzroczność jest nieprzyjemna nie dlatego, że wymaga noszenia okularów, ale dlatego, że w miarę postępu choroby ogniska dystroficzne w błonach oka, prowadząc do nieodwracalnej utraty wzroku, której nie można skorygować za pomocą okularów. Aby temu zapobiec, należy połączyć doświadczenie i wiedzę okulisty z uporem i wolą pacjenta w sprawach racjonalna dystrybucja obciążenie wzrokowe, okresowa samokontrola stanu funkcji wzrokowych.

Dalekowzroczność. W przeciwieństwie do krótkowzroczności nie jest to stan nabyty, ale wrodzony - cecha strukturalna gałki ocznej: jest albo krótkie oko lub oko ze słabą optyką. W tym stanie promienie gromadzą się za siatkówką. Aby takie oko dobrze widziało, należy przed nim umieścić okulary kolekcjonerskie – okulary „plus”. Schorzenie to może być „ukryte” przez długi czas i ujawnić się w wieku 20–30 lat i później; wszystko zależy od rezerw oka i stopnia dalekowzroczności.

Prawidłowy reżim pracy wzrokowej i systematyczny trening wzroku znacznie opóźni okres manifestacji dalekowzroczności i używania okularów. Starczowzroczność (dalekowzroczność związana z wiekiem). Z wiekiem zdolność akomodacji stopniowo maleje ze względu na zmniejszenie elastyczności soczewki i mięśnia rzęskowego. Stan występuje, gdy mięsień nie jest już zdolny do maksymalnego skurczu, a soczewka, utraciwszy swoją elastyczność, nie może przyjąć najbardziej kulistego kształtu - w rezultacie osoba traci zdolność rozróżniania małych, blisko położonych obiektów, ma tendencję do odsuń książkę lub gazetę od oczu (w celu ułatwienia pracy mięśni rzęskowych).

Do korekty W tym stanie przepisywane są okulary w pobliżu okularów z soczewkami „plus”. Systematyczne przestrzeganie schematu pracy wzrokowej i aktywny trening oczu pozwalają znacznie opóźnić użytkowanie okularów do bliży o wiele lat.

Astygmatyzm- specjalny rodzaj struktury optycznej oka. Zjawisko to jest wrodzone lub w większości nabyte. Astygmatyzm jest najczęściej spowodowany nieregularną krzywizną rogówki; jego przednia powierzchnia z astygmatyzmem nie jest powierzchnią kuli, gdzie wszystkie promienie są równe, ale odcinkiem obracającej się elipsoidy, gdzie każdy promień ma swoją własną długość. Dlatego każdy południk ma specjalne załamanie, inne niż sąsiedni południk. Objawy choroby mogą wiązać się z pogorszeniem widzenia zarówno do dali, jak i do bliży, zmniejszoną sprawnością widzenia, zmęczenie i bolesne odczucia podczas pracy z bliskiej odległości.

Widzimy więc, że nasze analizator wizualny nasze oczy są wyjątkowo złożonym i niesamowitym darem natury. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że oko ludzkie jest w ostatecznym rozrachunku urządzeniem odbierającym i przetwarzającym informację świetlną, a jego najbliższym technicznym odpowiednikiem jest cyfrowa kamera wideo.

Traktuj swoje oczy z troską i uwagą, tak samo ostrożnie, jak traktujesz swoje drogie urządzenia fotograficzne i wideo.

Światłoczułe receptory oka (fotoreceptory) - czopki i pręciki, znajdują się w zewnętrznej warstwie siatkówki. Fotoreceptory kontaktują się z neuronami dwubiegunowymi, które z kolei kontaktują się z neuronami zwojowymi. Tworzy się łańcuch komórek, które pod wpływem światła wytwarzają i przewodzą impuls nerwowy. Procesy neuronów zwojowych tworzą nerw wzrokowy.

Po wyjściu z oka nerw wzrokowy dzieli się na dwie połowy. Wewnętrzny przecina się i wraz z zewnętrzną połową nerwu wzrokowego strony przeciwnej trafia do bocznego ciała kolankowatego, gdzie znajduje się kolejny neuron, kończący się na komórkach kory wzrokowej w płacie potylicznym półkuli. Część włókien przewodu wzrokowego kierowana jest do komórek jąder wzgórków górnych blaszki stropowej śródmózgowia. Jądra te, a także jądra bocznych ciał kolankowatych, są pierwotne (odruchowe) centra wizualne. Droga tekto-rdzeniowa zaczyna się od jąder wzgórka górnego, przez które wykonywane są odruchowe ruchy orientacyjne związane z widzeniem. Jądra wzgórka górnego mają również połączenia z jądrem przywspółczulnym nerwu okoruchowego, zlokalizowanym pod dnem wodociągu mózgowego. Od niego zaczynają się włókna tworzące nerw okoruchowy, który unerwia zwieracz źrenicy, co zapewnia zwężenie źrenicy w jasnym świetle ( odruch źreniczny) i mięsień rzęskowy, który wykonuje akomodację oka.

Odpowiednim czynnikiem drażniącym dla oka jest światło – fale elektromagnetyczne o długości 400 – 750 nm. Krótsze promienie ultrafioletowe i dłuższe promienie podczerwone nie są postrzegane przez ludzkie oko.

Aparat oka, rogówka i soczewka, załamuje promienie świetlne i skupia obraz obiektów na siatkówce. Wiązka światła przechodzi przez warstwę komórek zwojowych i dwubiegunowych i dociera do czopków i pręcików. Fotoreceptory dzielą się na segment zewnętrzny zawierający światłoczuły pigment wzrokowy (rodopsyna w znacznikach i jodopsyna w czopkach) oraz segment wewnętrzny zawierający mitochondria. Segmenty zewnętrzne zanurzone są w wyściółce z czarnej warstwy pigmentu powierzchnia wewnętrzna oczy. Redukuje odbicia światła wewnątrz oka i bierze udział w metabolizmie receptorów.

W siatkówce znajduje się około 7 milionów czopków i około 130 milionów pręcików. Patyki są bardziej wrażliwe na światło, nazywane są aparatami wizja zmierzchu. Czopki, które są 500 razy mniej wrażliwe na światło, są urządzeniami do widzenia dziennego i barwnego. Zmysł koloru i świat kolorów jest dostępny dla ryb, płazów, gadów i ptaków. Świadczy o tym możliwość rozwoju razem z nimi odruchy warunkowe NA różne kolory. Psy i zwierzęta kopytne nie postrzegają kolorów. Wbrew ugruntowanemu poglądowi, że byki naprawdę nie lubią koloru czerwonego, eksperymenty wykazały, że nie potrafią one odróżnić koloru zielonego, niebieskiego, a nawet czarnego od czerwonego. Wśród ssaków tylko małpy i ludzie są w stanie postrzegać kolory.

