ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Зрительный анализатор (или зрительная сенсорная система) — важнейший из органов чувств человека и большинства высших позвоночных животных. Он дает более 90% информации, идущей к мозгу от всех рецепторов (не случайна пословица «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать»). Благодаря опережающему эволюционному развитию именно зрительных механизмов мозг хищных животных и приматов претерпел резкие изменения и достиг значительного совершенства. Зрительное восприятие — многозвеньевой процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку глаза и возбуждения фоторецепторов и заканчивающийся принятием высшими отделами зри­тельного анализатора, локализованными в коре мозга, решения о наличии в поле зрения того или иного зрительного образа.

Оптическая система глаза. В связи с необходимостью наводить глаз на рассматрива­емый объект, вращая его, природа создала у большинства видов животных шарообраз­ную форму глазного яблока. На пути к светочувствительной оболочке глаза — сетчат­ке—лучи света проходят через несколько прозрачных поверхностей—переднюю и заднюю поверхности роговицы, хрусталика и стекловидного тела. Разная кривизна и показатели преломления этих поверхностей определяют преломление световых лучей внутри глаза.

Преломляющую силу любой оптической системы выражают в диоптриях (О). Одна диоптрия равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см. Прелом­ляющая сила глаза человека составляет 59 О при рассматривании далеких и 70,5 О при рассматривании близких предметов.

Сложность оптической системы глаза затрудняет точную оценку хода лучей внутри него и оценку размера изображения на сетчатке. Поэтому пользуются упрощенной моделью — «редуцированным глазом», в котором все преломляющие среды имеют один и тот же показатель преломления в единую сферическую поверхность. Для того чтобы построить на сетчатке такого схематического глаза изображение, нужно провести линии от концов рассматриваемого предмета к узловой точке, лежащей в 7,15-10~³ м (7,15 мм) кзади от роговой оболочки и на 15 мм (15- Ю""³ м) вперед от сетчатки. При этом изобра­жение на сетчатке получается действительным, уменьшенным и обратным (рис. 210). Для построения изображения на сетчатке нужно знать величину предмета и его расстоя­ние от роговицы глаза. Из подобия треугольника АВО и аЬО на рис. 210 ясно, что

аЬ йО , , „

-т-7г=-тттт-> ^т- ^е- изображение на сетчатке (ао) во столько раз меньше самого предме­та (АВ). но сколько АО (15 мм) меньше р.к-сгояння предмета от глаза (00).

Рис.210. Ход лучей и построение изображения в редуцированном глазу. АВ — предмет; аЬ — его изображение; О — узловая точка; О — (1 — главная оптическая ось.

Рис.211. Ход лучей от близкой и далекой точки.

От далекой точки А (параллельные лучи) изображение а получается на сетчатке при ненапряженном акко­модационном аппарате; при этом от близкой точки В изображение в образуется за сетчаткой.

Аккомодация

Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от его точек попадали на поверхность сетчатки, т. е. были здесь-сфокусированы (рис. 211). Когда человек смотрит на далекие предметы, их изображение сфокусировано на сетчатке, и они видны ясно. При этом близкие предметы видны неясно, их изображение на сетчатке расплывчато, так как лучи от них собираются за сетчаткой. Видеть одновременно одинаково ясно предметы, удаленные от глаза на разное расстояние, невозможно. В этом легко убедиться: переводя взгляд с близкого на далекие предметы, вы перестаете его ясно видеть.

Приспособление глаза к ясному видению удаленных на разное расстояние предметов называется аккомодацией (аккомодацию глаза не следует смешивать с аккомодацией возбудимой ткани). При аккомодации происходит изменение кривизны хрусталика и, следовательно, его преломляющей способности. При рассматривании близких предме­тов хрусталик делается более выпуклым (рис. 212), благодаря чему лучи, расходящиеся от светящейся точки, сходятся на сетчатке.

Радиус кривизны передней поверхности хрусталика при аккомодации уменьшается с 10 до 6 мм (с 1-10~² м до 6-10"³ м), а задней поверхности с 6 до 5,5 мм (с 6-10"³ м до 5,5 •1СГ³ м).

Механизм аккомодации сводится к сокращению ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика. Хру­сталик заключен в тонкую прозрачную капсулу, переходящую по краям в волокна цинновой связки, прикрепленной к рес­ничному телу. Эти волокна всегда натя­нуты и растягивают капсулу, сжимаю­щую и уплощающую хрусталик. В рес­ничном теле находятся гладкомышеч-ные волокна. При их сокращении тяга

Рис.212. Механизм аккомодации (по Гельм-гольцу).

В левой половине хрусталик (7) уплощен при рас­сматривании далекого предмета, а справа он стал более выпуклым за счет аккомодационного уси­лий при рассматривании близкого предмета. 1 — склера; 2 — сосудистая оболочка; 3 — сетчатка;

4—роговица; 5—передняя камера; 6—радуж­ная оболочка; 7 — хрусталик; 8 — стекловидное тело; 9 — ресничная мышца, ресничные отростки и ресничные связки (цинновы); 10— центральная ямка; 11 — зрительный нерв. цинновых связок ослабляется, а значит уменьшается давление на хрусталик, который вследствие своей эластичности принимает более выпуклую форму. Таким образом, рес­ничные мышцы являются аккомодационными мышцами. Они иннервируются парасимпа­тическими волокнами глазодвигательного нерва. Введение в глаз атропина вызывает нарушение передачи возбуждения к этой мышце, и, следовательно, ограничивает акко­модацию глаз при рассмотрении близких предметов. Наоборот, парасимпатомимети-ческие вещества — пилокарпин и эзерин — вызывают сокращение этой мышцы.

Для нормального глаза молодого человека дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности. Далекие предметы он рассматривает без всякого напряжения аккомода­ции, т. е. без сокращения ресничной мышцы. Ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 10 см от глаза. Предметы, расположенные ближе 10 см, не могут быть ясно видны человеком с нормальным зрением даже при максимальном сокращении рес­ничной мышцы, т. е. при максимальном аккомодационном усилии. Сила аккомодации может быть выражена в диоптриях.

Если ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 10 см от глаза человека, то линза с фокусным расстоянием в 10 см, т. е. в 10 О, превратит лучи, идущие от ближайшей ясно видимой точки, в параллельные. Следовательно, при помощи линзы устранится необходимость в аккомодации. Поэтому можно заменить максимальное акко­модационное усилие человека, поместив у него перед глазом линзу силой в 10 О, отсюда следует, что максимальная сила аккомодации равна 10 ^.

Старческая дальнозоркость. Хрусталик с возрастом становится менее эластичным и при ослаблении натяжения цинновых связок его выпуклость или не изменяется, или увеличивается лишь незначительно. Поэтому ближайшая точка ясного видения отодвига­ется от глаз. Это состояние называется старческой дальнозоркостью, или пресбиопией. Поэтому пожилые люди исправляют недостаток аккомодации с помощью двояковыпук­лых линз.