Строение глаза позвоночных. Организация сетчатки. Оптическая система глаза

1.Строение глаза позвоночных. Организация сетчатки. Оптическая система глаза.

Орган зрения является весьма чувствительным и одним из важных анализаторов, помогающим воспринимать внешний мир. Глаз помогает получению  представления об освещенности предмета, его цвете, форме, величине, о расстоянии на котором он находится, о движении предмета.

 

Глаз, или орган зрения, состоит из глазного яблока, зрительного  нерва и вспомогательных органов.

Глаз находится в глазнице – углубление лицевой части черепа. Сзади и сбоков глаз окружен мышцами,двигающими глазное яблоко. Этими мышцами управляют сигналы, которые нервы глаза получают из мозга.

Глазное яблоко имеет шаровидную форму и три оболочки: наружную – фиброзную, среднюю- сосудистую, внутреннюю- сетчатую.

Наружная  оболочка придает форму глазному яблоку и защищает его.Спереди она образует проницаемую для света оболочку –роговицу, а сзади переходит в белочную оболочку – склеру, состоящую из соединительной ткани.Сзади в склере имеется отверстие, через которое входит зрительный нерв.

Сосудистая  оболочка богата кровеносными сосудами.Состоит из трех частей: собственно сосудистой, ресничного тела и радужки. Изнутри собственно сосудистая оболочка выстлана пигментными клетками,содержащими пигмент меланин. Передняя часть сосудистой оболочки образует радужку,которая содержит пигмент,обуславливающий цвет глаз. При небольшом количестве пигмента глаза светло-серые или голубые,при большом – карие или черные. Между роговицей и радужкой находится передняя камера глаза,заполненая жидкостью,которая снабжает питательными веществами роговицу. В радужке имеется зрачок (круглое отверстие),который рефлекторно меняет свои размеры в зависимости от интенсивности освещения от 2 мм при сильном до 8 мм при слабом освещении.Эту функцию выполняют два типа мышечных волокон: радиальные – расширяющие зрачок,и кольцевые- сужающие его. Позади радужки находится прозрачный хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы. Задняя сторона хрусталика более выпуклая. Сам хрусталик состоит из полужидкого вещества,находится в капсуле, прикрепленной с помощью связок к ресничному телу. Кривизна его меняется благодаря  сокращению мышц ресничного тела. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза,заполненная жидкостью,которая снабжает питательными веществами лишенный кровеносных сосудов хрусталик. Вся внутренняя полость глаза за  хрусталиком заполнена студенистой массой, образующей стекловидное тело. Хрусталик и стекловидное тело служат для проведения световых лучей внутрь глаза и их преломления.

 

Сетчатая  оболочка, или сетчатка, прилегает к сосудистой и выстилает дно глаза. Ее основная роль - преобразование света в электрические потенциалы. Она имеет сложное строение – в ней различают 10 слоев клеток, особо важны палочки и колбочки.          Палочки содержат зрительный пигмент – родопсин и воспринимают свет в условиях сумеречного света. Колбочки содержат пигмент йодопсин и воспринимают цвета при ярком освещении.В сетчатке находится около 7 млн колбочек и 130 млн палочек. Напротив зрачка расположено  желтое пятно,в котором сосредоточены только колбочки. Это место наибольшей остроты зрения. Сбоку от желтого пятна, расположен участок, лишенный зрительных рецепторов,- место выхода зрительного нерва ( слепое пятно).

 

Рис. 1. Глаз человека (разрез глазного яблока в горизонтальной плоскости; полусхематично): 1 — роговая оболочка; 2 — передняя камера; 3 — цилиарная мышца; 4 — стекловидное тело; 5 — сетчатая оболочка; 6 — собственно сосудистая оболочка; 7 — склера; 8 — зрительный нерв; 9 — продырявленная пластинка склеры; 10 — зубчатая линия; 11 — цилиарное тело; 12 — задняя камера; 13 — конъюнктива глазного яблока; 14 — радужная оболочка; 15 — хрусталик.