Czopki i pręciki są rozmieszczone nierównomiernie w siatkówce. W dolnej części oka, naprzeciw źrenicy, znajduje się tzw. plamka, w jej środku znajduje się wgłębienie – dołek centralny – miejsce najlepszego widzenia. To tutaj skupia się obraz podczas oglądania obiektu.

Dołek zawiera tylko czopki. W kierunku obwodu siatkówki liczba czopków maleje, a rośnie liczba pręcików. Obwód siatkówki zawiera tylko pręciki.

Niedaleko plamki siatkówki, bliżej nosa, znajduje się martwy punkt. W tym miejscu wychodzi nerw wzrokowy. Obszar ten nie ma fotoreceptorów i nie bierze udziału w widzeniu. Zwykle nie zauważamy luki w polu widzenia, ale łatwo to wykazać za pomocą eksperymentu Mariotte'a (ryc. 130). Jeśli zamkniesz lewe oko, a prawym okiem dokładnie przyjrzysz się krzyżowi narysowanemu na papierze, powoli przybliżając rysunek do oka, zauważysz, że z pewnej odległości Biała plama znika na zdjęciu. Dzieje się tak, gdy jego obraz pojawia się w martwym punkcie. Nie zauważamy tego, ponieważ patrzymy obydwoma oczami, a na martwe pole każdego oka rzutowane są różne części obrazu. Ponadto podczas oglądania obiektów oko stale porusza się skokami wzdłuż konturu i poszczególnych miejsc obrazu. Obraz obiektu przemieszcza się bardzo szybko po siatkówce, dzięki czemu można zobaczyć wszystkie jego części (ryc. 131).

Ryż. 130. Rysunek do doświadczenia Mariotte'a (I) i diagram drogi promieni w tym doświadczeniu (II). a - punkt wyjścia nerwu wzrokowego; b - dołek środkowy, miejsce najlepszego widzenia

Ryż. 131. Rejestracja ruchów oczu (a) podczas dwuminutowego oglądania fotografii rzeźbiarskiego portretu egipskiej królowej Nefertiti (6) (wg A.L. Yarbusa)

Ciągłe, drobne, spazmatyczne ruchy oczu spowodowane są właściwościami jego receptorów. Receptory przekazują do mózgu informację nie o stale działającym bodźcu, a jedynie o zmianach sygnałów świetlnych. Pulsuje nerw wzrokowy występuje tylko przy włączaniu i wyłączaniu światła. A. L. Yarbus przymocował do rogówki bardzo małą przyssawkę ze źródłem światła, którego ruchy fotografowano. Ponieważ źródło światła poruszało się wraz z okiem, światło padało cały czas na te same elementy siatkówki. W tym przypadku osoba widzi światło dopiero w momencie jego włączenia – oczy nie widzą nieruchomego obrazu. Żaba, której oko jest nieruchome, widzi świat zasłonięty szarym welonem. Ale pojawienie się latającej muszki jest doskonale postrzegane przez receptory jej oka.

Budowa obrazu na siatkówce. Promień światła dociera do siatkówki, przechodząc przez wiele powierzchni i ośrodków załamujących światło: rogówkę, wodnisty humor komora przednia, soczewka i szklisty. Promienie wychodzące z jednego punktu przestrzeni zewnętrznej muszą być skupione w jednym punkcie siatkówki, tylko wtedy możliwe jest wyraźne widzenie. Oko jest złożonym układem optycznym, jednak okazało się, że do skonstruowania obrazu w oku można posłużyć się uproszczonym modelem, tzw. okiem zredukowanym.

Oko zmniejszone ma jedną powierzchnię refrakcyjną – rogówkę i jedno medium – ciało szkliste. Punkt węzłowy w oku zredukowanym, czyli punkt układu optycznego, przez który promienie przechodzą bez załamania, znajduje się w odległości 7,5 mm od wierzchołka rogówki i 15 mm od siatkówki (długość oka normalnego wynosi 22,5mm).

Aby skonstruować obraz w zmniejszonym oku, należy narysować dwa promienie z dwóch skrajnych punktów obiektu przez punkt węzłowy. Promienie te przechodzące przez punkt węzłowy bez załamania nazywane są promieniami kierującymi, a utworzony przez nie kąt jest kątem widzenia (ryc. 132). Obraz na siatkówce jest rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony. Pomimo tego, że obraz jest odwrócony, postrzegamy przedmioty w forma bezpośrednia. Dzieje się tak, ponieważ aktywność niektórych narządów zmysłów jest sprawdzana przez inne. Dla nas „w dół” oznacza miejsce, w którym skierowana jest siła. powaga. Pewnego razu Stratton przeprowadził bardzo interesujący eksperyment. Zamiast okularów założył okulary z układem optycznym, który wywrócił świat do góry nogami. Już po 4 dniach zobaczył krajobraz w jego bezpośredniej postaci.

Ryż. 132. Budowa obrazu w oku, a, b - przedmiot: a", b" - jego odwrócony i zmniejszony obraz na siatkówce; C to punkt węzłowy, przez który promienie przechodzą bez załamania, a α to kąt widzenia

Ostrość widzenia. Ostrość wzroku to zdolność oka do widzenia dwóch punktów oddzielnie. Jest to dostępne dla normalnego oka, jeśli rozmiar jego obrazu na siatkówce wynosi 4 mikrony, a kąt widzenia wynosi 1 minutę. Przy mniejszym kącie widzenia nie można uzyskać wyraźnego widzenia, punkty łączą się. Aby wyjaśnić to zjawisko, odwołajmy się do dobrze znanego faktu. Oglądany z daleka budynek, oświetlony żarówkami elektrycznymi, sprawia wrażenie ozdobionego świetlistymi liniami. W miarę zbliżania się zamiast linii ciągłych widoczne stają się pojedyncze żarówki. Co to wyjaśnia? Jeśli promienie padające na siatkówkę wzbudzają ciągły rząd czopków, wówczas oko widzi linię. Jeśli jednocześnie wzbudzone zostaną stożki stojące jeden za drugim, wówczas oko widzi oddzielne punkty.

Aby zobaczyć dwa punkty osobno, konieczne jest, aby między wzbudzonymi stożkami znajdował się co najmniej jeden niewzbudzony. Ponieważ średnica czopków w miejscu największej ostrości wzroku, w dołku centralnym plamki żółtej, wynosi 3 mikrony, możliwe jest widzenie oddzielne pod warunkiem, że obraz na siatkówce wynosi co najmniej 4 mikrony. Ten rozmiar obrazu uzyskuje się, jeśli kąt widzenia wynosi 1 minutę.

Ostrość wzroku określa się za pomocą specjalnych tabel przedstawiających 12 rzędów liter. Po lewej stronie każdej linii jest napisane, z jakiej odległości powinna być widoczna dla człowieka normalne widzenie. Badanego umieszcza się w pewnej odległości od stołu i zostaje znaleziona linia, którą czyta bez błędów.

