Функции и строение колбочек и палочек сетчатки глаза

Сетчатка глаза

Сетчатка глаза — это слой ткани, расположенный на задней стенке глазного яблока. Он играет ключевую роль в процессе зрения, преобразуя световые сигналы в нервные импульсы, которые затем передаются в мозг для дальнейшей обработки.

Сетчатка состоит из множества нервных клеток, включая фоторецепторы, биполярные и ганглиозные клетки. Фоторецепторы, такие как колбочки и палочки, являются основными структурами, ответственными за восприятие света. Они содержат специальные пигменты, которые обладают способностью поглощать световые волны и превращать их в электрические сигналы.

Внутри сетчатки также присутствуют ганглиозные клетки, которые принимают сигналы от фоторецепторов и передают их в виде нервных импульсов по зрительному нерву к мозгу. Биполярные клетки являются связующим звеном между фоторецепторами и ганглиозными клетками, усиливая и модулируя сигналы передачи информации.

Организация фоторецепторов в сетчатке также играет важную роль в зрительном восприятии. Колбочки, которые располагаются в области сетчатки, называемой желтоватое пятно, обеспечивают цветовое зрение и четкость зрения на рассмотрение деталей. Палочки, которые расположены по периферии сетчатки, отвечают за обнаружение движения и зрение в недостаточном освещении.

Сетчатка глаза также содержит много других клеток, включая амакриновые и горизонтальные клетки, которые помогают в усилении и фильтрации сигналов в сетчатке.

Сетчатка глаза имеет сложную структуру, которая позволяет нам воспринимать и анализировать окружающий мир визуально. Её функционирование связано с работой других частей глаза, таких как хрусталик, роговица и зрачок, а также с обработкой и анализом полученных сигналов в мозге.

Палочки и колбочки сетчатки глаза – строение и функции

Все яркие оттенки окружающего мира, которые радуют нас в любое время суток, мы видим только за счет сетчатки глаза, а точнее особых фоторецепторов. Это палочки и колбочки.

Палочки и колбочки относятся к фотографическим рецепторам, и их строение обеспечивает максимальную степень чувствительности.

Благодаря этому качеству колбочки и палочки сетчатки глаза трансформируют поступающие извне световые сигналы в особые импульсы, которые затем может воспринимать нервная система человека.

Особое строение каждого вида фоторецепторов позволяет им выполнять определенные функции. В светлое время дня большую нагрузку испытывают колбочки глаза. При снижении поступления светового потока, то есть в сумерках, свою работу начинают выполнять палочки сетчатки глаза.

Строение палочек и колбочек различно за счет того, что эти фоторецепторы имеют разный принцип работы и по-разному участвуют в световосприятии.

Строение сетчатки

В общем строении сетчатки палочки и колбочки занимают вполне определенное место. Наличие этих рецепторов на нервной ткани, из которой состоит глазная сетчатка, помогает быстро преобразовать получаемый световой поток в набор импульсов.

Сетчатка получает картинку, которая проектируется глазным участком роговицы и хрусталиком. После этого переработанное изображение в виде импульсов поступает при помощи зрительного пути в соответствующий отдел головного мозга. Сложная и полностью сформированная структура глаза позволяет совершить полную обработку информации за считанные мгновения.

Большая часть фоторецепторов сконцентрирована в макуле – центральной области сетчатки, которая за счет желтоватого оттенка носит также название желтого пятна глаза.

Родопсин – строение и функции

Родопсин – это группа зрительных пигментов, по строению белок, относящийся к хромопротеинам. Свое название родопсин, или зрительный пурпур, получил за ярко-красный оттенок. Пурпурная окраска палочек сетчатки была обнаружена и доказана в ходе многочисленных исследований. Белок сетчатки родопсин состоит из двух компонентов – желтого пигмента и бесцветного белка.

Под воздействием света родопсин разлагается, и один из продуктов его разложения влияет на возникновение зрительного возбуждения. Восстановленный родопсин действует при сумеречном освещении, и отвечает белок в это время за ночное зрение.

При ярком освещении родопсин разлагается и его чувствительность смещается в синюю область зрения. Белок сетчатки родопсин полностью восстанавливается у человека примерно за 30 минут.

За это время сумеречное зрение достигает своего максимума, то есть человек начинает в темноте видеть все отчетливее.

