Оптическая система глаза: строение, физиология

  • 31 Октября, 2018
  • Офтальмология
  • Савельева Виктория

В статье рассмотрим оптический прибор — глаз как оптическую систему.

Человеческий орган зрения — это особый мир, в котором есть все: солнце, цвет, люди, животные. Само анатомическое строение глаза настолько удивительно и сложно, что до сих пор науке неизвестны все нюансы функционирования зрения.

Весьма интересен вопрос о том, что включает в себя эта оптическая система и как она устроена.

Для того чтобы световой луч мог достичь своей цели, ему необходимо пройти четыре среды, в которых он преломляется, а информация в ходе этого процесса передается в мозг.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Оптическая система глаз включает роговицу, хрусталик, камерную влагу и стекловидное тело. Все эти структуры являются линзами, которые также имеют свое строение и особые свойства. Но поскольку характеристики сред различны у каждой из них, то и показатель светового преломления различен.

В норме эта особенность природных линз способна обеспечить человеку идеальные зрительные функции. Однако любые физиологические или патологические изменения в организме могут существенно воздействовать на эту способность. Глаз человека имеет форму почти правильной сферы.

Различные патологии видоизменяют его форму в вертикальный или горизонтальный эллипс, что значительно влияет на фокусировку и остроту зрения.

Рассмотрим подробнее глаз как оптическую систему и оптический прибор.

Роговица

Рефракция глаза и оптическая система начинаются с роговицы, которая является преломляющей линзой, выполняющей, помимо основных функций, защитные. Строение органа можно сравнивать с фотоаппаратом. В данном случае роговица – это его объектив.

Световые пучки на ее передней поверхности преломляются. Роговицу, при подробном рассмотрении, составляет пять слоев, что способствует поддержанию уровня ее прозрачности.

Здоровая линза — круглая, блестящая, видимых кровеносных сосудов на ней не должно наблюдаться.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Камерная влага

Оптическая система глаз включает в себя важную биологическую среду — влагу. Это вязкая бесцветная жидкость, заполняющая заднюю и переднюю глазные камеры.

Каждый день вырабатывается новая порция такой жидкости, а отработанный объем через шлеммов канал поступает в кровоток, после чего выводится из организма.

Камерная влага, кроме преломляющей функции, имеет еще и питательную, способствующую насыщению всех элементов глаза аминокислотами. Затрудненный выход ее из камеры влечет возникновение глаукомы.

Хрусталик глаза

Оптическая система глаз снабжена преломляющим элементом, выполняющим функцию рефракции, – это хрусталик. Его часто рассматривают как самостоятельный орган, довольно сложный по строению и очень важный по функциям.

Хрусталик глаза является полутвердой субстанцией без сосудов. Он располагается сразу за радужной оболочкой и передает четкое отображение увиденной картинки в рамки желтого пятна на сетчатку.

Содержит несколько слоев и капсульную сумку, которая может утолщаться и провоцировать помутнение.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Стекловидное тело

В оптическую систему глаза входит стекловидное тело, которое ее фактически замыкает. Оно обладает множеством важных функций. Его наличие позволяет лучу проходить путь от хрусталика, который локализуется в вязкой жидкости тела, к сетчатке. Не все воспринимают глаз как оптическую систему.

Оптические приборы, вооружающие глаз

Человеческий глаз, несмотря на природное совершенство, по своим свойствам далек от идеальных универсальных оптических приборов.

Поэтому необходимо использовать оптику, вооружающую человеческий глаз новыми способностями.

При рассмотрении различных приборов следует помнить, что в каждом случае они и орган зрения образуют единую оптическую систему, важнейшим элементом которой считается хрусталик.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Если говорить о глазе как об оптическом приборе в физике, он в целом помогает получить изображение того или иного предмета на сетчатке, и кажущаяся его величина оценивается человеком по величине этого изображения.

