Как по зрительному нерву информация передается в мозг с помощью

От сетчатки глаза сигналы направляются в центральную часть анализатора по зрительному нерву, состоящему почти из миллиона нервных волокон. На уровне зрительного перекреста около половины волокон переходит в про­тивоположное полушарие головного мозга, оставшаяся половина поступа­ет в то же (ипсилатеральное) полушарие. Первое переключение волокон зрительного нерва происходит в латеральных коленчатых телах таламуса. От­сюда новые волокна направляются через мозг к зрительной коре большого мозга (рис. 5.17).

По сравнению с сетчаткой коленчатое тело являет собой сравнительно простое образование. Здесь есть лишь один синапс, поскольку приходящие волокна зрительного нерва оканчиваются на клетках, которые посылают свои импульсы в кору. Коленчатое тело содержит шесть слоев клеток, каждый из которых получает вход только от одного глаза. Четыре верхних являются мел­коклеточными, два нижних — крупноклеточными, поэтому верхние слои на­зываются парвоцеллюлярными (parvo — мелкий, cellula — клетка, лат.> а ниж­ние — магноцеллюлярными (magnus — большой, лат.) (рис. 5.18).

Эти два типа слоев получают информацию от различных ганглиозных клеток, связанных с различными типами биполярных клеток и рецепторов. Каждая клетка коленчатого тела активируется от рецептивного поля сетчат­ки и имеет “on”- или “ofrV-центры и периферию обратного знака. Однако между клетками коленчатого тела и ганглиозными клетками сетчатки суще-

Рис. 5 17 Передача зрительной информации в мозг. 1— глаз; 2 — сетчатка; 3 — зрительный нерв; 4 — зрительный перекрест; 5 — наружное коленчатое тело, 6 — зрительная радиация; 7 — зрительная кора; 8 — затылочные доли (Линдсней, Норман, 1974)

мозга — физическая основа зрения. Большинство путей, ведущих от сетчатки к зрительной коре в задней части полушарий, проходит через наружное коленчатое тело. На поперечном срезе этой подкорковой структуры видны шесть клеточных слоев, два из которых соответ­ствуют магноцеллюлярным связям (М), а четыре — парвоцеллюлярным (П) (Зеки, 1992).

ствуют различия, из которых наиболее существенным является значитель­но более выраженная способность периферии рецептивного поля клеток ко­ленчатого тела подавлять эффект центра, т. е. они в большей степени спе­циализированы (Хьюбель, 1974).

Нейроны латеральных коленчатых тел посылают свои аксоны в первич­ную зрительную кору, называемую также зоной VI (visual — зрительный, англ.). Первичная зрительная (стриарная) кора состоит из двух параллель­ных и в значительной степени независимых систем — магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной, названных соответственно слоям коленчатых тел тала-муса (Zeki, Shopp, 1988). Магноцеллюлярная система встречается у всех мле­копитающих и поэтому имеет более раннее происхождение. Парвоцеллю-лярная система есть только у приматов, что свидетельствует о ее более по­зднем эволюционном происхождении (Carlson, 1992). Магноцеллюлярная система включена в анализ форм, движения и глубины зрительного про­странства. Парвоцеллюлярная система участвует в зрительных функциях, получивших развитие у приматов, таких как цветовое восприятие и точное определение мелких деталей (Merigan, 1989).

Связь коленчатых тел и стриарной коры осуществляется с высокой то­пографической точностью: зона VI фактически содержит “карту” всей по­верхности сетчатки. Поражение любого участка нервного пути, связываю­щего сетчатку с зоной VI, приводит к появлению поля абсолютной слепоты, размеры и положение которого точно соответствуют протяженности и ло-

кализации повреждения в зоне VI. С. Хеншен назвал эту зону корковой сет­чаткой (Зеки, 1992).

Волокна, идущие от латеральных коленчатых тел, контактируют с клет­ками четвертого слоя коры. Отсюда информация, в конечном счете, распро­страняется во все слои. Клетки третьего и пятого слоев коры посылают свои аксоны в более глубокие структуры мозга. Большинство связей между клет­ками стриарной коры идут перпендикулярно поверхности, боковые связи преимущественно короткие. Это позволяет предположить наличие локаль­ности при обработке информации в этой области.

Участок сетчатки, который воздействует на простую клетку коры (рецеп­тивное поле клетки) подобно полям нейронов сетчатки и коленчатых тел, разделен на “on”- и “offr-области. Однако эти поля далеки от правильной окружности. В типичном случае рецептивное поле состоит из очень длин­ной и узкой “оп”-области, к которой примыкают с двух сторон более ши­рокие “о!Г”-участки (Хьюбель, 1974).