Ostrość wzroku wzrasta w jasnym świetle i jest bardzo niska w słabym świetle.

Linia wzroku. Cała przestrzeń widoczne dla oka z nieruchomym spojrzeniem skierowanym do przodu nazywa się to polem widzenia.

Wyróżnia się widzenie centralne (w obszarze plamki żółtej) i peryferyjne. Największa ostrość wzroku występuje w obszarze dołka centralnego. Są tylko szyszki, ich średnica jest niewielka, ściśle przylegają do siebie. Każdy stożek jest połączony z jednym neuronem dwubiegunowym, który z kolei jest połączony z jednym neuronem zwojowym, z którego odchodzi oddzielne włókno nerwowe, przekazujące impulsy do mózgu.

Widzenie peryferyjne mniej ostry. Wyjaśnia to fakt, że na obrzeżach siatkówki czopki są otoczone pręcikami i każdy z nich nie ma już oddzielnej ścieżki do mózgu. Grupa czopków kończy się na jednej komórce dwubiegunowej, a wiele takich komórek wysyła swoje impulsy do jednej komórki zwojowej. W nerwie wzrokowym znajduje się około 1 miliona włókien, a w oku znajduje się około 140 milionów receptorów.

Obwód siatkówki słabo rozróżnia szczegóły obiektu, ale dobrze dostrzega jego ruchy. Widzenie boczne ma bardzo ważne postrzegać świat zewnętrzny. Dla kierowców różne rodzaje naruszenie zasad transportu jest niedopuszczalne.

Pole widzenia określa się za pomocą specjalnego urządzenia - obwodu (ryc. 133), składającego się z półkola podzielonego na stopnie i podbródka.

Ryż. 133. Wyznaczanie pola widzenia za pomocą obwodu Forstnera

Osoba badana, zamykając jedno oko, ustawia drugą białą kropkę na środku łuku obwodowego przed nim. Aby wyznaczyć granice pola widzenia wzdłuż łuku obwodowego, zaczynając od jego końca, powoli przesuwaj biały znacznik i określaj kąt, pod jakim będzie on widoczny nieruchomym okiem.

Pole widzenia jest największe na zewnątrz, do skroni - 90°, do nosa oraz w górę i w dół - około 70°. Możesz określić granice widzenia kolorów i jednocześnie przekonać się o niesamowitych faktach: peryferyjne części siatkówki nie postrzegają kolorów; kolorowe pola widzenia nie pokrywają się dla różnych kolorów, ma to najwęższe zielony kolor.

Zakwaterowanie. Oko często porównywane jest do aparatu. Posiada ekran światłoczuły – siatkówkę, na której za pomocą rogówki i soczewki uzyskuje się wyraźny obraz świata zewnętrznego. Oko jest w stanie wyraźnie widzieć obiekty w jednakowej odległości. Ta jego zdolność nazywa się akomodacją.

Moc refrakcyjna rogówki pozostaje stała; dokładne, precyzyjne ustawianie ostrości następuje dzięki zmianom krzywizny soczewki. Pełni tę funkcję biernie. Faktem jest, że soczewka znajduje się w torebce lub torbie, która jest przymocowana do mięśnia rzęskowego poprzez więzadło rzęskowe. Kiedy mięsień jest rozluźniony, a więzadło napięte, pociąga za torebkę, co spłaszcza soczewkę. Kiedy akomodacja jest napięta podczas oglądania bliskich przedmiotów, czytania, pisania, mięsień rzęskowy kurczy się, więzadło napinające torebkę rozluźnia się, a soczewka dzięki swojej elastyczności staje się bardziej okrągła, a jej moc refrakcyjna wzrasta.

Z wiekiem elastyczność soczewki maleje, twardnieje i traci zdolność do zmiany krzywizny pod wpływem skurczu mięśnia rzęskowego. Utrudnia to wyraźne widzenie z bliskiej odległości. Dalekowzroczność starcza (starczowzroczność) rozwija się po 40 roku życia. Koryguje się je za pomocą okularów – dwuwypukłych soczewek, które zakłada się podczas czytania.

Anomalia widzenia. Anomalia występująca u młodych ludzi jest najczęściej konsekwencją nieprawidłowego rozwoju oka, a mianowicie jego nieprawidłowej długości. Kiedy gałka oczna się wydłuża, pojawia się krótkowzroczność (krótkowzroczność), a obraz skupia się przed siatkówką. Odległe obiekty nie są wyraźnie widoczne. Do korekcji krótkowzroczności stosuje się soczewki dwuwklęsłe. Kiedy gałka oczna jest skrócona, obserwuje się dalekowzroczność (nadwzroczność). Obraz skupia się za siatkówką. Do korekcji wymagane są soczewki dwuwypukłe (ryc. 134).

Ryż. 134. Refrakcja przy normalnym widzeniu (a), z krótkowzrocznością (b) i dalekowzrocznością (d). Optyczna korekcja krótkowzroczności (c) i dalekowzroczności (d) (schemat) [Kositsky G. I., 1985]

Wada wzroku zwana astygmatyzmem występuje, gdy krzywizna rogówki lub soczewki jest nieprawidłowa. W takim przypadku obraz w oku jest zniekształcony. Aby to naprawić, potrzebujesz cylindrycznego szkła, które nie zawsze jest łatwe do znalezienia.

Adaptacja oka. Wychodząc z ciemnego pokoju do jasnego światła, początkowo jesteśmy oślepieni, a nawet możemy odczuwać ból oczu. Zjawiska te mijają bardzo szybko, oczy przyzwyczajają się do jasnego oświetlenia.

Zmniejszenie wrażliwości receptorów oka na światło nazywa się adaptacją. Powoduje to blaknięcie fioletu wizualnego. Kończy się adaptacja światła w ciągu pierwszych 4–6 minut.

Przy przechodzeniu z jasnego pomieszczenia do ciemnego następuje adaptacja do ciemności, trwająca ponad 45 minut. Czułość prętów wzrasta od 200 000 do 400 000 razy. Generalnie zjawisko to można zaobserwować wchodząc do zaciemnionej sali kinowej. Aby zbadać postęp adaptacji, istnieją specjalne urządzenia - adaptomery.

Procesy fotochemiczne w siatkówce. Wrażliwość receptorów siatkówki na światło wynika z obecności w nich pigmentów wzrokowych. Zewnętrzne segmenty pręcików zawierają fiolet wzrokowy, czyli rodopsynę, która nadaje siatkówce przystosowanej do ciemności czerwony kolor. Pod wpływem światła rodopsyna blaknie, odbarwia się i rozkłada na retininę, pochodną witaminy A, oraz białko opsynę, przez co pręciki stają się nieskuteczne. W ciemności przywracany jest wizualny fiolet. Jeśli w pożywieniu brakuje witaminy A, rozwija się choroba nocna ślepota(hemeralopia): osoba prawie nie widzi o zmierzchu.