Колбочки

У людей с хорошим зрением в каждом глазу присутствует около миллиона колбочек. Их длина составляет 0,05 мм, а ширина 0,004 мм. Чувствительность к потоку лучей у них невелика. Однако, все они качественно будут воспринимать цветовую гамму, включая различные оттенки.

Фоторецепторы колбочки

Также они отвечают за возможность распознавания движущихся объектов, поэтому намного лучше реагируют на динамику освещения.

Строение колбочек

В колбочках присутствует три основных сегмента и перетяжка:

1. Наружный сегмент. Он включает в себя чувствительный к свету пигмент йодопсин, который располагается в полудисках – складках плазматической мембраны. Этот участок фоторецепторных клеток постоянно обновляется.
2. Перетяжка – образуется плазматической мембраной и служит для передачи энергии из внутреннего сегмента вовне. Если рассмотреть ее более детально тогда можно заметить, что она представляет так называемые реснички, осуществляющие эту связь.
3. Внутренний сегмент. Это область активного обмена веществ. Здесь располагаются митохондрии – энергетическая база клеток. В этом сегменте также происходит интенсивное высвобождение энергии, которая нужна для осуществления зрительного процесса.
4. Синаптическое окончание представляет собою область синапсов. Эти контакты между клетками в дальнейшем будут передавать нервные импульсы в зрительный нерв.

Трехкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Уже многим известно, что в колбочках присутствует специальный пигмент, йодопсин, который позволяет воспринимать весь цветовой спектр. Согласно трехкомпонентной гипотезе цветного зрения существует три вида колбочек. В каждом определенном виде присутствует свой тип йодопсина, который воспринимает только свою часть спектра:

1. L – тип содержит в себе пигмент под названием эритролаб и устанавливает длинные волны, а именно красно-желтую часть спектра.
2. M – тип содержит пигмент хлоролаб и способен воспринимать средние волны, которые излучает желто-зеленая область спектра.
3. S – содержит пигмент цианолаб и реагирует только на короткие волны, воспринимая синюю часть спектра.

Двухкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Если верить этой гипотезе тогда можно понять, что все колбочки сетчатки содержат в себе эритолаб, а также хлоролаб. Поэтому они прекрасно могут воспринимать длинную и среднюю часть спектра. Короткую часть спектра в этом случае воспринимает пигмент родопсин, который содержится в палочках.

В пользу подобной теории может выступить тот факт, что люди, которые не способны воспринимать короткие волны спектра, одновременно страдают нарушениями зрения в условиях плохой освещенности. Подобная патология имеет название «куриная слепота».

Фоторецепторы сетчатки глаза

Фоторецепторы — особые нейроны, реагирующие на световые импульсы. Находятся в зернистом слое сетчатки. Сосредоточены в виде гексагонов (шестиугольников). Есть три разновидности рецепторов-колбочек, отвечающих за восприятие света и одна разновидность палочек,обеспечивающая зрение в сумерках. Сетчатка содержит около 120 млн. палочек и 7 млн. колбочек.

Палочки

Периферические отростки условно-цилиндрической формы. Длина палочек — 0,06 мм, их диаметр 0,002 мм.В составе палочек имеется пигмент родопсин, обесцвечивающийся под воздействии света. Палочка может фиксировать попадание нескольких фотонов света.

В структуру палочки входят

• Наружный сегмент с постоянно обновляемыми дискиами с родопсином;
• Связующий отдел;
• Внутренний сегмент с митохондриями, источниками энергии и ядром;
• Сегмент с нервными окончаниями.

Палочки способны синхронизироваться объединяться при выполнении общих задач. Периферийным зрением люди улавливают быстрые движения и воспринимают происходящее вне угла зрения.

Работа палочек зависит от освещенности. В сумерках зрительную функцию исполняют только палочки. При ярком освещении палочки могут воспринимать волны синей части спектра, помогая колбочкам. Поскольку в сумерках колбочки не действуют, глаз человека воспринимает информацию только от палочек и этим объясняетсямонохромность восприятия в темноте.

Колбочки

Периферические отростки условно-конической формы. Этот тип клеток преобразует световые сигналы в нервные импульсы.В состав колбочек входит пигмент йодопсин, состоящий из хлоролаба, реагирующего на жёлто-зелёную часть спектра и эритролаба,реагирующего на жёлто-красный участок спектра.