С помощью органов чувств человек может воспринимать окружающие предметы, видеть их цвета.

Луч света отражается от поверхности и проходит сквозь зрачок. Внутри глазных яблок он преломляется через роговицу и хрусталик, проецируется на сетчатке.

Там находятся палочки и колбочки – нервные рецепторы, воспринимающие черно-белое и цветное изображение. От рецепторов информация передается по зрительному нерву в головной мозг. Он является связующим звеном между глазными яблоками и центральной нервной системой. Существует множество патологий зрительного нерва, из-за которых может снизиться или вовсе отсутствовать функция зрения. Такое состояние требует диагностики и лечения у врача.

Строение

Зрительный нерв проходит от глазных яблок к головному мозгу. Его размер составляет 5-6 см . Вокруг нервного образования сосредоточена жировая ткань, которая является защитным слоем от механических повреждений, ушибов и распространения инфекции.

За глазным яблоком зрительный нерв формируется в виде небольшого диска, на котором накапливается информация, полученная от фоторецептора сетчатки. Когда он переходит в орбиту, его окружают мозговые оболочки. В глазницу он проходит вместе с ними.

В глазнице правое или левое нервные сплетения пересекаются, образуя хиазм. Именно в этом месте происходит большинство патологий нервной ткани, которые могут снижать функцию зрения. Под переплетением располагается гипофиз. Из-за этого сближения заболевания, которые образуются в данных структурах, могут пересекаться между собой. Гипофиз является внутренней эндокринной железой, в которой вырабатываются вещества, влияющие на большинство гормонов человека.

После хиазма нервная ткань попадает в центр зрительного анализатора. Туда передается вся информация от глазных яблок, поэтому человек может воспринимать окружающие предметы и их цвета. Из центральной нервной системы сигналы переходят по тем же путям обратно в глазные яблоки.

Кровоснабжается нервное сплетение, в основном, через внутреннюю сонную артерию. Наибольший приток крови наблюдается в зрительном тракте. Наименьшая часть распространяется на зрительный диск.

Благодаря знанию о строении зрительного нерва офтальмолог, хирург могут выявить причины патологического состояния, провести диагностику и лечение.

Функции

Зрительный нерв выполняет множество важных функций наравне со структурами глазных яблок. К ним относятся:

• передача нервного импульса от зрительных яблок к головному мозгу, благодаря чему человек может воспринимать окружающие предметы вместе с их цветом;
• передача нервного сигнала от центральной нервной системы к глазным яблокам;
• сокращение ресничной мышцы вокруг хрусталика при передаче нервного сигнала от ЦНС, благодаря чему изменяется его форма, и человек может видеть предметы как вдали, так и вблизи;
• сужение зрачка, что происходит при действии яркого света, защищает сетчатку от проникновения повреждающих лучей;
• расширение зрачка, которое происходит в сумерках и темноте, благодаря чему человек может видеть окружающие предметы при уменьшении количества света;
• передача импульсов возникших при боли от глаз в ЦНС, из-за чего человек чувствует сигнал о заболеваниях, повреждениях.

Если какое-то звено нервной ткани нарушено, человек перестает видеть окружающие предметы, цвета. Может исчезнуть сумеречное зрение при дефектах нервной ткани на сетчатке. Возможно снижение болевого порога, из-за чего человек не сможет обнаружить появление болезни на ранних этапах.

Патологии

При появлении заболевания нервных волокон, которые проходит от глаз до корковых структур мозга, образуются характерные признаки. По ним человек может заподозрить наличие заболевания и обратиться к врачу:

• Снижение остроты зрения , которое проявляется от незначительной степени до полной слепоты.
• Появление посторонних образования перед глазами . К ним относятся мошки, точки, полосы, искры, зигзаги. Если причина физиологическая — это является временным явлением, при заболеваниях зрительного нерва они присутствуют постоянно.
• Уменьшение видимого поля . В норме органы зрения человека воспринимают предметы как спереди, так и по бокам. При патологии нервной ткани может выключаться одно из полей зрения.

