ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Более 90% информации об окружающем мире человек получа­ет с помощью зрения. Орган зрения глаз состоит из глазного ябло­ка и вспомогательного аппарата. К последнему относят веки, рес­ницы, глазодвигательные мышцы и слёзные железы (рис.IV.37). Веки — складки кожи, выстланные изнутри слизистой оболочкой. Слёзы, образующиеся в слезных железах, омывают передний отдел глазного яблока и через носослезный канал проходят в носовую по­лость. У взрослого человека в сутки должно вырабатываться не менее 3—5 мл слёз, выполняющих бактерицидную и увлажняю­щую функции. Глазодвигательный аппарат состоит из шести по­перечнополосатых (произвольно управляемых) мышц глазного яблока, которые осуществляют все его движения, в том числе перевод взора с объекта на объект, слежение за объектом и др.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму и располагается в глазнице (см. рис.IV.37). Оно имеет три оболочки. Наружная со­единительнотканная оболочка спереди переходит в прозрачную роговицу, а ее задний отдел называется склерой. Через среднюю сосудистую оболочку глазное яблоко снабжается кровью. Впереди в сосудистой оболочке имеется зрачок — отверстие, позволяющее лучам света попадать внутрь глазного яблока. Вокруг зрачка часть сосудистой оболочки окрашена и называется радужкой. Клетки радужки содержат пигмент, и если его мало, радужка окрашена в голубой или серый цвет, если много — в карий. Мышцы радужки расширяют или сужают зрачок в зависимости от освещенности (диаметр меняется от 2 до 8 мм). Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная водянистой вла­гой — особой жидкостью, обладающей очень малой вязкостью. Позади радужки расположен прозрачный хрусталик — двояковы­пуклая линза, необходимая для фокусировки лучей света на тре­тьей оболочке глаза — сетчатке. Хрусталик окружен специальной ресничной мышцей, при напряжении увеличивающей его кривизну. Этот процесс называется аккомодацией — приспособлением к оди­наково четкому видению предметов, находящихся на разных рас­стояниях ("наводка на резкость"). Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза, также наполненная водянистой влагой. Большая часть полости глазного яблока заполнена про­зрачным желеобразным стекловидным телом. Пройдя через хрус­талик и стекловидное тело, лучи света попадают на сетчатку.

Сетчатка — это слоистое клеточное образование. Ее наружные (обращенные к сосудистой оболочке) слои содержат зрительные рецепторы — колбочки (около 7 млн) и палочки (около 130 млн) (рис.IV. 38). В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, в колбочках — пигменты йодопсины (3 типа). Родопсин более чув­ствителен к свету, чем йодопсины, и обеспечивает зрение при плохом (сумеречном) освещении. Родопсин реагирует на любой свет почти вне зависимости от длины его волн, т.е. «цветности», поэтому палочки не различают цвета и воспринимают в первую очередь черно-белую картину мира. Йодопсины колбочек, напро­тив, хотя и начинают работать лишь при достаточно высокой ос­вещенности, "настроены" на определенные цветовые диапазоны — преимущественно красный, зеленый или синий. Таким образом, существуют три типа колбочек, каждый из которых содержит один

тип йодопсина и "видит" свой участок спектра. Их совместная деятельность обеспечивает цветовое зрение человека. При этом восприятие промежуточных цветов и оттенков является уже не функцией сетчатки, а результатом работы коркового отдела ана­лизатора. Болезнь, при которой происходит нарушение цвето­вого зрения, — дальтонизм — обусловлена генетически и связана с наличием изменений в Х-хромосоме, приводящих к наруше­нию образования одного или нескольких йодопсинов. Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка — в желтом пят­не. В периферических отделах сетчатки колбочек почти нет, там встречаются только палочки.