По размеру колбочки меньше палочек — их длина ~ 0 мкм, а диаметр — 2-4 мкм.Колбочки на несколько порядков слабее воспринимают свет, чем палочки, но зато лучше реагируют на быстрые движения.

В структуру колбочки входят

• наружный сегмент с постоянно обновляемыми и возникающими мембранными полудисками;
• связующий отдел;
• внутренний сегмент (включает ядро, митохондрии и полирибосомы);
• синаптическую область, образующую синапсы с биполярными клетками.

Цветное зрение

Колбочки делят на три вида в зависимости от чувствительности к световым волнам различной длины.

Коротковолновой участок спектра	443 нм	Фиолетово-синий	S-тип колбочек
Средневолновой участок спектра	544 нм	Зелено-желтый	M-тип колбочек
Длинноволновый участок спектра	570 нм	Желто-красный	L-тип колбочек

Число колбочек типов S-, M- и L- также различно. Больше всего колбочек длинно- и средневолновых.Самые малочисленные — S-колбочки, в центральной ямке их также нет.

Основные различия между палочками и колбочками

Палочки	Колбочки
Обеспечивают ночной тип зрения при слабой освещенности	Отвечают за дневной тип зрения
Количество палочек в 20 раз превышает кол-во колбочек	–
Имеют фоточувствительный пигмент одного типа	Имеют три типа пигментов
Мембранные диски не связаны с клеточной мембраной	Мембранные диски фиксируются на наружной мембране
Обладают высокой чувствительностью. Могу принимать прямой и рассеянный свет	Могут распознавать только прямой свет
Достаточно медленная реакция на свет	Быстрая реакция на свет, улавливают перемещения
В центральной ямке отсутствуют	Находятся преимущественно в центральной ямке
Низкая острота зрения	Великолепное разрешение
Повреждения палочек приводят к дневной слепоте (никталопии)	Повреждения вызывают слепоту или потерю цветового зрения

Функции

Палочки

Обладают высокой чувствительностью к фотонам. Основное действие – ночное зрение. Родопсин, содержащийся в мембранах, обеспечивает восприятие в черно-белых тонах. На свету идет разложение пигмента и смещение в область синего спектра, что, при совместном действии с колбочками, обеспечивает цветовое зрение. Продукты разложения раздражают зрительный нерв, что обеспечивает передачу импульса. Параллельно с распадом, постоянно происходит процедура регенерации. Восстанавливается родопсин около получаса, с этим связана человеческая особенность привыкать к темноте через определенный промежуток времени.

Колбочки

Чувствительность к свету значительно ниже, почти в сто раз, поэтому в темноте они не работают. Бывают трех видов, способных различать различные цвета:

• Коротковолновые – отвечают за синий;
• Средневолновые – несут ответственность за зеленый;
• Длинноволновые – красный.

Количество разное, меньше всего синих, всего около 2%, больше – красных, в районе 64%. Интересный факт – у каждого человека процентное соотношение индивидуально, тем не менее, цветовое восприятие не отличается.

Каждому виду, по трехкомпонентной теории, соответствует своя разновидность йодопсина. Эритролаб отвечает за длинноволновой спектр восприятия, хлоролаб – за средневолновой. В теории считается, что коротковолновому спектру должен соответствовать цианолаб, однако этот компонент до сих пор не был обнаружен. На основании имеющихся данных, имеет много сторонников иная, двухкомпонентная теория. В соответствии с ней, колбочки содержат только два компонента, а синий спектр остается в ведении палочек – разложившемся на свету родопсине. Данная теория имеет некоторые подтверждения, в частности – больные с нарушением видения синих цветов, страдают параллельно и от проблем с сумеречным зрением.

Механизм действия йодопсина похож на родопсин – под воздействием световых волн происходит процесс распада, что вызывает возбуждение нервных окончаний. Более низкая чувствительность объясняет преимущественно дневное цветовое восприятие – ночного освещения недостаточно для реакции этого пигмента. Зато скорость регенерации значительно выше, примерно в пятьсот раз.

Палочки и колбочки сетчатки глаза работают в содружестве, передавая возбуждение нейронам. Они располагаются на пигментном слое клеток, содержащих фуксин. Этот элемент отвечает за поглощение световых волн и обеспечение четкости предметного восприятия.