Образование патологической клинической симптоматики свидетельствует о развитии различных заболеваний. Чтобы дифференцировать состояние, провести лечение, обращаются к врачу. Самостоятельная терапия исключается:

• Сосудистые нарушения . Зрительный нерв кровоснабжают сосуды сонной артерии. Возможны различные патологии, которые снижают кровоток. Это может быть закупорка атеросклеротической бляшкой, конгломератом из глюкозы и холестерина, тромбом. При возникновении ишемии просвет сосуда сужается, кровоток может прекратиться на время или полностью. Это вызывает гипоксию (кислородное голодание), атрофию, омертвление нервной ткани. Состояние образуется на одном или обоих зрительных нервах, поэтому возможна односторонняя или полная слепота.
• Механическое повреждение . Возникает при травмах, ушибах, переломах костей. Нервная ткань может сдавливать ткань частично или полностью. В первом случае возникнет не полная атрофия, во втором – полная потеря зрения.
• Сдавление . Такое состояние происходит по причине образования гематомы, злокачественных и доброкачественных опухолей. Эти образования разрастаются, своими краями надавливают на нервную ткань. В отличие от механического повреждения при устранении первичного фактора функция зрения полностью восстанавливается.
• Инфекционно-воспалительные состояния . Причиной такой патологии бывают хламидии, токсоплазмы, вирусы кори или герпеса, стрептококки, стафилококки. Возникает частичное снижение остроты зрения, которое протекает безболезненно. Но после проведения антибактериальной терапии функция зрительного анализатора возвращается.
• Доброкачественные и злокачественные опухоли . Такое заболевание развивается крайне редко. Нервная ткань может быть первичным местом размножения опухоли, или вторичным – при распространении метастазов. Если состояние вызвала доброкачественная опухоль, зрение возвращается после резекции (удалении). При злокачественных заболеваниях рекомендуется проводить химиотерапию, чтобы предотвратить распространение метастазов.
• Внутриутробные патологии , из-за которых ребенок уже рождается с дефектом зрительного анализатора. Это может быть наследственная передача патологического гена от родителей к ребенку, вызывающего дефекты. Другой причиной является заболевание матери во время беременности, пристрастие к алкоголю, наркотикам, никотину. К внутриутробным болезням относится герпес, краснуха, токсоплазмоз, инфекции, которые могут проникнуть через плаценту. Нарушается закладка зрительного анализатора в процессе эмбриогенеза, поэтому нерв имеет неправильную структуру, размер, форму, строение.
• Глаукома . Это процесс накопления секретируемой жидкости в камерах глаз. Постепенно они разрастаются, сдавливая зрительный нерв, что приводит к его атрофии.

Важно вовремя выявить патологию сразу после ее образования. Чем раньше начнется лечение, тем выше возможность полного восстановления функции зрения, снижения риска осложнений.

Диагностика и лечение заболеваний зрительного нерва

Для диагностики состояния пациента после временного или постоянного снижения остроты зрения применяется несколько методик:

• Сбор анамнеза. Это данные, полученные со слов пациента или его близких родственников. На их основе врач может предположить врожденную или приобретенную форму заболевания.
• Общий осмотр . При патологии зрительного нерва внешние структуры изменены не будут. Возможно образование гноя на поверхностных структурах, если причиной состояние стало инфекционно-воспалительное заболевание. Если поражена часть зрительного нерва совместно с головным мозгом, будут определяться неврологические расстройства.
• Лабораторные анализы . Проводят общий анализ крови и мочи, биохимию крови. Будут выявляться повышенные лейкоциты и СОЭ. Это свидетельствует об образовании воспалительного состояния. Если снижено количество эритроцитов и гемоглобина, это свидетельствует о кровотечении. Повышенный уровень тромбоцитов является сигналом образования тромбоза сосудов.
• Осмотр глазного дна . Для процедуры пациенту предварительно закапывают раствор, который на время нарушает процесс аккомодации зрачка. Внутренние структуры глаз изменяются только при сосудистых патологиях. В процесс вовлекается как зрительный нерв, так и глазное яблоко.
• МРТ, КТ . Это исследование, которое позволяет выявить строение органов послойно. Выявляется воспалительное состояние нервной ткани, изменения в сосудах, образование злокачественных и доброкачественных опухолей.

На основе полученных данных врач назначает лечение. Оно проводится комплексно, с применением множества медикаментозных средств, чтобы снизить риск осложнений и рецидива:

• антибактериальные препараты широкого спектра действия, применяемые в виде таблеток, сиропов, инъекций;
• противовирусные средства;
• лечение атеросклеротических проявлений с помощью препаратов, снижающих холестерин;
• диета (без жирной, острой, жареной, копченой, соленой еды);
• хирургическое восстановление поврежденной нервной ткани;
• хирургическое удаление доброкачественных и злокачественных опухолей;
• химиотерапия для удаления злокачественных клеток и предотвращения возможности метастазов;
• противовоспалительные средства;
• препараты, препятствующие чрезмерному сужению сосудов при ишемии;
• препараты, снижающие внутриглазное давление, благодаря устранению притока секретируемой жидкости.