Szyszki zawierają pigment jodopsynę, najwyraźniej kilka jej odmian.

Percepcja kolorów. Widzenie kolorów, oprócz przyjemności estetycznej, radości odczuwanej podczas oglądania kolorów, ma ogromne znaczenie praktyczne: poprawia widoczność obiektów i dostarcza dodatkowych informacji o nich.

Postrzeganie kolorów zapewniają szyszki. O zmroku, gdy działają tylko pręty, kolory nie różnią się. Istnieje siedem rodzajów czopków, które reagują na promienie o różnej długości i wywołując sensację różne kolory. W analizie barwy biorą udział nie tylko receptory oka, ale także centralny układ nerwowy.

Ślepota barw. Zaburzenia widzenia kolorów nazywane są ślepotą barw. Dotyka około 8% mężczyzn i 0,5% kobiet. Istnieje forma zaburzenia widzenia barw, w której nie ma postrzegania koloru czerwonego – protanopia, zielonego – deuteranopia i fioletowego – tritanopia (rzadko). Bardzo rzadko wykrywa się całkowitą ślepotę barw - achromazję. Dla takich ludzi świat jest pomalowany na wszystkie odcienie szarości, jak na bezbarwnej fotografii. Osoba, która nie dostrzega czerwieni, nie odróżnia jasnej czerwieni od ciemnej zieleni, fioletu i fioletu od błękitu; ci, którym brakuje zielonej percepcji, mieszają zielone kolory z ciemnoczerwonymi.

Zaburzenia widzenia barw określa się za pomocą specjalnych tabel. Osoby cierpiące na ślepotę barw nie mogą być kierowcami pojazdów, ponieważ nie potrafią rozróżnić koloru sygnałów drogowych.

Widzenie obuoczne i jego znaczenie. Oko jest w stanie dostrzec rozmiar, kształt, objętość obiektu, wzór, kolor, jasność, ruch, położenie w przestrzeni i odległość. Widzenie dwojgiem oczu, czyli widzenie obuoczne, ma ogromne znaczenie.

Stereoskopia, czyli zdolność widzenia obiektu w reliefie, trójwymiarowości, opiera się na nierównym postrzeganiu obiektu przez lewe i prawe oko. Lewe oko widzi więcej z lewej strony przedmiotu, prawe - z prawej. Można to udowodnić wykonując zdjęcie obiektu najpierw z pozycji lewego oka, a następnie z prawego. Zdjęcia będą się różnić. Jeżeli promienie pochodzące z obu obrazów połączymy za pomocą specjalnych soczewek, jak ma to miejsce w stereoskopie, wówczas uzyskamy reliefowy obraz obiektu.

Przy określaniu odległości do obiektu rolę odgrywa napięcie akomodacji i zbieżność osi wzrokowych. Podczas oglądania bliskich obiektów osie widzenia przecinają się z obiektem tym silniej, im bliżej się on znajduje. Jeśli spojrzysz na odległy obiekt, osie widzenia rozchodzą się i stają się równoległe. W życiu, sprawdzając odległość za pomocą innych analizatorów, uczymy się określać odległość na oko. Jeśli znany jest rozmiar obiektu, wówczas wielkość jego obrazu na siatkówce również odgrywa rolę w określaniu odległości.

Powiązana informacja.

pola tekstowe

pola tekstowe

strzałka_w górę

Z zewnątrz oko widoczne jest jako kulista formacja pokryta górną i dolną powieką, składająca się z twardówki, spojówki, rogówki i tęczówki.

• Twardówka jest tkanką łączną biały otaczający gałkę oczną.
• Spojówka- przezroczysta tkanka, wyposażona w naczynia krwionośne, która łączy się z rogówką na przednim biegunie oka.
• Rogówka jest przezroczystą ochronną formacją zewnętrzną, której krzywizna powierzchni określa charakterystykę załamania światła. Tak kiedy nieregularna krzywizna Rogówka powoduje zniekształcenie obrazów wizualnych zwane astygmatyzmem.
• Irys . Za rogówką znajduje się tęczówka , którego kolor zależy od pigmentacji komórek składowych i ich rozmieszczenia.
• „wodnista wilgoć” . Pomiędzy rogówką a tęczówką znajduje się przednia komora oka wypełniona płynem - „wodnym humorem”.
• Uczeń. Źrenica znajduje się pośrodku tęczówki Okrągły kształt umożliwiając przedostanie się światła do oka po przejściu przez rogówkę.
• Obiektyw. Za tęczówką znajduje się tylna komora oka i soczewka. Obiektyw - soczewka dwuwypukła, znajdujący się w torbie, której włókna są połączone z mięśniami rzęskowymi i zewnętrzną warstwą naczyniową siatkówki. Soczewka może stać się bardziej płaska lub bardziej wypukła w zależności od odległości między okiem a obiektem. Nazywa się zmianę krzywizny soczewki zakwaterowanie.
• Ciało szkliste . Wewnątrz oka, za soczewką, znajduje się ciało szkliste. . Jest to roztwór koloidalny Kwas hialuronowy w płynie zewnątrzkomórkowym.
• Siatkówka oka- z neuroanatomicznego punktu widzenia - wysoce zorganizowana struktura warstwowa, która łączy receptory i neurony ( Zobacz więcej >>>)

Rozmiar źrenicy zależy od oświetlenia. Kontrola zmian wielkości źrenicy odbywa się automatycznie za pomocą włókien nerwowych kończących się w mięśniach tęczówki. Mięsień zwieracz okrężny - zwieracz- unerwione przez włókna przywspółczulne, mięsień rozszerzający źrenicę - rozszerzacz- unerwione przez włókna współczulne. Zmiany średnicy źrenicy nieznacznie zmieniają intensywność stymulacji światłem - tylko 16-17 razy (biorąc pod uwagę, że zakres natężenia światła zmienia się 16 miliardów razy). Reakcja rozszerzenia źrenicy do maksymalnej średnicy – ​​7,5 mm – jest bardzo powolna: trwa około 5 minut. Maksymalne zmniejszenie średnicy źrenicy do 1,8 mm osiąga się szybciej – w zaledwie 5 sekund. Oznacza to, że główną funkcją źrenicy nie jest ogólna regulacja natężenia światła, ale przekazywanie tylko tego światła, które pada na Środkowa część obiektywu, w którym ostrość jest najdokładniejsza. Zwężenie źrenicy ma na celu utrzymanie maksymalnej możliwej głębi ostrości w danych warunkach oświetleniowych.

Rogówka i spojówka pokryty cienką warstwą łzawy płynkości, wydzielany w gruczołach łzowych zlokalizowanych w skroniowej części oczodołu, nad gałką oczną. Łzy chronią rogówkę i spojówkę przed wysychaniem.