Симптомы поражения палочек и колбочек

Палочки и колбочки составляют 1 из 10 слоев сетчатки и повреждаются при ее заболеваниях. Среди основных заболеваний выделяют:

• Макулодистрофию — возрастные изменения сетчатки
• Дальтонизм — неспособность различать цвета из-за наследственной патологии колбочек
• Отслойку сетчатки — нарушение соединения сетчатки с питательной сосудистой оболочкой
• Ретинит — воспалительное заболевание сетчатой оболочки
• Пигментную абиотрофию сетчатки — врожденное заболевание, при котором происходит разрушение палочек.

При развитии описанных патологий возникают следующие симптомы:

1. Снижение остроты зрения, в том числе в темноте
2. Изменение полей зрения (сужение, выпадение, появление скотом-пятен (темные пятна, закрывающие часть рассматриваемого предмета) в поле зрения.
3. Появление бликов или вспышек перед глазами
4. Ухудшение цветовосприятия.

Подобные признаки могут сигнализировать об очень многих заболеваниях глаз, при появлении любых ухудшений зрения мы советуем обратиться сразу к врачу-офтальмологу.

Для выявления заболеваний, при которых происходит поражение палочек или колбочек, доктор проводит различные исследования:

• Офтальмоскопию — осмотр глазного дна
• Периметрию — определение полей зрения
• Оценку цветовосприятия с помощью специальных таблиц или теста
• ОКТ (ОСТ — оптическую когерентную томографию) — оценка толщины и состояния слоев сетчатки
• Ультразвуковые исследования и другие методы диагностики.

Лечение заболевания подбирается индивидуально в каждом случае и проводится комплексно: в первую очередь с устранения причины развития патологии.

Пройти полное обследование органов зрения можно в Глазной клинике доктора Беликовой. Мы используем только качественное современное оборудование и сопровождаем Пациента на всем пути — от диагностики до полного выздоровления.

При развитии в организме недуга, затрагивающего главные рецепторы сетчатки, наблюдаются следующие признаки:

• Падение остроты зрения,
• Дальтонизм,
• Появление ярких бликов перед глазами,
• Проблемы с ночным видением,
• Сужение зрительного обзора.

Часть патологий имеет специфическую симптоматику, поэтому не составит труда их диагностировать. К ним относится дальтонизм и «куриная слепота». Для выявления остальных заболеваний потребуется пройти дополнительное медицинское обследование.

При подозрении на развитие патологических процессов в зрительном аппарате пациента отправляют на следующие исследования:

• Офтальмоскопия. Используют для анализа состояния глазного дна,
• Периметрия. Изучает зрительные поля,
• Компьютерная рефрактометрия. Применяют для выявления таких недугов, как миопия, гиперметропия или астигматизм,
• Ультразвуковое обследование,
• Диагностика восприятия цветов. Для этого чаще всего окулисты используют тест Ишихара,
• Флуоресцентная агиография. Помогает визуально оценить состояние сосудистой системы.

Фоторецепторы отвечают за распознавание предметов и цветов, формируют зрительный образ. При развитии патологии процесс нарушается и это вызывает сбой в работе ока.

Палочки и колбочки сетчатки глаза – строение и функции

К недугам, затрагивающим рецепторы сетчатой оболочки, относят:

• Неспособность различать оттенки (дальтонизм). Чаще всего болезнь передается по наследству, причиной отклонения становится патология колбочкового аппарата,
• Хориоретинит. Затрагивает сосуды и сетчатку,
• Пигментная дегенерация внутренней оболочки глаза,
• Гемералопия. Проблемы с ночным зрением обусловлены отклонением в работе колбочек,
• Отслоение сетчатки.