Для пациента может подходить одно или несколько разновидностей медикаментозного, хирургического лечения. Врач подбирает методы терапии в зависимости от наличия заболевания, состояния здоровья пациента.

Зрительный нерв – структура, благодаря которой человек может воспринимать окружающие предметы с помощью глаз. При возникновении патологии в нем снижается острота зрения вплоть до полной слепоты. Чтобы предотвратить последнее явление, необходимо вовремя произвести диагностику и лечение. Оно должна осуществляться под контролем врача. Самостоятельная терапия приведет к непоправимым осложнениям.

Глаз постоянно регулирует количество света, которое проникает в него, и фокусируется на ближних и дальних объектах. Воспринимаемые им световые раздражения немедленно передаются по зрительному нерву в головной мозг.

Анатомия и физиология

Большая часть наружной оболочки глаза представляет собой относительно упругую, непрозрачную, белого цвета фиброзную капсулу. Передняя ее поверхность покрыта тонкой слизистой оболочкой (конъюнктивой). Свет проникает в глаз через роговую оболочку (роговицу) — прозрачный купол на его поверхности. Роговица имеет защитную функцию, а кроме того, помогает фокусировать свет на сетчатке, которая находится на задней стенке глаза. За роговицей расположена радужная оболочка (радужка), определяющая цвет глаз: голубой, серый, карий или черный. В центре ее имеется черное круглое отверстие — зрачок, который при помощи мышц, находящихся в радужке, может расширяться или сужаться. Благодаря этому радужка регулирует количество света, поступающее в глаз, открываясь и закрываясь, подобно диафрагме фотокамеры. При минимальном освещении зрачок расширяется, и в глаз проникает больше света, при ярком свете зрачок сужается.

Позади радужки находится хрусталик. В нем нет нервов и сосудов. Сокращение небольшой группы мышц, расположенных вокруг хрусталика, вызывает изменение его формы, вследствие чего меняется его преломляющая сила. Благодаря этому существует возможность фокусировать на сетчатке изображение предметов, расположенных на различном расстоянии от глаза. Чтобы глаз сфокусировался на объектах, расположенных вблизи, часть этих мышц сокращается, в результате чего хрусталик становится более выпуклым, его преломляющая сила увеличивается.

Чтобы глаз сосредоточился на отдаленных объектах, сокращается другая группа мышц, в результате этого хрусталик уплощается, его преломляющая сила уменьшается. По мере старения человека хрусталик, как правило, теряет свою эластичность, и отсюда способность к аккомодации (приспособлению глаза к ясному видению предметов на различных расстояниях) ухудшается. Таким образом, человек с возрастом хуже фокусирует зрение на близких объектах; возникает состояние, называемое пресбиопией.

Сетчатка содержит большое количество чувствительных клеток, воспринимающих свет. Чувствительные клетки, которые называются палочками, находятся преимущественно на периферии сетчатки и обеспечивают ориентацию в пространстве, в том числе ночное зрение. Колбочки — чувствительные клетки, расположенные в основном в центральных отделах сетчатки, — обеспечивают остроту зрения. Наибольшее их количество содержится в желтом пятне. Это небольшой участок, в котором сосредоточены тысячи колбочек, обеспечивающих четкое зрительное изображение, подобно фотопленке с высоким разрешением. Изображение в сетчатке преобразуется в импульсы, которые по зрительным нервам передаются в головной мозг. Оба зрительных нерва после входа в полость черепа, в области основания мозга, сливаются, образуя перекрест (оптическую хиазму). Затем пучки зрительных волокон продолжают свой путь к структурам мозга в виде двух зрительных трактов. В области затылочных долей головного мозга расположены корковые центры, где происходит анализ полученной информации.