• Astygmatyzm(wynik nierównej krzywizny rogówki) jest słabo korygowany nawet przy skomplikowanych soczewkach. Aby to skorygować, bardziej odpowiednie są soczewki kontaktowe, które unosząc się w płynie łzowym nad rogówką, kompensują jego odchylenia od prawidłowego kształtu.

Zakwaterowanie obiektywu czasami nie wystarczy dokładne rzutowanie obrazu na siatkówkę.

• Krótkowzroczność. Jeżeli odległość soczewki od siatkówki jest większa niż długość ogniskowa soczewki, pojawia się krótkowzroczność (krótkowzroczność).
• Dalekowzroczność. Jeśli siatkówka znajduje się zbyt blisko soczewki, a ostrość jest dobra tylko podczas oglądania odległych obiektów, pojawia się dalekowzroczność (nadwzroczność).

Krótkowzroczność i dalekowzroczność koryguje się za pomocą okularów odpowiednio z wklęsłymi i wypukłymi soczewkami.

Więc, system optyczny Oko dba o to, aby obraz był skupiony na powierzchni receptywnej siatkówki. Deeaparatura optyczna, składający się z układu soczewek, przekazuje do siatkówki ostro zmniejszony obraz obiektów (ryc. 16.11).

Ryż. 16.11. Przekrój poziomy prawego oka

Centralny podział układu wzrokowego

pola tekstowe

pola tekstowe

strzałka_w górę

Nerw wzrokowy zawiera około 800 tysięcy włókien komórek zwojowych siatkówki. Nerwy wzrokowe obu oczu krzyżują się u podstawy czaszki, gdzie około pół miliona włókien nerwu wzrokowego przechodzi na przeciwną stronę. Pozostałe 300 tysięcy włókien wraz ze skrzyżowanymi aksonami drugiego nerwu wzrokowego tworzy przewód wzrokowy.

Włókna nerwowe przewodu wzrokowego łączą się z czterema strukturami mózgu:

1. jądra wzgórka górnego - śródmózgowia,
2. jądra ciała kolankowatego bocznego - wzgórze,
3. jądra nadskrzyżowaniowe podwzgórza,
4. do nerwów okoruchowych.

Jądra wzgórka górnego i ciała kolankowatego bocznego to ostateczne miejsca docelowe z komórek zwojowych siatkówki odchodzą dwie równoległe ścieżki: jedna gałąź aksonu komórek zwojowych prowadzi do bocznego ciała kolankowatego, druga do wzgórka górnego. Obie gałęzie utrzymują uporządkowaną projekcję siatkówki. Z przedniego wzgórka po przełączeniu sygnały trafiają do dużego jądra wzgórza - miednicy.

Aksony komórek bocznego ciała kolankowatego, przechodzące w ramach promieniowania wzrokowego, są rzutowane na komórki pierwotnej kory wzrokowej (obszar 17 lub kora prążkowana). Projekcja dołka wzrokowego siatkówki – strefy maksymalnej ostrości wzroku – jest 35 razy większa niż projekcja obszaru o tej samej wielkości na obwodzie siatkówki. Komórki pola 17 (kora prążkowana) połączone są z polami 18 i 19 (kora przedprążkowana), tzw. drugorzędne obszary wizualne. Z tych stref wychodzą projekcje na podkładkę wzgórzową, gdzie odbierane są informacje z górnego wzgórka okolicy czworobocznej. Ponadto ścieżki wzrokowe można prześledzić do kory czołowej, przylegają one do kory asocjacyjnej.

Ryż. 16.14. Koncentryczne pola recepcyjne w siatkówce i podkorowych ośrodkach wzroku (A), prostokątne i złożone pola recepcyjne w korze wzrokowej (B).

Komórki bocznego ciała kolankowatego, które otrzymują główne aferentacje z siatkówki, mają proste koncentryczne pola recepcyjne, podobnie jak komórki zwojowe. Przejawia się tu interakcja obuoczna: włókna obu oczu są rozmieszczone topograficznie prawidłowo, warstwa po warstwie.

Jednocześnie niewielka część komórek ciała kolankowatego bocznego jest aktywowana przez oba nerwy wzrokowe.
Neurony kory wzrokowej nie mają już koncentrycznego, ale prawie prostokątnego pola widzenia, część neuronów reaguje na określoną orientację (nachylenie) paska - jasny lub ciemny (ryc. 16.14).

W korze wzrokowej istnieją dwa funkcjonalnie różne typy komórek: proste i złożone.

• Proste komórki mają pole recepcyjne składające się ze strefy pobudzającej i hamującej, które można przewidzieć na podstawie badania reakcji komórki na małą plamkę światła.
• Złożone komórki. Struktura pola recepcyjnego złożonykomórki nie można określić skanując plamkę światła. Służą jako „detektory” kąta, nachylenia lub ruchu linii w polu widzenia.

W korze zbieżność obuoczna jest już całkowicie wyraźna: w pewnym momencie widoczne są symetryczne pola widzenia – po prawej i po lewej stronie.
Blisko położone komórki kory wzrokowej „widzą” tylko niewielką część pola widzenia. Neurony tej samej kolumny korowej leżące pod sobą odpowiadają na ten sam bodziec, który jest optymalny pod względem orientacji, nachylenia i kierunku ruchu. Jedna kolumna może zawierać zarówno proste, jak i złożone komórki.

Komórki proste znajdują się w warstwach III i IV, gdzie kończą się włókna wzgórzowe. Komórki złożone znajdują się w bardziej powierzchownych warstwach kory 17. obszaru. W polach 18 i 19 kory wzrokowej wyjątek stanowią komórki proste, znajdują się tu komórki złożone i superkompleksowe. Te ostatnie reagują np. tylko na bodźce o określonej szerokości, długości i orientacji.

Zatem z poziomu na poziom układu wzrokowego pola recepcyjne neuronów stają się coraz bardziej złożone. Wszystkie pola recepcyjne są zorganizowane w strefy pobudzające i hamujące. Koncentryczne pola recepcyjne charakterystyczne dla siatkówki i bocznego jądra kolankowatego nie występują już w korze mózgowej. W układzie wzrokowym, podobnie jak w innych systemy sensoryczne, im wyższy poziom synaptyczny, tym ściślej ograniczone są funkcje poszczególnych neuronów – detektorów właściwości.

Rola ruchu oczu

pola tekstowe

pola tekstowe

strzałka_w górę

Dla pomyślnego działania systemów wizualnego rozpoznawania obrazu jest to bardzo ważne ruchy oczu. Wiadomo, że oko ludzkie napędzane jest przez sześć mięśni zewnętrznych. Względem współrzędnych głowy oczy poruszają się poziomo, pionowo i wokół własnej osi. Jeśli oba oczy poruszają się w tym samym kierunku, takie ruchy nazywa się przyjazny. Przenosząc wzrok z punktu bliskiego do punktu odległego, rozbieżny ruchy. Kiedy głowa jest przechylona na bok, obserwuje się lekkie ruchy obrotowe oczu.