Поскольку восприятие света связано с распадом зрительных пигментов, то понятно, что яркое освещение приводит к быстро­му уменьшению количества родопсина и йодопсинов в фоторе­цепторах. Однако этому уменьшению противодействует процесс регенерации (повторного синтеза) пигментов из продуктов их распада. Чем больше распад пигментов, тем интенсивнее идет их восстановление. В результате происходит уравновешивание двух этих процессов на уровне, прямо связанном с уровнем освещенности. Например, на ярком свету содержание родопсина в палочках сет­чатки составляет не более 1—2% от максимально возможного.

Если перейти с яркого света в помещение с сумеречным осве­щением, то количество имеющегося зрительного пигмента ока­жется недостаточным для обеспечения нормального зрительного восприятия, и глаз некоторое время ничего не видит. Однако за счет постоянно идущего синтеза количество зрительного пигмен­та постепенно возрастает, и мы начинаем различать предметы даже при очень низком уровне освещенности (так называемая темно­вая адаптация). Если снова выйти на яркий свет, накопившиеся пигменты начнут стремительно разлагаться и произойдет пере­возбуждение зрительной системы ("ослепление"). Однако уже че­рез несколько секунд количество пигментов сильно уменьшится и возможность видеть возвратится (световая адаптация).

Под действием энергии световых лучей зрительные пигменты разрушаются, вызывая в зрительных рецепторах рецепторные по­тенциалы. Затем через несколько типов вставочных нейронов сет­чатки сигнал передается к ее самому внутреннему (обращенному к стекловидному телу) ганглиозному слою. Отростки нейронов это­го слоя со всей сетчатки собираются в одном месте, называемом слепым пятном (эта часть сетчатки не содержит зрительных рецеп­торов), и образуют зрительный нерв, выходящий из глазного яб­лока.

Зрительный нерв, содержащий около 1 млн волокон, подхо­дит к нижней поверхности мозга, где примерно половина воло­кон образуют зрительный перекрест (рис.IV.39). Неперекрещенные волокна идут к зрительным центрам своей половины мозга. Пере­крещенные волокна несут информацию от внутренних частей (бли­же к носу) обеих сетчаток. В результате правая часть головного мозга получает информацию от правых половин обеих сетчаток, а левая — от левых половин. Это позволяет проводить сопоставле­ние информации от двух глаз в одних и тех же структурах головно­го мозга, что необходимо для восприятия объема предметов и глубины пространства (пространственное, или бинокулярное, зре­ние). После перекреста аксоны зрительного нерва идут к одному из следующих центров: 1) передним ядрам гипоталамуса, которые используют информацию об интенсивности света для регуляции внутренних ритмов организма — суточных и сезонных; 2) верхним бугоркам четверохолмия, координирующим движения глаз при сле­жении за объектами и организующим ориентировочный рефлекс на зрительные раздражители; 3) зрительным ядрам таламуса, где происходит фильтрация информации на ее пути к коре больших полушарий.

Зрительные сигналы из таламуса приходят в заднюю часть за­тылочной коры (первичная зрительная кора). Здесь находятся ней­роны, способные различать светлые и темные точки в различных местах поля зрения, а также линии различной ориентации. Далееинформация передается в переднюю затылочную кору (вторичная зрительная кора), где формируются сложные зрительные образы, т.е. происходит «сборка» точек и линий в геометрические фигуры, объединение сигналов от систем черно-белого зрения (определя­ет контуры объектов) и цветового зрения («раскрашивает» эти контуры), анализ объемных свойств предметов, расстояний до них и т.п. На границе вторичной зрительной и ассоциативной темен­ной коры находятся нейроны, обеспечивающие наиболее слож­ный анализ зрительной информации: узнавание лиц, а также зри­тельную составляющую речевой функции (чтение, распознавание символов и т.п.).

Зрительный анализатор человека чрезвычайно чувствителен. Так, мы можем различить освещенное изнутри отверстие в стене диа­метром всего 0,003 мм. При идеальных условиях (чистый воздух, безветрие) огонь зажженной спички теоретически можно увидеть с расстояния 80 км. Тренированные люди (особенно женщины) могут различать сотни тысяч цветовых оттенков. Зрительной сис­теме достаточно всего 0,05 с для распознавания объекта, который попал в поле зрения.