Само глазное яблоко разделено на два отдела. Передний отдел занимает пространство от роговицы до задней поверхности хрусталика; задний — от задней поверхности хрусталика до сетчатки. Передний отдел глазного яблока разделен, в свою очередь, на две камеры. Передняя камера ограничена спереди роговицей, сзади радужкой; задняя — расположена между радужкой и хрусталиком. Обе камеры заполнены прозрачной жидкостью, называемой водянистой влагой. Она снабжает питательными веществами хрусталик и роговицу. Задний отдел глазного яблока содержит гелеобразное, не имеющее сосудов вещество, называемое стекловидным телом. Водянистая влага и стекловидное тело поддерживают форму глазного яблока и являются преломляющими средами глаза (наряду с хрусталиком). Водянистая влага образуется в задней камере, поступает через зрачок в переднюю и затем выводится из глазного яблока через дренажную систему угла передней камеры.

Мышцы, нервы и кровеносные сосуды

Глаз приводится в движение несколькими мышцами, работающими согласованно. Чувствительную, двигательную и секреторную иннервацию образований глазницы осуществляют несколько нервов. Как упомянуто выше, волокна зрительного нерва выходят через заднюю стенку глаза и передают нервные импульсы, образующиеся в сетчатке, головному мозгу. Выработку слез слезной железой стимулирует слезный нерв. Чувствительную иннервацию образований глазницы осуществляет тройничный нерв, двигательные нервы иннервируют мышцы глазницы.

Кровоснабжение каждого глазного яблока обеспечивает глазничная артерия; центральная артерия сетчатки (ветвь глазничной артерии) питает сетчатку. Соответствующие вены осуществляют отведение крови. Сосуды входят и покидают глазное яблоко в области его заднего полюса.

Вспомогательные органы

Структуры, расположенные вокруг глаза, позволяя ему свободно двигаться во всех направлениях и способствуя восприятию им лучей света, в то же время выполняют защитную функцию, оберегая глаз от пыли, ветра, различных микроорганизмов и потенциально опасных веществ.

С боков и сзади глаз защищен костными стенками глазницы. В глазнице, кроме глазного яблока, находятся мышцы, нервы, кровеносные сосуды, жир и образования, которые вырабатывают и обеспечивают отток слезной жидкости. Спереди глаза прикрываются веками — тонкими складками кожи. Они рефлекторно быстро закрываются, чтобы защитить глаз от инородных тел, ветра, пыли, песка и очень яркого света. При мигании веко помогает распределению слезной жидкости по поверхности глаза, а закрытые веки поддерживают влажность глазной поверхности.

Внутренняя поверхность века покрыта тонкой слизистой оболочкой (конъюнктивой), которая распространяется кзади, охватывая переднюю поверхность глаза, кроме роговицы. Защищать глаза помогают ресницы — волоски, растущие из края век. Они создают механический барьер для пыли и небольших инородных тел. Маленькие железы, расположенные в толще краев век, вырабатывают маслянистое вещество, которое входит в состав слезной пленки, покрывающей поверхность глаза, и предотвращает ее испарение.

Слезные железы, расположенные в области наружного угла глаза под верхним веком, вырабатывают водянистую часть слезной жидкости, омывающей глаз. Отток слезы происходит через слезные канальцы, расположенные в толще век в области внутреннего угла глаза. В канальцы слеза попадает через слезные точки, находящиеся в области внутренней трети свободного края каждого века. Слезы поддерживают влажность поверхности глаза и ее нормальное состояние. При высыхании прозрачная (в норме) роговица повреждается и мутнеет. Вследствие ее инфицирования развивается кератит (воспаление роговой оболочки) и может возникнуть изъязвление. Слезы также очищают глаза. Мелкие частицы, попадающие на поверхность глаза, захватываются слезой и выводятся вместе с ней наружу. Кроме того, слезы богаты антителами, которые помогают предотвращать инфекции.

Зрение является каналом, посредством которого человек получает примерно 70% всех данных о мире, который его окружает. И возможно это только по той причине, что именно зрение человека представляет собой одну из самых сложных и поражающих воображение зрительных систем на нашей планете. Если бы не было зрения, все мы, скорее всего, просто жили бы в темноте.

Человеческий глаз обладает совершенным строением и обеспечивает зрение не только в цвете, но также в трёх измерениях и с высочайшей резкостью. Он обладает способностью моментально менять фокус на самые разные расстояния, осуществлять регуляцию объёма поступающего света, различать между собой огромное количество цветов и ещё большее количество оттенков, производить коррекцию сферических и хроматических аберраций и т.д. С мозгом глаз связывают шесть уровней сетчатки, в которых ещё перед тем, как информация будет отправлена в мозг, данные проходят через этап компрессии.

