Зрительная система человека

1. Вступление

По данным некоторых ученых 70% всех сведений человек полу­чает из окружающего мира с помощью зрения, другие пола­гают, что цифра должна быть увеличена до 90%. Недаром А. М. Горький, которому пришлось несколько дней во время бо­лезни пробыть с повязкой на глазах, писал о своем состоянии так: «Ничто не может быть страшнее, как потерять зрение,— это невыразимая обида, она отнимает у человека девять десятых мира».

Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положе­ния тела и в определении расстояния до объекта.

2. Зрительная система.

2.1 Вспомогательные образования глаза

К вспомогательным образованиям глаза относятся веки с рес­ницами, слезная железа, с помощью которой осуществляется ув­лажнение поверхности глаза и удаление инородных мелких частиц, а также мышцы, прикрепляющиеся к наружной поверхности глаз­ного яблока, обеспечивающие его движение.

Веки располагаются спереди глазного яблока. Различают вер­хнее и нижнее веко. Основу век составляет хрящ, с наружной по­верхности он покрыт кожей, а с внутренней - конъюктивой век. Коньюктива покрывает внутреннюю поверхность век и состоит из двуслойного или многослойного цилиндрического эпителия с бо­каловидными клетками, рыхлой соединительной ткани, в которой находятся сплетения лимфоцитов, а также многочисленные кровеносные сосуды. В области края роговицы конъюктива проходит в ее эпителий.

Рис. 2 Слезная железа.

1- слезная железа.

2-выводные канальцы.

3-медиальный угол глаза .

Слезный аппарат состоит из слезной железы, выводных про­токов и слезоотводящих путей. Слезная железа имеет альвеолярно-трубчатое строение и находится в боковом углу глазницы.

Рис.2

Слезный аппарат.

1 - слезный сосочек, 2 - слезное озеро: 3 - слезный каналец: 4 -слезный мешок: 5 - носослезный проток: 6 - свод слезного мешка;

7 - глазное яблоко; 8 - медиальный угол глаза.

Ее вывод­ные протоки в количестве от 6 до 14 открываются в верхний коньюктивальный мешок. Слеза, выраба­тываемая железой, омывает вне­шнюю поверхность роговицы тон­ким слоем слезной жидкости, за счет чего улучшаются оптические свойства этой поверхности. Далее слезная жидкость направляется в слезное озеро, откуда берут начало слезоотводящие пути. Их образуют слезные канальцы, слезный мешок и носослезный проток. Слезный мешок находится в нижнемедиаль­ном углу глазницы, он имеет дли­ну примерно 1.5 см. ширину - 0.5 см. Книзу слезный мешок перехо­дит в носослезный проток, кото­рый открывается в нижний носо­вой ход. Парасимпатические волок­на увеличивают, а симпатические тормозят секрецию слезной жидко­сти. Слезная жидкость увлажняет роговицу и конъюктиву, смы­вая механические частицы пыли. В ней также находится бактери­цидное вещество лизоцим. Увеличение выделения слезной жидко­сти происходит при защитном мигательном рефлексе.

2.2 Строение глаза и движения глазных яблок.

Строение глаза

Глазное яблоко располагается в глазничной впадине лицевой части черепа.

Форму глазного яблока определяет наружная белочная обо­лочка глаза - склера, переходящая спереди в роговицу.

За роговицей располагается хрусталик, к которому прилегает радужка. Простран­ство между хрусталиком и роговицей заполнено жидкостью. Это пространство называют передней камерой глаза. Глазное яблоко заполнено стекловидным телом - прозрачной массой студенистой консистенции.

Рис. 3 Схематический разрез глазного яблока. 1 - роговица: 2 - передняя камера; 3 - задняя камера: 4 - радужка; 5 - хрусталик:

6 - ресничная мышца: 7 - склера: 8 - сосудистая оболочка; 9 - сетчатка; 10 - стекловидное тело: 11 - сосок зрительного нерва: 12 - мышца века; 13 -конъюктива: 14 - хрящ нижнего века: 15 - железы хряща века; 16- мышца, однимающая верхнее веко: 17-ресницы: 18 - жировое тело глазницы; 19 -верхний конъюктивальный мешок.

Расположение отдельных частей глаза почти всегда неизменно. Такая устойчивость поддерживается как жесткой скле­рой, так и постоянным уровнем внутриглазного давления. Водяни­стая влага передней камеры глаза образуется благодаря процессу фильтрации из кровеносных капилляров цилиарного тела. Фильтрат

поступает в заднюю камеру глаза - пространство между радуж­ной оболочкой и хрусталиком, и из него жидкость переходит в переднюю камеру. По краю камеры в месте соединения радужной оболочки и роговицы водянистая влага поступает в слезовой канал и венозную систему. Внутриглазное давление сохраняется постоянным, если количество выводимой через шлемов канал жидкости точно соответствует количеству жидкости, образующейся в цилиарном теле. Если же отток затруднен, то повышается внутриглаз­ное давление, и возникает глаукома.