Особенностью оптической системы, которая включает в свой состав глаза, является то, что параметры такой системы могут изменяться благодаря изменению фокусного расстояния хрусталика при аккомодации. Подобные соображения позволяют с легкостью изучить действие увеличительной лупы, которая представляет собой обычную выпуклую линзу.

Такими же, только более сложными по строению и функционированию приборами являются микроскоп, телескоп и т. д.

Что не входит в состав оптической системы глаза?

В ее структуру не входят:

Оптическая система глаза: строение, физиология

  1. Склера. Роговица прозрачная, пропускает свет. Невидимая часть внешней оболочки глаза белая, которую можно сравнить с яичным белком. Она выполняет ограничительную и защитную функции.
  2. Радужка. Эта часть глаза является участком сосудистой оболочки, причем радужка полностью лишена сосудов. Это единственная структура человеческого организма, питание которого осуществляется без вмешательства кровеносной системы. В центре радужной цветной оболочки локализуется зрачок, который под воздействием света может расширяться и сужаться. Эта особенность нужна для нормального зрения, поскольку обеспечивает прохождение световых лучей идеального диаметра.
  3. Цилиарное тело, которое представляет собой соединительное звено между хориоидеей и задней поверхностью радужного покрова. Цилиарное тело содержит отростки, которые осуществляют весьма важные функции. Во-первых, они имеют способность поддерживать хрусталик в подвешенном состоянии, во-вторых, вырабатывают внутриглазную жидкость.
  4. Сетчатка — самый сложный, элемент органа зрения, имеющий много слоев. Она является природным сенсором, который является периферийным участком анализатора. Именно в этой структуре происходит восприятие света и цвета. Сетчатка очень чувствительная и тонкая, держится благодаря эпителиальным связкам, дополнительно прижимаясь стекловидным телом. Глаз применяет ее для фиксации картинки и передачи ее по зрительным нервам в мозг. В строении сетчатки различают палочковые и колбочковые клетки. Колбочковые различают цветное изображение, а палочковые отвечают за зрение в темноте, но они существенно чувствительней. При тончайшем рассмотрении сетчатка состоит из десяти слоев, различных по своему строению, причем 9 из таковых абсолютно прозрачны.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Преломление света

Главными преломляющими средами человеческого глаза являются роговица, которая обладает наивысшей преломляющей силой, и хрусталик, представляющий двояковыпуклую линзу. Преломление света в глазу проходит по основным законам, которые изучает физика.

Лучи, проходящие через центр хрусталика и роговицы (т. е. через главную глазную оптическую ось) перпендикулярно к их поверхности, преломления не испытывают. Остальные преломляются и внутри камеры глаза сходятся в единой точке – фокусе.

Такой ход световых лучей обеспечивает на сетчатке четкое изображение, причем оно получается обратным и уменьшенным.

Показатель преломления света в стекловидном теле больше единицы, поэтому фокусные расстояния во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри (заднее) не могут быть одинаковы.

Оптическая сила рассчитывается в виде обратного заднего фокусного расстояния глаза, выраженного в метрах. Она зависит от того, в состоянии покоя находится орган зрения или в состоянии аккомодации.

Аккомодация — это способность четко различать предметы, которые находятся на разных расстояниях.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Заключение

Основные свойства глаза были представлены выше.

Оптическая система его является природный проектором, преломляя световые лучи и фокусируя их особым образом, сквозь хрусталик на сетчатку. Очень интересно, что картинка отпечатывается на ней в перевернутой форме. Все окружающее, что видит человеческий глаз, анализирует область мозга, отвечающая за зрительное восприятие. Именно там изображение переворачивается в привычное для человека.

Мы рассмотрели глаз как оптическую систему и оптический прибор.

Источник: https://SamMedic.ru/435671a-glaz-kak-opticheskaya-sistema-opticheskie-priboryi-stroenie-i-svoystva-glaza

Физиология зрения

Эта оптическая система дает изображение рассматриваемых предметов на внутренней поверхности глазной камеры, которую выстилает сетчатка, состоящая из нескольких слоев нервных клеток различного типа. Непосредственно световосприятие осуществляют рецепторные клетки (рис. 35).