Огромное количество деталей

Строение глаза и его физиологию можно без обиняков назвать действительно идеальными. Подумайте сами: оба глаза находятся в костных впадинах черепа, которые защищают их от всевозможных повреждений, однако выступают из них они именно так, чтобы обеспечивался максимально широкий горизонтальный обзор.

Расстояние, на котором глаза находятся друг от друга, обеспечивает пространственную глубину. А сами глазные яблоки, как доподлинно известно, обладают шарообразной формой, благодаря чему способны вращаться в четырёх направлениях: влево, вправо, вверх и вниз. Но каждый из нас воспринимает всё это, как само собой разумеющееся – мало кому приходит в голову представить, что было бы, если бы наши глаза были квадратными или треугольными или их движение было бы хаотичным – это бы сделало зрение ограниченным, сумбурным и малоэффективным.

Итак, устройство глаза предельно сложно, но как раз это и делает возможным работу примерно четырёх десятков его различных составляющих. И даже если бы не было хоть одного из этих элементов, процесс зрения перестал бы осуществляться так, как ему следует осуществляться.

Чтобы убедиться в том, насколько сложно устроен глаз, предлагаем вам обратить своё внимание на рисунок ниже.

Давайте же поговорим о том, как реализуется на практике процесс зрительного восприятия, какие элементы зрительной системы в этом участвуют, и за что каждый из них отвечает.

Прохождение света

По мере приближения света к глазу световые лучи сталкиваются с роговицей (иначе её называют роговой оболочкой). Прозрачность роговицы позволяет свету проходить сквозь неё во внутреннюю поверхность глаза. Прозрачность, кстати, является важнейшей характеристикой роговицы, и прозрачной она остаётся по причине того, что особый протеин, который в ней содержится, сдерживает развитие кровеносных сосудов – процесс, происходящий практически в каждой из тканей человеческого тела. В том случае если бы роговица прозрачной не была, остальные компоненты зрительной системы не имели бы никакого значения.

Помимо прочего, роговица не даёт попадать во внутренние полости глаза сору, пыли и каким-либо химическим элементам. А кривизна роговой оболочки позволяет ей преломлять свет и помогать хрусталику фокусировать световые лучи на сетчатке.

После того как свет прошёл сквозь роговицу, он проходит через маленькое отверстие, расположенное посередине радужки глаза. Радужка же представляет собой круглую диафрагму, которая находится перед хрусталиком сразу за роговицей. Радужка также является тем элементом, который придаёт глазу цвет, а цвет зависит от преобладающего в радужке пигмента. Центральное отверстие в радужке – это и есть знакомый каждому из нас зрачок. Размер этого отверстия имеет возможность изменяться, чтобы контролировать количество поступающего в глаз света.

Размер зрачка изменятся непосредственно радужкой, а обусловлено это её уникальнейшим строением, ведь состоит она из двух различных видов мышечных тканей (даже здесь есть мышцы!). Первая мышца является круговой сжимающей – она располагается в радужке кругообразно. Когда свет яркий, происходит её сокращение, вследствие чего зрачок сокращается, как бы втягиваясь мышцей внутрь. Вторая мышца является расширяющей – она расположена радиально, т.е. по радиусу радужки, что можно сравнить со спицами в колесе. При тёмном освещении происходит сокращение этой второй мышцы, и радужка раскрывает зрачок.

Многие специалисты-эволюционисты до сих пор испытывают некоторые затруднения, когда пытаются объяснить, каким же всё-таки образом происходит формирование вышеназванных элементов зрительной системы человека, ведь в любой другой промежуточной форме, т.е. на каком-либо эволюционном этапе работать они просто не смогли бы, но человек видит с самого начала своего существования. Загадка…

Фокусировка

Минуя названные выше этапы, свет начинает проходить через хрусталик, находящийся за радужкой. Хрусталик является оптическим элементом, имеющим форму выпуклого продолговатого шара. Хрусталик абсолютно гладок и прозрачен, в нём нет кровеносных сосудов, а сам он расположен в эластичном мешочке.

Проходя сквозь хрусталик, свет преломляется, после чего происходит его фокусировка на ямке сетчатки – самом чувствительном месте, содержащем максимальное количество фоторецепторов.

Важно заметить, что уникальное строение и состав обеспечивают роговице и хрусталику большую силу преломления, гарантирующую короткое фокусное расстояние. И как же удивительно, что такая сложная система вмещается всего в одном глазном яблоке (подумайте только, как бы мог выглядеть человек, если бы для фокусировки световых лучей, идущих от предметов, требовался бы, например, метр!).