Последние заданные вопросы в категории Биология

Биология 26.10.2023 04:40 24 Ермаханова Алина

Точные ответы,пожалуйста:-) 1.Из каких тканей состоит ствол сосны?  2.Диаметр ствола ежегодно у

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:35 19 Мяшина Ярослава

Могут ли прямые волосы стать кудрявоми? мне 14 лет папа кудрявый,мама тоже брат тоже кудряш а у ме

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:35 17 Титкина Саша

НАЙДИ 5 БУКВ И СЛОЖИ ИЗ НИХ НАЗВАНИЯ РЫЧАГАКОТОРЫЙ ПОМОГАЕТ НАМ ДВИГАТСЯ     &nb

Ответов: 2

Биология 26.10.2023 04:33 5 Арзамазов Максим

1.Возникновение какого ароморфоза способствовало выходу растений на сушу? 1- образование органови тк

Ответов: 2

Биология 26.10.2023 04:32 21 Ожканова Илона

Ребят, помогите, пожалуйста!  Вопросы такие: 1) Как появились иголки у ежа? 2) Как появилась ок

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:31 30 Захаров Артём

Составить задачу по таблице наследование признаков у человека

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:28 12 Грицун Міша

Сравните питание губок и кишечнополостных

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:26 23 Яковлев Виктор

задание 1. перечислите известные вам правила сбора лекарственных растений. 1. 2. 3. 4. задание 2.нап

Ответов: 2

Биология 26.10.2023 04:23 9 Кисёлкин Сергей

Төменгі және жоғары температураға шыдауы үшін өсімдіктерде қандай бейімділік қалыптасқан? Мысал келт

Ответов: 1

Биология 26.10.2023 04:19 6 Кудряшов Кирилл

Знание и понимание: 1. Перечислите органические вещества. 2. Что такое полимеры, 3. Какие органическ

Ответов: 1

Колбочки сетчатки глаза

Колбочки получили такое название благодаря своей форме, похожей на лабораторные колбы. Длина колбочки равна 0,00005 метра, или 0,05 мм. Ее диаметр в самом узком месте составляет около 0,000001 метра, или 0,001 мм, и 0,004 мм в самом широком. На сетчатке здорового взрослого человека около 7 миллионов колбочек.

Колбочки менее чувствительны к свету, другими словами, для их возбуждения потребуется световой поток в десятки раз интенсивнее, чем для возбуждения палочек. Однако колбочки способны обрабатывать свет интенсивнее палочек, из-за чего они лучше воспринимают изменение светового потока (например, лучше палочек различают свет в динамике при движении объектов относительно глаза), а также определяют более четкое изображение.

Колбочка человеческого глаза состоит из 4 сегментов:

1 — Наружный сегмент (содержит мембранные диски с йодопсином),

2 — Связующий сегмент (перетяжка),

3 — Внутренний сегмент (содержит митохондрии),

4 — Область синаптического соединения (базальный сегмент).

Причиной вышеописанных свойств колбочек является содержание в них биологического пигмента йодопсина. На момент написания этой статьи были найдены (выделены и доказаны) два вида йодопсина: эритролаб (пигмент, чувствительный к красной части спектра, к длинным L-волнам), хлоролаб (пигмент, чувствительный к зеленой части спектра, к средним M-волнам). На сегодняшний день пигмент, который чувствителен к синей части спектра, к коротким S-волнам, не найден, хотя за ним уже закреплено название – цианолаб.

Разделение колбочек на 3 вида (по доминированию в них цветовых пигментов: эритролаба, хлоролаба, цианолаба) носит название трехкомпонентной гипотезы зрения. Однако существует и нелинейная двухкомпонентная теория зрения, приверженцы которой считают, что каждая колбочка одновременно содержит в себе и эритролаб, и хлоролаб, а значит, способна воспринимать цвета красного и зеленого спектра. При этом роль цианолаба принимает на себя выцветший родопсин из палочек. В поддержку этой теории говорит и то, что люди, страдающие дальтонизмом, а именно слепотой в синей части спектра (тританопией), так же испытывают трудности с сумеречным зрением (куриная слепота), что является признаком ненормальной работы палочек сетчатки глаза.

Где лечить

4.6

отзывов
54

• Москва , проспект Буденного, д.26, корп. 2.
• ПН-ВС 08:00-20:00

• +7(495)-366-43-83

Оболочки глаза

Склера выполняет функцию защиты глазного яблока от повреждений. Она является наружной оболочкой и занимает около 5/6 поверхности органа зрения. Часть склеры, которая находится снаружи и выходит непосредственно к окружающей среде, называется роговицей. Ей присущи свойства, благодаря которым мы имеем способность чётко видеть окружающий мир. Основные из них – это прозрачность, зеркальность, влажность, гладкость и способность пропускать и преломлять лучи. Остальная часть наружной оболочки глаза – склера – состоит из плотной соединительнотканной основы. Под ней находится следующий слой – сосудистый. Средняя оболочка представлена тремя образованиями, расположенными последовательно: радужка, и хореоидея. Помимо этого, сосудистый слой включает зрачок. Он представляет собой небольшое отверстие, не покрытое радужной оболочкой. Каждое из этих образований имеет собственную функцию, которая необходима для обеспечения зрения. Последний слой – это сетчатая оболочка глаза. Она контактирует непосредственно с головным мозгом. Строение сетчатки глаза очень сложно