Рис. 4 Микроскопическое строение роговицы

1-передний эпителий. Пятислойный плоский неороговевающий эпителий покрывает переднюю поверхность роговицы и делает ее Идеально ровной .

2- базальная мембрана перед-

него эпителия ;

3 – собственное вещество.

Оно не имеет сосудов и сос -

тоит из накладывающихся

пластинок коллагеновых во-

локон. Степень набухания во-

локон определяет прозрачность

роговицы ;

4 – базальная мембрана заднего

роговичного эпителия

5 – однослойный плоский эпителий, покрывающий заднюю поверхность роговицы.

Под склерой находится сосудистая оболочка и кровеносные сосуды, которые питают сетчатку Сосудистая оболочка переходит в ресничное или цилиарное тело, в котором находятся гладкие мы­шечные волокна, образующие ресничную мышцу.

Рис. 5 Сосудистая оболочка.

1 - склера. Состоит из беспорядочно расположенных коллагеновых волокон; 2 - собственно сосудистая оболочка: 3 - пигментные клетки.

Самый передней отдел сосудистой оболочки образует радужную, регулирующую размер зрачка. В радужной оболочке име­ются два рода мышц: кольцевые и радиальные. Наружный слой сет­чатки, примыкающий к сосудистому слою, образован пигментны­ми клетками. Внутренняя оболочка глазного яблока – сетчатка.

Она состоит из фоторецептивных клеток: колбочек и палочек. В месте пересечения сетчатки с оптической осью глаза располагается область наилучшего видения - желтое пятно, образованное гро­мадным числом колбочек. Участок сетчатки, где сходятся отростки чувствительных нейронов, образующих зрительный нерв, лишен колбочек и палочек. Это место называют слепым пятном.

Движение глазных яблок

Движения глаз происходят при рассматривании как движу­щихся, так и неподвижных предметов. Глазное яблоко из положе­ния, когда взгляд направлен прямо, может повернуться наружу на 42', внутрь - на 45°, вверх - на 54° и вниз - на 57°.

Движение глазных яблок всегда осуществляется содружествен­но. При рассмотрении близких предметов зрительные оси сходят­ся, а более далеких - расходятся. Сведение осей при рассматрива­нии близких предметов называется конвергенцией, а разведение - дивергенцией. Движения глазного яблока осуществляются шестью мышцами: двумя косыми - верхней и нижней и четырьмя прямыми мышцами - наружной, внутренней, верхней, нижней (см. III, IV, VI пары ч.м.н.)

Рис. 6 Мышцы глазного яблока: А - вид сбоку, Б - вид сверху.

1 - прямая верхняя мышца; 2 - прямая нижняя мышца; 3 - нижняя косая мышца: 4 - верхняя косая мышца; 5 - прямая наружная мышца; 6 -прямая внутренняя мышца; 7 - мышца, поднимающая верхнее веко, 8 - блок фиброзно-хрящевой петли

1 2 3

глаз

4 5 6

нос

Рис. 7 Схема движений глазного яблока. 1 - верхняя прямая; 2 - нижняя прямая; 3 - нижняя косая; 4 -верхняя косая; 5 - наружная прямая; 6 - внутренняя прямая

Формирование изображения на сетчатке

Благодаря одновременному движению обоих глазных яблок получается четкое изображение на сетчатке. В случае нарушения содружественных движений глаз возникает косоглазие, и происхо­дит расстройство бинокулярной фиксации предмета, т.к. изображе­ние от разных глаз на сетчатке будет занимать на ней разное место.

При разглядывании предмета обоими глазами изображение от предметов попадает в идентичные участки сетчатки обоих глаз и поэтому изображения от двух глаз сливаются в одно. Если же изображение попадает на разные участки сетчатки, то оно будет представляться раздвоенным. В этом легко убедиться, на­давливая слегка на один глаз сбоку, в результате чего будет "дво­иться" в глазах.

При взгляде на любой предмет глаза совершают небольшие быстрые колебательные движения. Продолжительность отдельного такого перемещения равна сотым долям секунды, а между такими скачками существует время фиксации взора от 0.2-0.6 сек. При рас­сматривании любых объектов происходит как бы ощупывание кон­туров рассмотрения. Причем интерес наблюдателя к объекту, так­же как и его значение для человека влияют на частоту фиксации.