Оптическая система глаза: строение, физиология

Оптическая система глаза: строение, физиология
Рис. 35. Рецепторные клетки сетчатки глаза (палочки и колбочки)
  • Человеческим глазом воспринимается как свет электромагнитное излучение в диапазоне вол) длиной 400-750 нм.
  • Сенсорный аппарат — сетчатка глаза содержит рецепторы в виде палочек и трех типов колбочек, различающихся по спектральной чувствительности: синие поглощают преимущественно коротковолновый свет, зеленые — среднюю часть видимого спектра и красные — длинные волны.
  • В палочках и колбочках свет вызывает первичное раздражение, которое превращается в электрические импульсы.

Последние по волокнам нервов передают сигналы в подкорковые центры, а оттуда поступают в кору головного мозга.
Теория двойственности зрения объясняет существование ахроматических и хроматических ощущений.

При слабом освещении зрительное восприятие обеспечивают рецепторы, расположенные на сетчатке глаза — палочки (скотопическое зрение, или сумеречное, рис. 36).

Оптическая система глаза: строение, физиология
Рис. 36. Восприятие образа рецепторами сумеречного зрения i

При дневном освещении зрительная рецепция связана с расположенными там же колбочками (фотопическое зрение).

Таким образом, можно выделить две большие группы зрительных ощущений: ахроматические отражают переход от чёрного к белому через множество оттенков серого. Хроматические — отражают все многообразие цветов и их оттенков.

Цветовое зрение — способность зрительного анализатора различать цветовые оттенки.
Чувствительность человеческого глаза к цвету зависит от длины световой волны.

  1. Мощность в 0,00147 Вт светового излучения с длиной волны 0,555 мкм (555 нм), соответствует максимальной чувствительности глаза.
  2. Трехцветная теория Гельмгольца наиболее удовлетворительно объясняет феномен цветового зрения.
  3. Возможность получения лучей любого оттенка смешением излучений красного, зеленого и сине-фиолетового цветов есть следствие существования в сетчатке глаза трех светочувствительных приемников, для которых характерны различные области спектральной чувствительности.
  4. Смешивая в разных количествах излучения трех цветов,
Оптическая система глаза: строение, физиология
Рис. 37. К.Малевич. Супрематизм: красочные массы во 2-м 4-м измерениях. 1915. (Зрительное восприятие оттенков цвета)

зрительный анализатор способен создавать практически любую комбинацию возбуждений трех приемников, а это и значит получать восприятие любых цветов (рис. 37).

Теория оппонентных цветов (по Герингу) предполагает наличие в ЦНС антагонистических специфических нейронных механизмов, связывающих попарно четыре основных цвета: красный и желтый, зеленый и синий.

Она описывает функции нейронных систем высокого уровня (рис. 38).

Оптическая система глаза: строение, физиология
Рис. 38. Схема рецептивных полей цветового зрения:
А — нейрон красно-зеленой системы;
Б—нейрон желто-синей системы

Одной из физиологических характеристик зрительного анализатора является способность адаптироваться к условиям освещенности.

Чем выше интенсивность освещения, тем выше острота зрения.

Адаптация зрения темповая — повышение чувствительности палочковых рецепторов к уменьшению освещенности. Параллельно значительно снижается острота зрения.

Во время темновой адаптации абсолютная чувствительность зрительного анализатора постепенно возрастает, однако, острота зрения остается сниженной.

В условиях темновой адаптации значительно более чувствительной становится палочковая система (см. рис. 36).

Адаптация зрения световая — способность зрительной системы приспосабливаться к увеличению освещенности.

Адаптация к свету, протекает значительно быстрее, чем к темноте. При перемещении из темного в светлое помещение зрительная система приспосабливается к новым условиям в течение нескольких секунд.