Это связано с тем, что она считается самой важной оболочкой органа зрения

Структура глаза

Оболочка глаза

Оболочка глаза состоит из трех слоев. Первая оболочка – наружная, плотная, к которой крепятся мышцы, управляющие движением глаза. Она состоит из склеры, основная функция которой заключается в защите тонкой организации нашего зрительного аппарата, и роговицы – прозрачной части склеры, через которую свет попадает в глаз. Роговица имеет искривленную светопреломляющую поверхность, похожую на линзу и позволяющую фокусировать изображение в глазу. По сути роговица работает как объектив фотоаппарата и именно поэтому она прозрачна, сферична и не имеет кровеносных сосудов.

Вторая – это сосудистая оболочка или хориоидеа. Она питает сетчатку и восстанавливает постоянно распадающиеся зрительные вещества. Расположена хориоидеа под склерой и включает в свой состав радужку и ресничное тело. В самом ее центре находится зрачок, т.е. отверстие в тканях глазного яблока. Радужка представляет собой тонкую подвижную диафрагму, находится прямо напротив зрачка и состоит из мышц, которые управляют количеством света, попадающим в глаз, изменяя размер зрачка. Примерно так, как это происходит в объективе хорошего фотоаппарата. Отметим, что сама радужка почти не пропускает свет.

Третья оболочка называется сетчаткой и о ней мы подробней расскажем ниже. Эта именно та часть глаза, в которой осуществляется восприятие света и передачу полученной информации в мозг.

Хрусталик глаза

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой прозрачной и эластичной линзы, которая заставляет свет фокусироваться на сетчатке, которая находится под хрусталиком. Форма этой “линзы” может меняться с помощью ресничной мышцы, что позволяет человеку фокусировать зрение на близких и дальних объектах. Снаружи хрусталик покрыт очень тонкой защитной оболочкой, которая защищает его от внешних факторов.

Стекловидное тело

Стекловидное тело – это похожее на гель прозрачное вещество, заполняющее пространство между хрусталиком и сетчаткой в глазу. Оно занимает около 2/3 объёма глазного яблока. На 99% стекловидное тело состоит из воды. Передней поверхностью, на которой имеется ямка, стекловидное тело прилегает к задней поверхности хрусталика; на остальном протяжении стекловидное тело соприкасается с внутренней ограничивающей мембраной сетчатки.

Вопрос-ответ:

Какие структуры входят в состав зрительного анализатора?

Зрительный анализатор состоит из таких структур, как роговица, хрусталик, радужная оболочка, сетчатка и зрительный нерв.

Что такое сетчатка и какую роль она играет в зрительном анализаторе?

Сетчатка — это слой нервных клеток, расположенных на задней стенке глаза. Она играет ключевую роль в процессе зрения, преобразуя световые сигналы в электрические импульсы, которые передаются по зрительному нерву к мозгу.

Какова функция радужной оболочки в зрительном анализаторе?

Радужная оболочка регулирует количество падающего света, расширяя или сужая зрачок, и защищает внутренние структуры глаза.

Что представляет собой зрительный нерв и какую роль он играет в зрительном анализаторе?

Зрительный нерв — это нервный пучок, который передает электрические сигналы от сетчатки к мозгу. Он играет роль «проводника» в процессе передачи информации о зрительном восприятии.

Общие сведения

Гистологически на сетчатке глаза можно выделить 10 клеточных слоев. Светочувствительный слой состоит из специальных фоторецепторов, которые представляют собою особые образования нейроэпителиальных клеток. В них содержаться уникальные зрительные пигменты, которые поглощают световые волны определенной длины. Палочки и колбочки располагаются на сетчатке неравномерно. Основная часть колбочек чаще всего расположена по центру. Палочки в свою очередь обычно расположены на периферии. К дополнительным отличиям можно отнести:

1. Палочки необходимы для обеспечения ночного зрения. Это означает, что они ответственны за восприятие света в условиях пониженного освещения. Соответственно, с помощью палочек человек сможет видеть предметы только в черно-белом изображении.
2. Колбочки обеспечивают остроту зрения на протяжении всего дня. С их помощью каждый человек может видеть окружающий мир в цветном изображении.