Зрачковые рефлексы

В норме зрачки обоих глаз круглые, и их диаметр одинаков. При снижении общей освещенности зрачок рефлекторно расширя­ется. Следовательно, расширение и сужение зрачка - это реакция на снижение и увеличение общей освещенности. Диаметр зрачка также зависит от расстояния до фиксируемого предмета. При пе­реводе взгляда от дальнего предмета к ближнему зрачки сужаются.

Рис. 8. Схема иннервации радужной оболочки и ресничной мышцы.

1 - ресничный ганглий, (цилиарный): 2 -короткие ресничные нервы; 3 - верхний шейный симпатический ганглий; 4 -симпатические нервы, (цилиарная); 5 -ресничная мышца 6 - волокна капсулы хрусталика: 7 - радужная оболочка: 8 -роговая оболочка.9 – хрусталик. 10 -кольцевая мускулатура радужной оболочки.11 - радиальная мускулатура радужной оболочки .

В радужной оболочке имеется два вида мышечных волокон, окружающих зрачок: кольцевые, иннервируемые парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, к которым под­ходят нервы от ресничного узла. Радиальные мышцы иннервируются симпатическими нервами, отходящими от верхнего шей­ного симпатического узла. Сокращение первых вызывает сужение зрачка (миоз), а сокращение вторых - расширение (мидриаз).

Диаметр зрачка и зрачковые реакции - важные диагностичес­кие признаки при повреждении мозга.

2.3 Светопреломляющий аппарат глаза

Глаз представляет собой сложную оптическую систему линз, которые образуют на сетчатке перевернутое и уменьшенное изоб­ражение внешнего мира.

Диоптрический аппарат состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных водянистой волной, радуж­ной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика и стекловидного тела.

Преломляющая сила глаза зависит от радиуса кривизны ро­говицы, передней и задней поверхности хрусталика, от показате­лей преломления воздуха, роговицы, водянистой влаги, хрустали­ка, стекловидного тела. Знание этих показателей, а также некото­рых дополнительных сведений позволило по специальным форму­лам рассчитать общую преломляющую силу диоптрического аппа­рата глаза. Она равна для глаза 58.6 диоптрий.

Преломляющая сила измеряется уравнением 1/f, где f- фо­кусное расстояние. Если оно задано в метрах, единицей преломля­ющей (оптической) силы, будет диоптрия. Само же фокусное расстояние

Рис. 9. Построение изображения.

АВ – предмет ; аб - его изображение ; 0 - узловая точка.

позади линзы зависит от разницы показателей преломле­ния на границе двух поверхностей раздела и от радиуса кривизны раздела этих сред.

Основными преломляющими средами являются роговица и хрусталик. Хрусталик заключен в капсулу, которая прикреплена циановыми связками к ресничному телу. Благодаря сокращению ресничных мышц меняется кривизна хрусталика. 4

Рис. 10 Хрусталик и ресничный поясок.

1 - вещество хрусталика. Состоит из ядра и коры, 2 - кора хрусталика; 3 - ядро хрусталика, 4 - эпителий хрусталика: 5 - задняя поверхность хрусталика, 6 - волокна хрусталика; 7 - капсула хрусталика. Прозрачная мембрана до 15 мкм толщиной, которая окружает хрусталик. Служит местом прикрепления ресничного пояска; 8 - ресничный поясок. Фиксирующий аппарат хрусталика, состоящий из радиально ориентированных волокон различной длины: 9 - волокна пояска Они начинаются от капсулы хрусталика и переходят в ресничное тело.

Прохождение световых лучей через поверхность, разграни­чивающую две среды с разной оптической плотностью, сопровож­дается преломлением лучей (рефракцией). Например, при прохож­дении лучей через роговицу наблюдается их преломление, т.к. оп­тическая плотность воздуха и роговицы сильно отличаются. Далее лучи от источника света проходят через двояковыпуклую линзу - хрусталик. В результате преломления лучи сходятся в некоторой точке сзади хрусталика - в фокусе. Преломление зависит от угла падения световых лучей на поверхность линзы: Чем больше угол падения, тем сильнее преломляются лучи. Лучи, падающие на края линзы, больше преломляются, чем центральные лучи, проходящие через центр перпендикулярно линзе, которые совсем не преломля­ются. Это ведет к появлению на сетчатке размытого пятна, что уменьшает остроту зрения. Острота зрения отражает способность оптической системы глаза получать четкие изображения на сетчат­ке.

2.3.1 Несовершенство оптической системы глаза

В качестве оптической системы глаз не является совершен­ным. Объясняется это несколькими причинами.

Одна из них заключается в том, что поверхность роговицы несимметрична относительно оптической оси глаза. Кривизна ро­говицы в верхних и нижних ее частях несколько больше, чем в бо­ковых - левой и правой. Это уменьшает четкость изображения на сетчатке.

Второе явление получило название сферической аберрации. Дело в том, что фокусное расстояние для лучей, которые проходят

А

Рис. 11 Схема сферической аберрации.