Источник: https://dentaltechnic.info/index.php/obshie-voprosy/cvetovedenievesteticheskojstomatologii/310-fiziologiyazren

Оптическая система глаза — строение и функции, диагностика и заболевания — сайт "Московская Офтальмология"

Оптическая система глаза: строение, физиологияОптическая система глазного яблока представляет собой несколько образований, участвующих в преломлении световых волн. Это необходимо для того, чтобы лучи, идущие от предмета, сфокусировались четко на плоскости сетчатки. В результате появляется возможность получить ясное и четкое изображение.

Строение оптической системы глаза

В состав оптической системы глаза входят следующие элементы:

Читайте также:  Пятна на глазных белках: разновидности, лечение

При этом у всех структурных компонентов глаза имеются свои характерные особенности:

  • Форма глаза не абсолютно сферична;
  • В наружных отделах преломляющая сила хрусталика меньше, нежели во внутренних слоях;
  • Глаза могут несколько различаться по форме и размерам.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Физиологическая роль оптической системы глаза

Основные функции, которые обеспечивает оптическая система глаза, представлены ниже:

  • Необходимая степень преломления лучей;
  • Фокусировка изображения и предметов строго в плоскости сетчатки;
  • Создание необходимой длины оси зрения.

В результате человек может воспринимать предметы в объеме, четко и в цвете, то есть к мозговым структурам поступают сигналы о реалистичном изображении. При этом глаз способен воспринимать темное и светлое, а также цветовые показатели, то есть обладает функцией светоощущения и цветоощущения, соответственно.

Для оптической системы глаза человека присущи следующие характеристики:

1. Бинокулярность – способность воспринимать объемное изображение обоими глазами, при этом предметы не раздваиваются. Это происходит на рефлекторном уровне, один глаз выступает в качестве ведущего, второй – ведомого.2. Стереоскопичность позволяет человеку определить приблизительное расстояние до предмета и оценить рельеф и очертания.

3. Острота зрения определяется способностью различить две точки, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии.

Видео о строении оптической системы глаза

Симптомы поражения оптической системы глаза

Все эти состояния могут сопровождаться нижеприведенной симптоматикой:

  • Затуманивание зрения;
  • Снижение общей остроты зрения;
  • Невозможность четко различить предметы, которые расположены вблизи или вдали;
  • Двоение в глазах вследствие нарушения бинокулярности;
  • Перенапряжение и головная боль;
  • Повышенная утомляемость.

Методы диагностики при поражении оптической системы глаза

При оценке работы оптической системы в целом необходимо четко определить, какой из глаз является ведущим, а какой – ведомым.

Это легко определить путем простого теста. При этом необходимо смотреть сквозь отверстие в темном экране попеременно правым и левым глазом. В том случае, если глаз ведущий, то картина не перемещается. Если же глаз ведомый, то происходит смещение картинки.

Для диагностики заболеваний необходимо выполнить ряд методик:

  • Визометрия необходима для определения остроты зрения. Ее можно проводить и на фоне очковой коррекции, чтобы подобрать линзы.
  • Скиаскопия помогает получить объективные данные о величине рефракции.
  • Автоматическая рефрактометрия.
  • Офтальмометрия позволяет определить преломляющую силу роговицы.
  • Пахиметрия измеряет толщину роговицы на разных участках.
  • При кератоскопии врач рассматривает роговицу сквозь линзу.
  • УЗИ глазного яблока.
  • Фотокератотопография.
  • Офтальмоскопия изучает глазное дно и сетчатую оболочку.
  • Биомикроскопическое исследование.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Следует еще раз напомнить, что оптическая система глаза является важнейшей в структуре этого органа. Она позволяет получить качественное изображение на сетчатой оболочке.

Это возможно за счет реализации нескольких механизмов, к которым относят бинокулярность, рефракцию, стереоскопичность и некоторые другие. При поражении хотя бы одной структуры этой сложной системы, работа ее нарушается.

Поэтому так важна ранняя диагностика. Только при таком условии можно сохранить насыщенное и четкое зрение.