Защитную функцию выполняют  брови и веки с ресницами, а  так же слезный аппарат. Он состоит  из слезной железы, расположенной  в наружном углу глаза, и слезовыводящих протоков. Слезная жидкость увлажняет поверхность глазного яблока, смывает посторонние частицы и убивает попавшие в глаз бактерии, так как содержит бактерицидное вещество- лизоцим. Брови предохраняют глаз от попадания пота, а ресницы задерживают пылевые частицы. Веки изнутри покрыты оболочкой – конъюктивой. Она переходит на передний отдел глазного яблока, но не закрывает роговицы.

 

 

Функция глаза- восприятие световых лучей.  Это происходит через оптическую систему глаза. В нее входят следующие среды : роговица, жидкость передней камеры, зрачок, жидкость задней камеры, хрусталик, стекловидное тело. Все эти образования преломляют лучи таким образом, что на сетчатке образуется уменьшенное перевернутое изображение предметов. Вследствие переработки информации в коре головного мозга человек воспринимает предметы в их естественном положении. Преломляющую силу отдельных частей и всей оптической системы глаза измеряют в диоптриях. Под одной диоптрией понимают преломляющую силу линзы, фокусное расстояние которой составляет 1 м. Если преломляющую силу увеличивать, то фокусное расстояние укорачивается. Наибольшее преломление происходит в хрусталике. Светочувствительные элементы в сетчатке- палочки и колбочки- при попадании света раздражаются. В них происходят сложные химические превращения, в результате которых возникает возбуждение, передающееся по зрительному нерву в головной мозг. В коре головного мозга возникают зрительные ощущения. Мозговой отдел зрительного анализатора находится в затылочной доле больших полушарий.

Свойство оптической системы  глаза создавать на сетчатке четкое изображение предметов, расположенных  как на близком, так и на дальнем  расстоянии от глаза, называется аккомодацией. Она связана с изменением кривизны хрусталика , вследствии чего меняется его преломляющая сила, и фокус лучей от рассматриваемого предмета всегда оказывается на сетчатке. Изменение кривизны хрусталика достигается сокращением и расслаблением ресничной мышцы.

Когда  световые лучи, пройдя  через оптическую систему глаза, фокусируются не на сетчатке, развиваются  аномалии зрения.

Если лучи фокусируются впереди  сетчатки, человек четко видит  только близкие предметы- эта аномалия носит название близорукость.

Если лучи фокусируются позади сетчатки, человек хорошо видит далекие  предметы – это дальнозоркость.

Дальнозоркость может быть врожденной и приобретенной (старческая). Врожденная дальнозоркость вызвана слабой преломляющей силой роговицы или хрусталика, а также небольшим размером глазного яблока. Старческая дальнозоркость связана с потерей эластичности хрусталика, в связи с чем он теряет способность изменять кривизну, и ослаблении функции ресничной мышцы.

Близорукость также может быть врожденной или приобретенной. Врожденная близорукость связана с увеличением размеров глазного яблока или кривизны хрусталика, приобретенная – с ослаблением ресничной мышцы.

Для исправления близорукости используют двояковогнутые стекла, а  для дальнозоркости – двояковыпуклые стекла.

 

 

2. Теории сна.  Фазы сна. Электроэнцефалографические  характеристики фазы сна.

Сон – физиологическое состояние, которое характеризуется прежде всего потерей активных психических связей субъекта с окружающим его миром. Сон является жизненно необходимым для высших животных и человека. Треть жизни человека проходит в состоянии периодически наступающего сна.

Периодическое чередование  естественного сна и бодрствования  относится к циркадианным ритмам и во многом определяется суточным изменением освещенности.

Гуморальная концепция основную причину наступления сна объясняет накоплением продуктов метаболизма во время периода бодрствования. Большую роль в индуцировании сна имеют специфические пептиды, например пептид «дельта –сна».