Не менее интересно и то, что совместная преломляющая сила этих двух элементов (роговицы и хрусталика) находится в прекрасном соотношении с глазным яблоком, а это можно смело назвать ещё одним доказательством того, что зрительная система создана просто непревзойдённо, т.к. процесс фокусирования слишком сложен, чтобы говорить о нём, как о чём-то, что произошло лишь благодаря пошаговым мутациям – эволюционным стадиям.

Если же речь идёт о предметах расположенных близко к глазу (как правило, близким считается расстояние менее 6 метров), то здесь всё ещё любопытнее, ведь в этой ситуации преломление световых лучей оказывается ещё более сильным. Обеспечивается же это увеличением кривизны хрусталика. Хрусталик соединён посредством цилиарных поясков с ресничной мышцей, которая, сокращаясь, даёт хрусталику возможность принимать более выпуклую форму, тем самым увеличивая свою преломляющую силу.

Результатом фокусировки становится сосредоточение изображения на сетчатке, представляющей собой многослойную ткань, чувствительную к свету, покрывающую заднюю часть глазного яблока. В сетчатке содержится примерно 137 000 000 фоторецепторов (для сравнения можно привести современные цифровые фотоаппараты, в которых подобных сенсорных элементов не более 10 000 000). Такое громадное количество фоторецепторов обусловлено тем, что расположены они крайне плотно – примерно 400 000 на 1 мм².

Всего сетчатку составляют 10 слоёв фоторецепторных клеток, 6 слоёв из которых являются слоями светочувствительных клеток. 2 вида фоторецепторов имеют особую форму, по причине чего их называют колбочками и палочками. Палочки крайне восприимчивы к свету и обеспечивают глазу чёрно-белое восприятие и ночное зрение. Колбочки, в свою очередь, не так восприимчивы к свету, но способны различать цвета – оптимальная работа колбочек отмечается в дневное время суток.

Благодаря работе фоторецепторов световые лучи трансформируются в комплексы электрических импульсов и посылаются в мозг на невероятно большой скорости, а сами эти импульсы за доли секунд преодолевают свыше миллиона нервных волокон.

Связь фоторецепторных клеток в сетчатке очень сложна. Колбочки и палочки никак напрямую с мозгом не связаны. Получив сигнал, они переадресовывают его биполярным клеткам, а те перенаправляют уже обработанные собою сигналы ганглиозным клеткам, более миллиона аксонов (нейритов, по которым передаются нервные импульсы) которых составляют единый зрительный нерв, по которому данные и поступают в мозг.

Два слоя промежуточных нейронов, до того как зрительные данные будут отправлены в мозг, способствуют параллельной обработке этой информации шестью уровнями восприятия, находящимися в сетчатке глаза. Необходимо это для того чтобы изображения распознавались как можно быстрее.

Восприятие мозга

После того как обработанная зрительная информация поступает в мозг, он начинает её сортировку, обработку и анализ, а также формирует цельное изображение из отдельных данных. Конечно же, о работе человеческого мозга ещё много чего неизвестно, однако даже того, что научный мир может предоставить сегодня, вполне достаточно, чтобы поразиться.

А дело вот в чём: точка сетчатки одного глаза точно соответствует точке сетчатки другого, а это говорит о том, чтоб оба изображения, попадая в мозг, могут накладываться друг на друга и сочетаться вместе для получения единого изображения. Информация, полученная фоторецепторами каждого из глаз, сходится в зрительной коре головного мозга, где и появляется единое изображение.

По причине того, что у двух глаз может быть разная проекция, могут наблюдаться и некоторые несоответствия, однако мозг сопоставляет и соединяет изображения таким образом, что человек никаких несоответствий не ощущает. Мало того – эти несоответствия могут быть использованы с целью получения чувства пространственной глубины.

Разделение изображений и крайне сложные оптические пути делают так, что мозг видит отдельно каждым из своих полушарий с использованием каждого из глаз. Это позволяет ускорить обработку потока входящей информации, а также обеспечивает зрение одним глазом, если вдруг человек по какой-либо причине перестаёт видеть другим.

Движение глаз

Ещё одним из важных элементов зрительной системы является движение глаз. Умалять значение этого вопроса никак нельзя, т.к. чтобы вообще иметь возможность использовать зрение должным образом мы должны уметь поворачивать глаза, поднимать их, опускать, короче говоря – двигать глазами.

Всего можно выделить 6 внешних мышц, которые соединяются с внешней поверхностью глазного яблока. К этим мышцам относятся 4 прямые (нижняя, верхняя, боковая и средняя) и 2 косые (нижняя и верхняя).