Заболевания оптической системы глаза

Среди заболеваний, которые приводят к поражению оптической системы, выделяют следующие:

Источник: https://mosglaz.ru/blog/item/1025-opticheskaya-sistema-glaza.html

Анатомия и физиология глаз

арамаТ

Внешнее строение глаза

Глаз – это уникальный живой оптический прибор, который совершенствовался в течение  эволюционного развития человека. Его основная функция – передавать изображения внешнего мира в мозг даже при очень слабом освещении  в виде электромагнитного излучения видимого света. Оптическая система глаза: строение, физиология Внешнее строение глаза, то есть та его часть, которую мы видим и которая, как на рисунке (левый глаз), состоит из век с ресницами, роговицы, радужки со зрачком, и склеры, покрытой  слизистой оболочкой глаза, конъюнктивой. Во внутреннем углу глаза также еще просматривается очень важное для формирования слезного озера, слезное мясцо.

Кроме того, во внутреннем углу глаза на верхнем и нижнем веках есть небольшие возвышения со слезной точкой в центре, через которые слеза попадает сначала в нижний и верхний слезные канальцы, далее в слезный мешок и уже потом по слезноносовому каналу – в полость носа. Это и есть  слезоотводящие пути, поэтому мы и прикладываем платочек к носу, когда плачем.

Свет, попадая в глаз, сначала проходит через роговицу, на долю которой приходится 40 диоптрий из всех 60 диоптрий общей преломляющей силы глаза. То есть, роговица – самая сильная линза в оптической системе глаза.

Выйдя из роговицы, свет попадает в заполненную жидкостью так называемую переднюю камеру глаза – пространство между внутренней поверхностью роговицы и радужкой. За радужкой располагается хрусталик – ещё одна линза, преломляющая свет. Оптическая сила этой линзы составляет примерно 20 диоптрий.

Хрусталик имеет форму двояко выпуклой линзы, прозрачен, слегка желтоватый. Передняя капсула хрусталика обращена к радужке, задняя – к стекловидному телу, а границей между ними служат цинновы связки.

За хрусталиком располагается стекловидное тело, которое заполняет полость глазного яблока внутри от сетчатки и представляет собой совершенно прозрачную массу, похожую на желе, почти на преломляющую свет. Изображения внешнего мира, попадающие на сетчатку в виде нервных импульсов, собираются  зрительным нервом,  и далее информация передаётся в затылочную долю головного мозга, где оно анализируется.

Различные заболевания, включая опухоли, на любом уровне приводят к разрыву связи «глаза-мозг» и «мозг-глаза», то есть к практически необратимой потере зрения, так называемой центральной слепоте, когда  нормально функционируют остальных анатомические структуры глаза, имеются  прозрачные глазные среды и сохраняется  косметическое состояние глаза, его красота, но нет зрения.

Оптическая система глаза

На пути к светочувствительной оболочке глаза – сетчатке, лучи света проходят через роговицу, хрусталик, стекловидное тело. Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от его точек были сфокусированы на сетчатке.

Приспособление глаза к ясному видению называется аккомодацией. При аккомодации происходит изменение хрусталика и его преломляющей способности.

Для нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности, а предметы, расположенные ближе 10 см, неясно видны человеком с нормальным зрением при максимальном аккомодационном усилии.

Внутреннее строение глаз

А теперь коротко о внутреннем строении наших глаз. Эта общая информация будет необходима, чтобы понять, где располагаются и из чего развиваются опухоли глаз или глазные опухоли.

Глазное яблоко человека, расположенное в полости орбиты, имеет не совсем округлую форму, поскольку его передняя часть, образованная роговицей, имеет большую кривизну, чем его остальная часть.

В норме у взрослого человека глазное яблоко в среднем  имеет такие размеры в мм: 24 х 23 х23. с массой, составляющей 7-8 гр.