Patrząc na dowolny obiekt, oczy szybko przemieszczają się z jednego punktu fiksacji do drugiego - sakady. Czas trwania sakad wynosi od 10 do 80 ms, czas trwania okresów fiksacji wynosi 150-300 ms. Podczas śledzenia poruszających się obiektów występują powolne ruchy oczu - śledzenie ruchy.

Ruchy oczu są kontrolowane przez ośrodki zlokalizowane w formacji siatkowej mózgu i śródmózgowia, w wzgórku górnym i okolicy przedtektalnej. Wszystkie te ośrodki podkorowe koordynowane są sygnałami z kory wzrokowej, ciemieniowej i czołowej, odpowiedzialnej za programowanie ruchów ciała i ocenę jego położenia w przestrzeni. Dla najbardziej subtelnej regulacji funkcji okoruchowych bardzo istotny jest wpływ móżdżku, który porównuje toniczną i fazową składową ruchu podczas orientacji w przestrzeni.

W procesie percepcji wzrokowej, zwłaszcza podczas śledzenia poruszającego się obiektu, a oczopląs optyczny, spowodowane poruszaniem się bodźców optycznych i składające się z naprzemiennych sakad i powolnych ruchów pościgowych.

Ruchy oczu mają Świetna cena dla percepcji: przy nieruchomej gałce ocznej percepcja obrazu zanika z powodu rozkładu pigmentu i adaptacji fotoreceptorów.

Skoordynowane ruchy oczu zapewniają integrację informacji docierających z obu oczu do ośrodków mózgu. Specjalne znaczenie Neurony wzgórka przedniego odgrywają rolę w percepcji i koordynacji ruchów. Są one zorganizowane w kolumny, które odbierają sygnały pochodzące z tych samych części pola widzenia: aktywność neuronów w tej części mózgu, w której zbiegają się impulsy z prawego i lewego oka, jest wyzwalaczem neuronów okoruchowych. W korze odkryto także kolumny związane nie tylko z percepcją wzrokową, ale także integracją sensomotoryczną. NA wyższe poziomy W systemie wizualnym równolegle funkcjonują dwa systemy analizy: jeden określa położenie obiektu w przestrzeni, drugi opisuje jego cechy. Ostateczne rezultaty równoległe procesy są zintegrowane i pojawia się pełny wizualny obraz zewnętrznego obiektywnego świata.

Jak widzimy? Fizjologia wzroku

Pręty i stożki znajdujące się w zewnętrznej warstwie siatkówki, są światłoczułymi receptorami oka. Z którymi mają bezpośredni kontakt zakończenia nerwowe(neurony). Procesy neuronów zwojowych tworzą nerw wzrokowy. Ostatecznie powstaje łańcuch komórek, które pod wpływem światła wytwarzają i przewodzą impuls nerwowy, który trafia do nerwu wzrokowego, a następnie do kory mózgowej. Nerw wzrokowy Wychodząc z oka, dzieli się na dwie połowy. Jego wewnętrzna połowa przecina się i wraz z zewnętrzną połową przeciwnej strony trafia do ciała kolankowatego, gdzie znajduje się kolejny neuron, kończący się w strefie wzrokowej kory płata potylicznego półkuli. Część włókien przewodu wzrokowego skierowana jest do komórek jąder wzgórka górnego. Jądra te, a także jądra ciał kolankowatych, reprezentują główne ośrodki wzrokowe. Głównym czynnikiem drażniącym dla oka jest światło, czyli fala elektromagnetyczna o długości od 400 do 750 mmk. Promienie krótsze (ultrafioletowe) i dłuższe (podczerwone) nie są postrzegane przez ludzkie oko. Z przodu oka znajduje się soczewka i rogówka, czyli urządzenia załamujące promienie świetlne i skupiające je na siatkówce. W siatkówce znajduje się około 7 milionów czopków i prawie 130 milionów pręcików. Pręciki są bardziej wrażliwe na światło i nazywane są także aparatami widzenia o zmierzchu.

Czułość czopków na światło jest prawie 1000 razy mniejsza niż czułość pręcików - są to aparaty do widzenia dziennego i barwnego. Wśród ssaków tylko małpy i ludzie są w stanie postrzegać kolory. Psy i zwierzęta kopytne nie postrzegają kolorów (podobnie jak byki, które nie potrafią odróżnić czerni od błękitu i czerwieni). Czopki i pręciki są nierównomiernie rozmieszczone na siatkówce. W dolnej części oka, naprzeciw źrenicy, znajduje się tzw. żółta plamka, pośrodku której znajduje się wgłębienie. Tutaj obraz jest rejestrowany podczas oglądania obiektu. Centralny dołek plamki żółtej zawiera tylko czopki. Im bliżej obwodu siatkówki, tym mniej czopków. Odpowiednio, w kierunku obwodu wzrasta liczba prętów. Na obrzeżach siatkówki znajdują się tylko pręciki. Niedaleko plamki żółtej znajduje się martwy punkt (znajdujący się bliżej nosa). Plamka ślepa to miejsce, w którym wychodzi nerw wzrokowy. Ta część oka nie ma fotoreceptorów i nie bierze udziału w widzeniu. Ludzkie oko jest zawsze w gwałtownym, płytkim i ciągłym ruchu. Ruch ten jest prawie niezauważalny, ale dzięki niemu do mózgu dociera informacja o zmianach sygnałów świetlnych. Impulsy w nerwie wzrokowym powstają tylko przy włączaniu i wyłączaniu światła. Gdyby oko człowieka było nieruchome, widzielibyśmy świat jakby pokryty szarą mgłą, jak to się dzieje z żabą. Ale żaba natychmiast widzi pojawienie się latającej muszki.

Jak powstaje obraz na siatkówce?

Po przejściu przez kilka ośrodków refrakcyjnych (rogówka, komora przednia, soczewka, ciało szkliste) wiązka światła trafia Siatkówka oka. Wyraźne widzenie dowolnego obiektu jest możliwe tylko wtedy, gdy promienie wychodzące z jednego punktu w przestrzeni zewnętrznej zostaną skupione w jednym punkcie siatkówki. Samo oko jest złożonym układem optycznym, jednak aby skonstruować prosty obraz, można posłużyć się modelem oka. Model taki może mieć tylko jedną powierzchnię refrakcyjną (rogówkę) i jeden ośrodek refrakcyjny (ciało szkliste). Aby skonstruować obraz na modelu oka (oko zredukowane), należy przeciągnąć dwa promienie z dwóch skrajnych punktów obiektu przez punkt węzłowy (punkt, przez który promienie przechodzą bez załamania; w przypadku zredukowanego oko umieszcza się w odległości 7,5 mm od wierzchołka rogówki i 15 mm od siatkówki, odległości takie przyjmuje się ze względu na długość ludzkie oko wynosi 22,5 mm). Promienie przechodzące przez punkt węzłowy nazywane są promieniami kierującymi, a utworzony przez nie kąt nazywany jest kątem wizualnym. Obraz na siatkówce jest odwrócony, rzeczywisty i pomniejszony. Ale pomimo tego, że obraz na siatkówce jest odwrócony, widzimy obiekt w obrazie bezpośrednim. Dzieje się tak, ponieważ aktywność niektórych narządów zmysłów jest sprawdzana przez inne narządy. Dawno, dawno temu starożytny grecki przyrodnik Stratton przeprowadził interesujący eksperyment. Założył okulary z układem optycznym, który pozwala mu widzieć wszystko „do góry nogami”. Ale po 4 dniach obraz się ustabilizował i zaczął widzieć wszystko wokół siebie jak zwykle.