Теория  информационного дефицита основной причиной наступления сна полагает ограничение сенсорного потока. В наблюдениях на добровольцах в процессе подготовки к космическому полету было выявлено, что сенсорная депривация ( резкое ограничение или прекращение притока сенсорной информации) приводит к наступлению сна.

С этой концепцией связана теория нервных центров сна. Гесс показал, что стимуляция определенных зон гипоталамуса или ретикулярной формации может вызвать сон.

По определению И.П. Павлова  естественный сон представляет собой  разлитое торможение кортикальных и  субкортикальных структур, прекращение  контакта с внешним миром, угашение афферентной и эфферентной активности, отключение на период сна условных и безусловных рефлексов, а также развитие общей или частной релаксации. Современные исследования не подтвердили наличия разлитого торможения. При микроэлектродных  исследованиях обнаружена высокая степень активности нейронов во время сна во всех отделах коры большого мозга. Был сделан вывод, что состояние естественного сна представляет иную организацию активности головного мозга, отличающуюся от активности мозга в состоянии бодрствования.

Различают две фазы естественного сна: медленный (ортодоксальный) и быстрый (парадоксальный) сон. Название этих фаз обусловлено характерными особенностями ЭЭГ: во время медленного сна регистрируются медленные волны, а во время быстрого сна – быстрый бета-ритм, характерный для бодрствования человека.

В начале развивается фаза медленного сна, которая характеризуется потерей сознания, расслаблением мышц, успокоением. В ЭЭГ возникает медленная электрическая активность в виде синхронизации ( частота волн уменьшается, амплитуда возрастает). Через 60-90 минут фаза медленного сна скачкообразно заменяется парадоксальным сном. Возникают быстрые движения глазных яблок, значительно снижается мышечный тонус, учащаются пульс и дыхание, повышается кровяное давление, возникают сновидения.           В ЭЭГ появляется электрическая активность,  характерная для бодрствующего состояния, - десинхронизация( учащение волн и снижение их амплитуды).

На основании электроэнцефалографической картины фазу медленного сна подразделяют на несколько стадий. Основные стадии сна:

    Стадия I – дремота, процесс погружения в сон. Эта стадия непродолжительна (1- 7 минут). Иногда можно наблюдать медленные движения глазных яблок, при этом быстрые их движения полностью отсутствуют.

   Стадия II – характеризуется появлением сонных веретен и ветрекс-потенциалов, а также К-комплексов. Эта стадия является наиболее продолжительной. Может занимать коло 50% времени всего ночного сна. Движения глаз не наблюдаются.

   Стадия III – характеризуется наличием К- комплексов и ритмической активностью, появлением дельта-волн. Продолжительность дельта-волн в этой стадии занимает  от 20 до 50% от всей стадии. Отсутствуют движения глаз. Эту стадию часто называют дельта-  сном.

   Стадия IV- стадия быстрого сна, характеризуется наличием десинхронизированной смешанной активности на ЭЭГ: быстрые низкоамплитудные ритмы, которые могут чередоваться с низкоамплитудными медленными и короткими вспышками альфа-ритма, пилообразными разрядами, быстрым движением глаз при закрытых веках.

Ночной сон состоит  из 4-5 циклов, каждый из которых начинается с первых стадий медленного сна и  завершается быстрым сном. В первых двух циклах преобладает медленный  сон, в последних – быстрый, а дельта-сон резко сокращен и может даже отсутствовать.

Быстрый сон занимает около 20% времени ночного сна, медленный  – 80%. Обе фазы жизненно необходимы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Физиология человека. Том II. Под редакцией В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько - М.: Медицина, 1997- 368 с.
2. Физиология человека. Под редакцией В.М. Смирнова.- М.: Медицина,  2002.- 608 с.
3. http://www.doctorate.ru/