Орбита или глазница, где расположены глазные яблоки, глубиной 4-5 см, шириной до 4 см и высотой  3,5 см, находятся на лицевой поверхности скелета и защищают глазное яблоко от вредных внешних воздействий. В ее наружной трети есть слезная железа, активно вырабатывающая слезу, когда мы плачем от радости или горя.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Глазное яблоко состоит из трёх оболочек. Наружная, фиброзная оболочка, склера, белого цвета, придает форму глазному яблоку,  спереди переходит в роговицу, которая напоминает часовое стеклышко, она прозрачная, выпуклая и спереди переходит  в склеру. Склера, без роговицы, покрыта тонкой прозрачной слизистой оболочкой – конъюнктивой.

Конъюнктиву делят на три отдела: – конъюнктива век – конъюнктива глазного яблока – конъюнктива свода. Это место перехода конъюнктивы век на глазное яблоко. При закрытых веках здоровых глаз вся конъюнктива век и склеры образует полость  вместимостью 2 капель жидкости.

Средняя оболочка глаза называется сосудистой, темноокрашенная от богатого содержания в ней пигмента, меланина,  состоит из переднего отдела, радужки или радужной оболочки с «окном в мир» – зрачком; цилиарного тела, располагающегося в виде валика в области перехода роговицы в склеру и с помощью своих волокон, изменяющих кривизну хрусталика, позволяющего одинаково хорошо видеть вблизи и вдали; а дальнейшее продолжение сосудистой оболочки называется хориоидеей.

Самая внутренняя из трех оболочек глаза называется сетчатка или сетчатая оболочка или ретина. Сетчатка по своему строению  сходна с корой головного мозга, поэтому сетчатку называют еще «корой головного мозга, вынесенной на периферию».

Она состоит из 10 слоев, один из которых – светочувствительные зрительные клетки, периферические концы которых имеют вид палочек и колбочек.

Палочки содержат зрительный пурпур, обладающий высокой световой чувствительностью, поэтому даже при небольшом освещении мы можем различать предметы и палочки отвечают за  периферическое зрение, а благодаря колбочкам мы видим внешний мир во всем многообразии красок, четко и ясно в центре изображения.

Глаз имеет также придаточный аппарат, в частности, веки и слёзные органы, о которых можно прочитать в разделе Внешнее строение глаз Движениями глаз управляют шесть наружних мышц – четыре прямые и две косые.

Источник: http://www.vse-i-glaza.org/anatomiya-i-fiziologiya-glaz/

Глаз как оптическая система — урок. Физика, 8 класс

Большую часть информации, которая поступает из окружающей среды, человек получает с помощью зрения. Глаз человека — сложная и совершенная оптическая система. Давайте рассмотрим, как он устроен.

Оптическая система глаза: строение, физиология

Глаз человека имеет шарообразную форму, диаметр его — приблизительно (2,5) см. Снаружи глаз окружён твёрдой непрозрачной оболочкой — склерой, которая защищает его от повреждений. Склера на передней части гла­за прозрачна и называется рого­вой оболочкой, или роговицей, которая действует как собирающая линза и обеспе­чивает 75% способности глаза преломлять свет.

За роговицей располагается радужная оболочка. В радужной оболочке есть круглое отверстие — зрачок. Радужная оболочка способна деформироваться и таким образом менять диаметр зрачка. Изменение это происходит рефлекторно (без участия сознания), в зависимости от ко­личества света, попадающего в глаз. Это свойство называется адаптацией.

Адаптация — способность глаза приспосабливаться к различной яркости наблюдае­мых предметов.

Внутри глаза, непосредственно за зрачком, рас­положен хрусталик, представляющий собой прозрачное упругое тело, имеющее форму двояковыпуклой линзы.

Кри­визна поверхностей хрусталика может меняться, благодаря чему изменяется оптическая сила. Это помогает регулировать расстояние от хрусталика до изображения предмета, которое должно попасть на сетчатку.

Сетчатка глаза — это его внутренняя оболочка, состоящая из разветвлённых нервных волокон и сосудов. 

Аккомодация — способность человеческого глаза преломлять световые лучи таким образом, чтобы видеть одинаково хорошо как на близких, так и на средних и дальних расстояниях.