Co to jest ostrość wzroku?

Ostrość wzroku to zdolność oka do widzenia dwóch punktów oddzielnie, dostępna dla oka, jeśli odległość między punktami wynosi co najmniej 4 mikrony, a kąt widzenia wynosi jedną minutę kątową. Jeśli kąt widzenia jest mniejszy niż 1 minuta, nie uzyskamy wyraźnego obrazu, ponieważ punkty się połączą. Rozważmy na przykład budynek ozdobiony girlandami elektrycznymi. Z dużej odległości zobaczymy nie pojedyncze żarówki, ale proste lub faliste linie. Tylko podchodząc bliżej, możemy rozróżnić każdego z nich Źródło światła. Jeśli promienie padające na siatkówkę wzbudzają ciągły rząd czopków, wówczas oko widzi ciągłą linię. Ale jeśli wzbudzone zostaną tylko stożki stojące obok siebie, wówczas oko widzi pojedyncze kropki. Aby zobaczyć dwa oddzielne punkty osobno, konieczne jest, aby między dwoma wzbudzonymi stożkami znajdował się co najmniej jeden niewzbudzony. Aby określić ostrość wzroku w szpitalach, używają specjalnych tabel, które pokazują 12 rzędów liter. Po lewej stronie każdej linii jest napisane, z jakiej odległości powinien być widoczny dla osoby normalnie widzącej. Obiekt umieszcza się w pewnej odległości od stołu i znajduje dla niego linię, którą może przeczytać bez błędów. Ostrość wzroku oblicza się za pomocą prostego wzoru: V = d/D, gdzie V to ostrość wzroku, d to odległość od obiektu do stołu, a D to odległość, z której należy widzieć tę linię normalne oko. Jeśli badany czyta wiersz 12 z odległości 5 metrów, oznacza to, że ma doskonały wzrok („ oczy orła„). Zazwyczaj ostrość wzroku zależy od oświetlenia. Zwiększa się w jasnym świetle i maleje w słabym świetle.

Zakwaterowanie (urządzenie)

Akomodacja to zdolność oka do regulowania „mocy refrakcyjnej” w celu dostosowania się do postrzegania obiektów znajdujących się w różnych odległościach od niego. Mechanizm akomodacji jest następujący: podczas kurczenia się włókien mięśnia akomodacyjnego rozluźnia się więzadło, przez które soczewka jest zawieszona na ciele rzęskowym; w rezultacie soczewka, która ma dużą elastyczność, nabiera bardziej wypukłego kształtu, a siła refrakcyjna oka wzrasta. Kiedy mięsień akomodacyjny ulega rozluźnieniu, dzieje się odwrotnie, soczewka spłaszcza się, a siła refrakcyjna układu optycznego oka odpowiednio maleje. Akomodację oka można przeprowadzić w określonych granicach, zależnych głównie od właściwości elastycznych soczewki.

Nieprawidłowe załamanie światła w oku (zaburzona akomodacja)

Oko jako układ optyczny swoją budową przypomina kamerę. Rolę soczewki pełni soczewka wraz z ośrodkiem refrakcyjnym komory przedniej i ciałem szklistym.

Z wiekiem elastyczność soczewki maleje i traci ona zdolność do zmiany swojej krzywizny. W tym przypadku promienie świetlne nie załamują się dokładnie na siatkówce, ale nieco przed nią lub za nią. Kiedy tak się dzieje, osoba widzi nie wyraźny i wyraźny obraz, ale obraz zamazany lub zniekształcony. Powodem jest stres mięśnie oczu ach, które nie pozwalają oku zrelaksować się na tyle szybko, aby automatycznie ustawić ostrość z bliska na daleką i odwrotnie. Osoba, której oko nie załamuje prawidłowo światła, w rzeczywistości straciła jedynie elastyczność mięśni oka i zdolność ich koordynacji. Ten warunek jest odwracalny. Rozważmy diagramy najczęstszych odchyleń od prawidłowego załamania promieni świetlnych w gałce ocznej.

Ryż. 4.

Krótkowzroczność oka (A) skorygowane za pomocą soczewki rozpraszającej (B); dalekowzroczność (W)– przy użyciu soczewki zbierającej (G).

W dalekowzrocznym oku (W) Kiedy oko jest w spoczynku, ostrość znajduje się za siatkówką. Oko dalekowzroczne załamuje mniej światła niż oko normalne. Aby zobaczyć nawet bardzo odległe obiekty, dalekowzroczne oko musi się wysilić; aby widzieć pobliskie obiekty, zdolność akomodacyjna oka nie jest już wystarczająca. Dlatego do korekcji dalekowzroczności stosuje się okulary z soczewkami skupiającymi. (G), przenosząc skupienie oka w spokojnym stanie na siatkówkę.

Percepcja kolorów

Istnieje kilka rodzajów czopków, które mają różną wrażliwość na światło o różnych długościach fal. Promienie o różnych długościach fal powodują wrażenie różnych kolorów. Według kontrowersyjnych opinii naukowych liczba rodzajów czopków odbierających kolor jest różna. Zatem Helmholtz założył istnienie trzech rodzajów szyszek, R. Granit – 7 typów. Jednak mechanizm odczuwania koloru nie jest obecnie w pełni poznany. Jedno jest pewne: w analizie koloru biorą udział nie tylko receptory oka, ale także centralny układ nerwowy.

Ślepota barw

Kolor jest złożony i składa się z promieniowania o różnych długościach fal, tworzącego część widma promieniowania elektromagnetycznego. Długość fali mierzy się w milimikronach (mmc). Część widma widoczna dla ludzkiego oka składa się z promieniowania o długości fali od około 380 do 750 nm (nanometrów). W widmie występuje siedem kolorów, które tradycyjnie nazywane są podstawowymi. Nie wszyscy ludzie potrafią równie dobrze rozróżniać kolory. Zaburzenia widzenia barw występują u około 8% mężczyzn i 0,5% kobiet. Są ludzie, którzy nie potrafią odróżnić koloru czerwonego (protanopy), inni nie widzą zieleni (deuteranopy), a jeszcze inni nie widzą fioletu (tritanopy). Bardzo rzadko można spotkać ludzi, którzy w ogóle nie potrafią rozróżniać kolorów. Widzą szary świat, zabarwiony różnymi odcieniami. Powód naruszenia postrzeganie kolorów nie ma wystarczającej liczby czopków odbierających kolory (lub ich całkowity brak). Wśród naukowców wciąż toczy się debata na temat zaburzeń widzenia barw, ale prawda nie została jeszcze odkryta.