Центральные лучи 1-1 собираются в фокусе f3 лежащем на сетчатке:

краевые лучи 2-2 и 3-3 собираются в фокусах f2 и f1, лежащих перед сетчаткой. Вертикальные линии А-А перед хрусталиком изображают радужную оболочку, не пропускающую краевых лучей, что способствует четкости изображения.

через оптическую ось, и лучей, проходящих через периферические части хрусталика, различается. Это обуславливает появление на сетчатке размытого изображения. Частичной компенсацией этого явления может быть отсекание периферических лучей, падающих на хрусталик. В этом случае четкость изображения увеличивается. Это и происходит при сужении зрачка.

Третья причина несовершенств оптической системы глаза вызвана следующим. Простые линзы преломляют свет разной дли­ны волн неодинаково. Свет с более короткой длиной волны в пре­делах видимой части спектра преломляется больше, чем с более длинной. Это явление было названо хроматической аберрацией.

Следующий дефект зрения связан с нарушением процессов аккомодации. Под аккомодацией понимается приспособление глаза к видению разноудаленных предметов. Механизм аккомодации зак­лючается в следующем. Изменение кривизны хрусталика вызыва­ется сокращением ресничных мышц, которые изменяют выпуклость

хрусталика. Хрусталик находится в капсуле, которая прикреплена к связкам, в свою очередь, связанным с ресничным телом. Связки всегда натянуты, и их натяжение передается капсуле, сжимающей и уплотняющей хрусталик. В ресничном теле находятся гладкие мы-

Рис. 12 Схема рефракции в дальнозорком (1), нормальном (2) и близоруком (3) глазу

щечные волокна. При их сокращении тяга связок ослабляется, а значит, уменьшается давление на хрусталик, который вследствие своей эластичности принимает более выпуклую форму. Сокраще­ние мышц регулируется парасимпатической и симпатической час­тями вегетативной нервной системы.

Нарушение преломления лучей выступает в двух формах - близорукости (миопии) и дальнозоркости (гиперметропии).

Близорукость может быть обусловлена или большой длиной глазного яблока, или повышенной преломляющей способностью хрусталика. В этом случае главный фокус преломления будет рас­полагаться не на сетчатке, а перед ней.

Дальнозоркость объясняется или уменьшением преломляю­щей силы хрусталика, или уменьшением величины глазного ябло­ка. В этих случаях фокус будет находиться за сетчаткой.

Помимо перечисленных выше дефектов оптической системы глаза могут происходить изменения внутреннего состава хрустали­ка и стекловидного тела, ведущие к их помутнению. Поэтому при преломлении света наблюдается его диффузное рассеивание. При рассмотрении белого фона поверхности человек видит мелькаю­щие кружочки, точки и т. д.

2.4 Зрительное восприятие

2.4.1 Поля зрения

Если фиксировать глазом какую-либо точку, ее изображение падает на желтое пятно. И в этом случае мы видим точку центральным зрением. Точки, изображение которых падает на остальные

области сетчатки, видимы периферическим зрением. Совокупность точек, одновременно видимых глазом при фиксации взгляда в од­ной точке, называют полем зрения. Измерение границы поля пери­ферического зрения производят прибором, называемым перимет­ром. Граница поля зрения для бесцветных предметов составляет книзу 70", кверху - 60° и кнаружи - 90°. Поля зрения для различных цветов неодинаковы, больше всего они для бесцветных предметов.

Рис.13Схема аппарата для периметрии. Поле зрения оценивается монокулярно.

Испытуемый располагается перед аппаратом таким образом, что его глаз совпадает с центром полусферы и фиксирует взглядом точку на ее полюсе (Ф). Врач проверяет правильность фиксации через специальное отверстие и перемещает световое пятно по поверхности сферы прибора с помощью проекционной системы, управляемой ручкой Р. Световое пятно может иметь разную величину, яркость и цвет. Как только испытуемый замечает пятно, он подает сигнал, и это положение пятна регистрируется на бумаге, закрепленной на подставке П. А Результат определения границ нормального поля зрения для белого, синего и красного стимулов. СП - слепое пятно. Точка фиксации соответствует центру концентрических кругов, обозначающих удаленность стимула от точки фиксации (в угловых градусах).

2.4.2 Оценка расстояния

Восприятие глубины и оценка расстояния возможны как при зрении одним глазом (монокулярное зрение), так и двумя глазами (бинокулярное зрение). При бинокулярном зрении оценка расстоя­ния происходит точнее.

2.4.3 Цветовое восприятие

Восприятие цвета колбочками связано с наличием трех их типов, которые соответственно реагируют на синий, зеленый и крас­ный цвета. Промежуточные цвета


8-09-2015, 20:45