Изображение, полученное на сетчатке через зрительный нерв, поступает в мозг.

В получении изображения так­же принимает участие стекловидное тело — прозрачная студенистая мас­са, которая заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой. Свет, попадающий на поверхность глаза, преломляется в роговице, хрусталике и стекловидном теле. В  результате на сетчатке получается действитель­ное, перевёрнутое, уменьшенное изображение предмета.

Источник: https://www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/svetovye-iavleniia-131515/opticheskaia-sila-linzy-glaz-kak-opticheskaia-sistema-opticheskie-pribory-174789/re-f790f77b-1792-4924-b3f9-4b4b9af52e4c

Оптическая система глаза: особенности и свойства

Оптическая система глаза: строение, физиология

  • Если рассмотреть глазное яблоко здорового человека под микроскопом, то можно выделить множество составляющих элементов, согласованная работа которых позволяет нам получать информацию об окружающем мире в виде цветных и объемных картинок.
  • Причем, конечный результат напрямую зависит не только от преломляющей силы, но и от расположения точки фокуса и его соотношения с длиной зрительной оси.
Читайте также:  Стафилококк в глазах: симптомы, лечение, профилактика

Оптическая система — совокупность элементов и сред, которые обеспечивают рассеивание, преломление и фокусировку света на сетчатке для создания четкого изображения. Основные ее элементы: роговица, влага передней камеры, хрусталик и стекловидное тело.

Условно можно предположить, что данная система является центрированным механизмом, со сферическими преломляющими поверхностями глаз и совпадающими оптическими осями.

Хотя на самом деле подобная оптика имеет много погрешностей, обусловленных тем, что сферичность роговицы определена только в центре, преломление в наружном слое хрусталика гораздо меньше, чем во внутреннем пространстве.

А степени преломления светового потока в двух перпендикулярных плоскостях совершенно разные.

Если добавить ко всему вышеперечисленному, что основные характеристики двух глаз одного человека зачастую не одинаковы и точно определяются трудно, то становится ясно, что определение каких-либо констант – задача довольно сложная.

В первую очередь оптическая система глаза предназначена для получения информации об окружающем мире через зрение. Данное понятие имеет множество характеристик и особенностей.

Ощущение света позволяет человеческому глазу воспринимать дневной и искусственный свет, а так же различать степень его интенсивности.

А благодаря природной адаптации глазного яблока оптическая система способна самостоятельно без помощи извне адаптироваться к освещенности различной яркости. Световую чувствительность обуславливает природный порог раздражителей светового характера.

Мало кому известно, что человеку с хорошим зрением под силу разглядеть даже небольшой огонек на расстоянии в несколько километров.

Чувствительность зрительного аппарата в первую очередь зависит от многих факторов, таких как интенсивность светового источника, его угловой размер и длина волны, а так же того времени которое действует на глаз световой раздражитель. Из-за ухудшения оптических характеристик склеры с возрастом чувствительность глазного яблока может сильно снижаться.

Оптическая система глаза обеспечивает единое зрительное восприятие обоих глаз, такое свойство зрения называется бинокулярностью. Это свойство обусловлено естественным рефлексом, обеспечивать слияние изображений, получаемых двумя глазами в единую картинку.

В связи с тем, что нервные элементы сетчатки двух глаз отличаются, при получении изображения каждым глазом происходит физиологическое двоение предметов, в зависимости от степени их удаления от нас.

Такое свойство зрения, дает возможность самостоятельно оценить, на каком расстоянии находится предмет, а так же оценить его рельефность. Подобная особенность зрения называется стереоскопичностью. Причем стереоскопичность доступна только при взгляде на предмет двумя глазами одновременно. Если смотреть на изображение одним глазом эффект рельефности становится недоступным.

Здесь, же стоит отметить, что в процессе зрения двум глазам отводится несколько разная роль. Тот элемент зрительной системы, который больше принимает участие в процессе формирования изображения, получил название ведущего глаза, а второй – ведомого.