В тот момент, когда какая-либо из мышц сокращается, мышца, являющаяся для неё противоположной, расслабляется – это обеспечивает ровное движение глаз (в противном случае все движения глазами осуществлялись бы рывками).

При повороте двух глаз автоматически изменяется движение всех 12 мышц (по 6 мышц на каждый глаз). И примечательно то, что процесс этот является непрерывным и очень хорошо скоординированным.

По словам знаменитого офтальмолога Питера Джени, контроль и координация связи органов и тканей с центральной нервной системой посредством нервов (это называется иннервацией) всех 12 глазных мышц представляет собой один из очень сложных процессов, происходящих в мозге. Если же добавить к этому точность перенаправления взора, плавность и ровность движений, скорость, с которой может вращаться глаз (а она составляет в сумме до 700° в секунду), и соединить всё это, мы получим на самом деле феноменальную по части исполнения подвижную глазную систему. А то, что человек имеет два глаза, делает её ещё более сложной – при синхронном движении глаз необходима одинаковая мускульная иннервация.

Мышцы, которые вращают глаза, отличны от мышц скелета, т.к. их составляет множество всевозможных волокон, а контролируются они ещё большим числом нейронов, иначе точность движений стала бы невозможной. Данные мышцы можно назвать уникальными ещё и потому, что они способны быстро сокращаться и практически не устают.

Очистка глаз

При помощи слёзных желёз регулярно производится липкая жидкость, с медленной скоростью движущаяся вниз по внешней поверхности глазного яблока. Эта жидкость смывает различный сор (пыль и т.п.) с роговицы, после чего входит во внутренний слёзный канал и затем стекает по носовому каналу, выводясь из организма.

В слезах содержится очень сильное антибактериальное вещество, уничтожающее вирусы и бактерии. Веки выполняют функцию стеклоочистителей – они очищают и увлажняют глаза благодаря непроизвольному морганию с интервалом в 10-15 секунд. Вместе с веками работают ещё и ресницы, предотвращая попадание в глаз любого сора, грязи, микробов и т.п.

Глаза как показатель состояния

Глаза человека способны передавать немало информации в процессе его взаимодействия с другими людьми и окружающим миром. Глаза могут излучать любовь, гореть от гнева, отражать радость, страх или беспокойство, говорить о тревоге или усталости. Глаза показывают, куда смотрит человек, заинтересован он в чём-либо или же нет.

Вместо заключения

В этом уроке мы с вами рассмотрели устройство зрительной системы человека. Естественно, мы упустили немало деталей (сама по себе эта тема очень объёмна и вместить её в рамки одного урока проблематично), но всё же постарались донести материал так, чтобы вы имели чёткое представление о том, КАК видит человек.

Вы не могли не заметить, что как сложность, так и возможности глаза позволяют этому органу многократно превосходить даже самые современные технологии и научные разработки. Глаз является наглядной демонстрацией сложности инженерии в огромном количестве нюансов.

Но знать об устройстве зрения – это, конечно же, хорошо и полезно, однако наиболее важно знать о том, как зрение можно восстанавливать. Дело в том, что и образ жизни человека, и условия, в которых он живёт, и некоторые другие факторы (стрессы, генетика, вредные привычки, заболевания и многое другое) – всё это нередко способствует тому, что с годами зрение может ухудшаться, т.е. зрительная система начинает давать сбои.

Но ухудшение зрения в большинстве случаев не является необратимым процессом – зная определённые методики, данный процесс можно повернуть вспять, и сделать зрение, если уж и не таким, как у младенца (хотя иногда возможно и это), то хорошим настолько, насколько вообще это возможно для каждого отдельно взятого человека. Поэтому следующий урок нашего курса по развитию зрения будет посвящён методам восстановления зрения.

Проверьте свои знания

Если вы хотите проверить свои знания по теме данного урока, можете пройти небольшой тест, состоящий из нескольких вопросов. В каждом вопросе правильным может быть только 1 вариант. После выбора вами одного из вариантов, система автоматически переходит к следующему вопросу. На получаемые вами баллы влияет правильность ваших ответов и затраченное на прохождение время. Обратите внимание, что вопросы каждый раз разные, а варианты перемешиваются.

Напоминаем, что для полноценной работы сайта вам необходимо включить cookies, javascript и iframe. Если вы ввидите это сообщение в течение долгого времени, значит настройки вашего браузера не позволяют нашему порталу полноценно работать.