Co to jest pole widzenia?

Pole widzenia to przestrzeń widoczna dla oka przy nieruchomym spojrzeniu. Wyróżnia się widzenie centralne i peryferyjne. Widzenie centralne przeprowadza się dzięki dużej liczbie czopków ściśle przylegających do siebie w obszarze plamki żółtej. Każdy z czopków jest połączony z neuronami (dwubiegunowymi i zwojowymi), które z kolei przekazują impulsy do mózgu. Widzenie peryferyjne jest mniej ostre. Wyjaśnia to fakt, że na obwodzie oka liczba czopków jest zmniejszona, a każdy z nich jest otoczony pręcikami. Na obrzeżach nie każdy czopek ma swój własny neuron; tutaj na grupę czopków przypada jeden neuron. Widzenie peryferyjne nie jest skonfigurowane do rozróżniania szczegółów obiektów, ale dzięki niemu wychwytujemy ich najmniejszy ruch. Widzenie boczne ma ogromne znaczenie dla postrzegania świata zewnętrznego i orientacji w nim. Jest to ważne zarówno dla kierowców, jak i pracowników produkcyjnych związanych z ruchomymi mechanizmami. Pole widzenia określa się za pomocą specjalnego urządzenia – perymetru Forstera. Największe pole widzenia znajduje się w kierunku świątyni i na zewnątrz. Tutaj sięga 100%, w stronę nosa i w górę pole widzenia zmniejsza się do 60%, a w dół do 50%.

Co to jest adaptacja oka?

Jeśli ktoś opuszcza ciemny pokój do jasnego światła, to zwykle w pierwszych sekundach jest oślepiony, ale wszystko mija bardzo szybko, jego oczy przyzwyczajają się do jasne światło – przystosować się. Zmniejszenie wrażliwości receptorów oka na światło nazywa się adaptacją do światła. Powoduje blaknięcie fioletu wizualnego. Ten proces trwa kilka minut. Ciemna adaptacja oka następuje podczas przechodzenia z oświetlonego miejsca do ciemności. Czułość prętów wzrasta 200–300 tysięcy razy. W pierwszych chwilach adaptacja jest powolna, jednak po 10–30 minutach proces znacznie przyspiesza. Pod koniec godziny adaptacja osiąga maksimum.

1. Widzenie kolorów. Oko ludzkie zawiera dwa rodzaje komórek (receptorów) światłoczułych: bardzo wrażliwe pręciki, odpowiedzialne za widzenie o zmierzchu (w nocy) i mniej czułe czopki, odpowiedzialne za widzenie kolorów. W ludzkiej siatkówce znajdują się trzy rodzaje czopków, których maksymalna czułość przypada na czerwoną, zieloną i niebieską część widma, czyli odpowiada trzem „podstawowym” kolorom. Zapewniają rozpoznawanie tysięcy kolorów i odcieni. Krzywe czułości widmowej trzy typy stożki częściowo zachodzą na siebie, co powoduje efekt metameryzmu. Bardzo silne światło pobudza wszystkie 3 typy receptorów i dlatego jest postrzegany jako oślepiające białe promieniowanie.

2. Widzenie obuoczne i stereoskopowe. Widzenie obuoczne u ludzi zapewnia obecność dwojga oczu, z których informacje są najpierw przetwarzane oddzielnie i równolegle, a następnie syntetyzowane w mózgu w obraz wizualny. W procesie ewolucji u niektórych kręgowców, w tym u przodków człowieka, w wyniku nabycia widzenia stereoskopowego, oczy przesunęły się do przodu. Doprowadziło to do nałożenia się lewego i prawego pola widzenia i pojawienia się nowych połączeń ipsilateralnych: lewe oko - lewa półkula, prawe oko - prawe. W ten sposób możliwe stało się gromadzenie informacji wizualnych z lewego i prawego oka w jednym miejscu w celu ich porównania i pomiaru głębokości. Większość cech ludzkiego widzenia obuocznego zależy od charakterystyki neuronów i połączeń nerwowych.

Właściwości wizyjne:

1. Czułość oka ludzkiego na światło ocenia się na podstawie wartości progowej bodźca świetlnego. Czułość oka zależy od stopnia adaptacji, intensywności źródła światła, długości fali i wymiarów kątowych źródła, a także od czasu trwania bodźca. Wraz z wiekiem zmniejsza się wrażliwość oka na skutek pogorszenia się właściwości optycznych twardówki i źrenicy połączenie receptorowe postrzeganie.

2. Ostrość wzroku. Umiejętność różni ludzie widzenie większych lub mniejszych szczegółów obiektu z tej samej odległości, przy tym samym kształcie gałki ocznej i tej samej mocy refrakcyjnej układu oka dioptrycznego, określa się na podstawie różnicy odległości pomiędzy cylindrami i czopkami siatkówki i nazywa się to ostrością wzroku .

3. Obuoczność. Patrząc na obiekt obydwoma oczami, widzimy go dopiero wtedy, gdy osie widzenia oczu tworzą taki kąt zbieżności (zbieżności), przy którym uzyskuje się symetryczne, wyraźne obrazy na siatkówkach w odpowiednich miejscach wrażliwości plamka plamkowa(fovea centralis). Dzięki temu widzenie obuoczne, nie tylko oceniamy względne położenie i odległość obiektów, ale także postrzegamy wrażenie ulgi i objętości.

4. Wrażliwość na kontrast - zdolność osoby do widzenia obiektów, które nieznacznie różnią się jasnością od tła. Czułość kontrastową ocenia się za pomocą siatek sinusoidalnych.

5. Adaptacja wzroku. Adaptacja polega na zmianach oświetlenia (adaptacja do ciemności), charakterystyki barwy oświetlenia (zdolność postrzegania białych obiektów jako białych nawet wtedy, gdy znacząca zmiana widmo padającego światła, patrz także Balans bieli). Adaptacja objawia się także zdolnością wzroku do częściowego kompensowania wad samego oka. aparat wzrokowy(wady optyczne soczewki, wady siatkówki, mroczki itp.)

Wady wizualne. Najbardziej rozpowszechnioną wadą jest niewyraźna, niewyraźna widoczność bliskich i odległych obiektów.

Wady obiektywu: dalekowzroczność , krótkowzroczność, astygmatyzm.

Wady siatkówki:ślepota barw , mroczek

Inne wady: mrużyć np. oczy