Зрение. Построение изображения. Слух и равновесие

Глаза содержат более 70% наших рецепторов, которые, уловив фотоны света, передают в головной мозг нервные импульсы - сигналы о длине составляющих его волн; мозг обрабатывает эти данные. Так мы воспринимаем цветные изображения. Человеческий глаз быстро приспосабливается к разным условиям работы (например, меняющемуся освещению) и дает нам основную информацию о мире.

Окно в мир. Свет проходит в глаз через прозрачную роговицу (сильно при этом преломляясь), отверстие зрачка и хрусталик, который, меняя свою кривизну, обеспечивает тонкую фокусировку лучей. В результате, пройдя еще через студенистое стекловидное тело, он дает четкое изображение на сетчатке. Она содержит светочувствительные рецепторы (фоторецепторы) - палочки (различающие уровень освещенности) и колбочки (воспринимающие цвета). Колбочки сосредоточены в центре сетчатки, а палочки - на ее периферии. Возникающие в фоторецепторах нервные импульсы поступают в головной мозг по зрительному нерву.

1. Хрусталик - подвешенная сразу за зрачком линза, фокусирующая лучи на сетчатке. 2. Сетчатка - фоторецепторный слой, выстилающий изнутри глазное яблоко. 3. Зрительный нерв состоит примерно из миллиона нервных волокон. 4. Стекловидное тело - студенистый прозрачный материал, заполняющий глазное яблоко.

5. Склера – плотная волокнистая оболочка глазного яблока, его «белок». 6. Роговица - выгнутый «иллюминатор», — обеспечивающий основную фокусировку лучей, т. е. способность глаза преломлять их. 7. Зрачок - отверстие, — пропускающее в глазное яблоко свет. 8. Радужка - пигментированная— мышечная шторка, регулирующая диаметр зрачка.

Фоторецепторы. Палочки (длинные темные) дают черно-белое изображение, но зато могут действовать даже в полутьме. Колбочки различают цвета, но только при хорошем (дневном) освещении. Поэтому «ночью все кошки серы».

Построение изображения. В зависимости от освещенности зрачок рефлекторно расширяется и сужается, пропуская к сетчатке количество света, необходимое для нормальной работы фоторецепторов.

Фокусировка. Когда глаз «наводится» на определенный объект, хрусталик рефлекторно изменяет кривизну, собирая лучи от него на сетчатке, т.е. строя там его четкое изображение.
Близорукость (миопия). Лучи фокусируются перед сетчаткой - изображение получается размытым.
Дальнозоркость (гиперметропия). Лучи фокусируются за сетчаткой.
Астигматизм. Глазное яблоко не вполне сферическое, так что сфокусировать все изображение сразу не удается (особенно размытыми получаются близкие объекты). Это исправляется очками с цилиндрической кривизной.

Цветовое зрение. Мы видим все цвета спектра благодаря трем типам колбочек - «красным», «синим» и «зеленым». Если все или некоторые из них не работают, возникает полная или частичная цветовая слепота. Это рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой, поэтому чаще проявляющийся у сильного пола. Среди европеоидов плохо различают цвета 8% мужчин и 0,5% женщин.

Проверьте себя. Если вы не видите здесь цифр, значит, не отличаете зеленый цвет от красного.

Защита и подвижность. Веки и конъюнктива спереди глаз прикрывают веки. С их внутренней поверхности на белок распространяется прозрачная слизистая оболочка - конъюнктива, дающая дополнительную защиту. Слезы. Чтобы сохранять прозрачность, роговица должна быть чистой, целой и влажной. Для этого ее с помощью век постоянно смачивают слезы. Глазодвигательные мышцы. Глазное яблоко подвешено на шести связанных с глазницей мышцах. Вместе они вращают его в любых направлениях.

Цифры и факты:
- Чтобы фоторецепторы действовали (давали импульсы), их освещенность должна меняться. Поэтому глаз автоматически подергивается примерно 50 раз в секунду, слегка смещая изображение на сетчатке.
- В сетчатке около 125 млн. палочек и всего 7 млн. колбочек.
- Со снижением освещенности колбочки постепенно «отключаются»: мы перестаем видеть красный, потом оранжевый и т.д. (по спектру) цвета. Последним исчезает синий, например в сумерках. Его же мы первым видим на рассвете.

Слух и равновесие. Ухо воспринимает звуки, а также помогает установить положение тела в пространстве. Барабанная перепонка вибрирует под действием звуковых волн воздуха. Ее колебания передаются внутреннему уху, которое преобразует их в нервные импульсы. Изменяя положение головы, мы приводим в движение жидкость во внутреннем ухе: это тоже порождает сигналы, обрабатываемые мозгом.

Три уха человека. Различают наружное, среднее и внутреннее ухо. Первое состоит из кожно-хрящевой ушной раковины и изогнутого слухового прохода. Воронковидная форма ушной раковины помогает направлять в него звуковые волны. Слуховой проход упирается в барабанную перепонку, за которой находится среднее ухо. Через его барабанную полость перекинут мостик из трех слуховых косточек - молоточка, наковальни и стремечка.

Они передают вибрации барабанной перепонки заполненному жидкостью перепончатому лабиринту - внутреннему уху. Спиральная его часть, улитка, преобразует эти колебания в нервные импульсы. Другая часть отвечает за равновесие. Она состоит из трех полукружных каналов (реагирующих на движения головы) и двух мешочков (сферического и эллиптического), регистрирующих направление силы тяжести.

1. Ушная раковина. 2. Полукружные каналы важны для сохранения равновесия (см. слева внизу). 3. Улитка – часть внутреннего уха, преобразующая звуковые колебания в нервные импульсы. 4. Сферические и эллиптические мешочки.

5. Слуховая труба соединяет барабанную полость с глоткой, обеспечивая одинаковое давление воздуха с обеих сторон барабанной перепонки.- необходимое условие ее нормальных колебаний. 6. Барабанная перепонка - полупрозрачная мембрана, вибрирующая под действием слуховых волн. Слуховые косточки (молоточек, наковальня, стремечко) передают ее колебания улитке. 7. Наружный слуховой проход.

Путь звука к мозгу. 1. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки. Ее вибрации передаются, усиливаясь, слуховыми косточками улитке.
2. Вибрация жидкости в улитке колеблет проходящую вдоль нее спиральную мембрану кортиева органа.
3. Эти колебания возбуждают те или иные его рецепторы (волосковые клетки) - в зависимости от частоты звука.
4. Импульсы от рецепторов направляются по преддверно-улитковому нерву в височную долю головного мозга, где интерпретируются как слышимые звуки.

Цифры и факты:
- Большинство людей воспринимает звуки высотой (частотой) от 20 до 20 000 герц. Звук мотора грузовика бывает ниже этих пределов (инфра звук), а визг его тормозов - выше (ультразвук).
- Громкость (звуковое давление) свыше 100 децибел может испортить нам слух. Реактивный лайнер на взлете оглушает нас 120 децибелами с лишним.
- Молоточек, наковальня и стремечко - самые мелкие наши косточки.
- Диаметр барабанной перепонки около 8 мм.