Палочки чувствительны только к тем волнам, длина которых не превышает 500 нм. Однако, они остаются активными, даже когда фотонный поток понижен. Колбочки можно считать более чувствительными, и они способны воспринимать все цветовые сигналы. Однако, для их возбуждения порой может потребоваться свет с гораздо большей интенсивностью.

В темное время суток зрительную работу осуществляют палочки. В результате этого человек может хорошо видеть очертания предметов, но просто не сможет различить их цвет. При нарушении функции фоторецепторов могут возникнуть следующие проблемы и патологии зрения:

• нарушение восприятия цвета;
• различные воспалительные заболевания сетчатки;
• расслоение оболочки сетчатки;
• нарушение сумеречного зрения;
• светобоязнь.

Глаз как оптический прибор

Параллельным потоком световое излучение попадает на радужная оболочку (выполняет роль диафрагмы), с отверстием, через которое свет поступает в глаз; эластичный хрусталик — это своеобразная двояковыпуклая линза, фокусирующая изображение; эластичная полость (стекловидное тело), придающая глазу сферическую форму и удерживающая на своих местах его элементы. Хрусталик и стекловидное тело обладают свойствами передавать структуру видимого изображения с наименьшими искажениями. Регулирующие органы управляют непроизвольными движениями глаза и приспосабливают его функциональные элементы к конкретным условиям восприятия. Они изменяют пропускную способность диафрагмы, фокусное расстояние линзы, давление внутри эластичной полости и другие характеристики. Управляют этими процессами центры в среднем мозгу с помощью множества чувствительных и исполнительных элементов, распределенных по всему глазному яблоку. Измерение световых сигналов происходит во внутреннем слое сетчатки, состоящем из множества фоторецепторов, способные преобразовывать световое излучение в нервные импульсы. Фоторецепторы в сетчатке распределены неравномерно, образуя три области восприятия.

Первая — область обзора — находится в центральной части сетчатки. Плотность фоторецепторов в ней наивысшая, поэтому она обеспечивает четкое цветное изображение предмета. Все фоторецепторы в этой области по своему устройству в принципе одинаковы, отличаются они только избирательной чувствительностью к длинам волн светового излучения. Одни из них наиболее чувствительны к излучениям (средняя части), вторые — в верхней части, третьи — в нижней. У человека есть три вида фоторецепторов, реагирующих на синие, зеленые и красные цвета. Здесь же, в сетчатке, выходные сигналы этих фоторецепторов совместно обрабатываются в результате чего усиливается контраст изображения, выделяются контуры объектов и определяется их цвет.

Объемное изображение воспроизводится в коре головного мозга, куда направляются видеосигналы от правого и левого глаза. У человека область обзора охватывает всего в 5°, и только в ее пределах он может осуществлять обзорно-сравнительные измерения (ориентироваться в пространстве, распознавать объекты, следить за ними, определять их относительное расположение и направление движения). Вторая область восприятия выполняет функцию захвата целей. Она располагается вокруг области обзора и не дает четкого изображения видимой картины. Ее задача — быстрое обнаружение контрастных целей и изменений, происходящих во внешней обстановке. Поэтому в этой области сетчатки плотность обычных фоторецепторов невысока (почти в 100 раз меньше, чем в области обзора), зато имеется множество (в 150 раз больше) других, адаптивных фоторецепторов, реагирующих только на изменение сигнала. Совместная обработка сигналов тех и других фоторецепторов обеспечивает высокое быстродействие зрительного восприятия в этой области. Кроме того, человек способен быстро улавливать малейшие движения боковым зрением. Функциями захвата управляют отделы среднего мозга. Здесь интересующий объект не рассматривается и не распознается, а определяется его относительное расположение, скорость и направление движения и даётся команда глазодвигательным мышцам — быстро повернуть оптические оси глаз так, чтобы объект попал в зону обзора для детального рассмотрения.

Третью область образуют краевые участки сетчатки, на которые не попадает изображение объекта. В ней плотность фоторецепторов самая маленькая — в 4000 раз меньше, чем в области обзора. Ее задача — измерение усредненной яркости света, которая используется зрением как точка отсчета для определения интенсивности попадающих в глаз потоков света. Именно поэтому при различном освещении зрительное восприятие меняется.

Определение зрительного анализатора

Зрительный анализатор – это комплекс органов и структур, ответственных за восприятие и обработку визуальной информации. Он представляет собой часть нервной системы и является одним из пяти основных чувств человека.

Зрительный анализатор осуществляет процесс преобразования световых сигналов в электрические импульсы, которые затем передаются по нервным волокнам к мозгу для дальнейшей интерпретации и восприятия. Он состоит из глазных яблок, оптических систем, нейронов и областей мозга, отвечающих за обработку зрительной информации.

Основные функции зрительного анализатора включают:

• Прием и фокусировку света с помощью глазных яблок и оптических систем.
• Преобразование световых сигналов в электрические импульсы с помощью фоторецепторов (колбочек и палочек).
• Передачу электрических импульсов по зрительным нервам к мозгу.
• Обработку и анализ визуальной информации в различных областях мозга.
• Интерпретацию и восприятие визуальной информации.

Определение зрительного анализатора позволяет понять его роль и значимость для человека. Он является основным источником информации о внешнем мире и играет важную роль в навигации, общении, познании окружающей среды и многих других аспектах жизни.

Колбочки сетчатки

Фоторецептор по внешнему виду напоминает конус. В сетчатой оболочке сосредоточенно до семи миллионов колбочек. Однако, большое количество не означает гигантские параметры. Элемент имеет скромную длину (всего 50 мкм), ширина равняется четырем миллиметрам. Содержат пигмент йодопсин. Менее чувствительны, чем палочки, но быстрей реагируют на движения.

Строение колбочек

В состав рецептора входят:

• Наружный элемент (мембранные диски);
• Промежуточная часть (перетяжка);
• Внутренний отдел (митохондрии);
• Синаптическая область.

Часть дисков постоянно контактирует со световыми потоками и соответственно изнашивается, поэтому в колбочках непрерывно идет процесс их обновления. За сутки происходит смена около восьмидесяти дисков, полностью элемент восстанавливается за десять дней.

Трехкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Существует три типа колбочек, каждая из которых содержит уникальную разновидность йодопсина и воспринимает определенную часть цветового спектра:

• Хлоролаб (M-тип). Реагирует на желтый и зеленый оттенки;
• Эритролаб (L-тип). Воспринимает желто-красную гамму;
• Цианолаб (S-тип). Отвечает за реакцию на синюю и фиолетовую часть спектра.

Современные ученые, изучающие трехкомпонентную систему зрительного восприятия, отмечают ее несовершенство, поскольку научно не доказано существование трех типов колбочек. К тому же на сегодняшний день так и не обнаружен пигмент цианолаб.

Двухкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Данная гипотеза утверждает, что в состав колбочек входит только эритолаб и хлоролаб, воспринимающие длинную и среднюю часть цветового спектра, соответственно. За короткие волны «отвечает» родопсин, являющийся главным компонентом палочек.

В пользу данного утверждения говорит то, что пациенты, не различающие синий спектр (т.е. короткие волны), страдают от проблем с ночным зрением.

Внешнее строение глазного яблока

При проведении визуального осмотра данного элемента зрительного аппарата видна только небольшая его часть (роговая оболочка, веки, ресницы). Все важные структуры надежно защищены от внешних воздействий костьми черепной коробки, жировой клетчаткой, мускулатурой. Данные «детали» можно рассмотреть только с помощью специализированного оборудования.

В среднем размер глазного яблока человека составляет примерно двадцать четыре миллиметра и имеет форму сферы. Изнутри оно заполнено водянистой влагой. В состав элемента входит хрусталик, расположенный напротив зрачка. Его толщина достигает одного сантиметра.

Горизонтальный разрез визуально длит яблоко на две части: заднюю и переднюю. Экватором глаза является окружность, мысленно проведенная по белочной оболочке на дистанции равноудаленной от его полюсов. Зрительный аппарат находится под защитой век, они же предотвращают пересыхание слизистой.