Чтобы проверить подобное свойство оптической системы достаточно посмотреть на какое-либо изображение через отверстие в плотном экране поочередно двумя глазами, для ведущего элемента картинка будет стоять на месте, а для ведомого – несколько сместится.

За детализацию изображения или способность различить две точки раздельно на определенном расстоянии отвечает острота зрения. В первую очередь острота зрительного восприятия определена углом, который образуют лучи отраженные от крайних точек рассматриваемого предмета. Причем чем данный угол меньше, тем острота зрительного восприятия выше.

Такой показатель, как острота обусловлен размером колбочек, находящихся в сетчатке, в зоне желтого пятна, а так же некоторыми сопутствующими факторами, типа рефракции, размеров зрачка, степени прозрачности роговицы, эластичности хрусталика и много другого.

Оптика человеческого глаза – очень сложная система, которая требует к себе постоянного внимания, ведь своевременная профилактика некоторых заболеваний зрительного аппарата позволит сохранить ваше зрение на долгие годы.

5 из 5:

Источник: https://www.zrenimed.com/stroenie-glaza/opticheskaya-sistema-glaza

Физиология глаза

  • Министерство здравоохранения Российской Федерации
  • Саратовский Государственный Медицинский Университет
  • Кафедра глазных болезней
  • Заведующий кафедрой:
  • Преподаватель:
  • Реферат на тему:
  • Физиология глаза.
  • 4
  • Саратов 2003 г.
  • Зрительная сенсорная система, как и любая другая, состоит из трех отделов:
  1. Периферический отдел глазное яблоко, в частности — сетчатка глаза (воспринимает световое раздражение)
  2. Проводниковый отдел — аксоны ганглиозных клеток — зрительный нерв — зрительный перекрест — зрительный тракт — промежуточный мозг (коленчатые тела)- средний мозг (четверохолмие ) -таламус
  3. Центральный отдел — затылочная доля : область шпорной борозды и прилегающих извилин

Периферический отдел зрительной сенсорной системы .

Глаз — комплексное образование, состоящее из глазного яблока и вспомогательного аппарата (брови, веки, слезные железы).

С точки зрения сенсорной системы основным структурным компонентом глазного яблока является сетчатка, в которой заложены не только рецепторные клетки палочки и колбочки, но и часть проводящей и управляющей системы — цепь нейронов: биполярные, горизонтальные, амакриновые и ганглиозные клетки. Кроме того в сетчатке есть глиальные клетки, которые выполняют трофическую, опорную, разграничительную и защитную функции.

Остальные структуры глаза выполняют вспомогательные функции: светопроводящую, светопреломляющую, увлажняющую, различные виды защиты. Хотя эти функции не являются основными, но нарушение любой из них отражается на качестве и количестве зрительной информации вплоть до полного прекращения ее поступления в ЦНС.

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА, СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕТЧАТКИ

К оптической системе глаза относятся: роговица, водянистая влага, радужка, зрачок, хрусталик и стекловидное тело

Глазное яблоко, имеет шаровидную форму и помещается в костной воронке — глазнице. Спереди он защищен веками. По свободному краю века растут ресницы, которые защищают глаз от попадания в него частиц пыли.

У верхненаружного края глазницы расположена слезная железа, выделяющая слезную жидкость, омывающую глаз. Глазное яблоко имеет несколько оболочек, одна из которых — наружная — склера, или белочная оболочка (белого цвета).

В передней части глазного яблока она переходит в прозрачную роговицу (преломляет лучи света)

Под белочной оболочкой расположена сосудистая оболочка, состоящая из большого количества сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное тело и радужную оболочку (радужку). Она содержит пигмент, придающий цвет глазу. В ней имеется круглое отверстие — зрачок.

Здесь расположены мышцы, которые изменяют величину зрачка и, в зависимости от этого, в глаз попадает большее или меньшее количество света, т.е. происходит регуляция поступления потока света. Позади радужки в глазу располагается хрусталик, представляющий собой эластичную, прозрачную двояковыпуклую линзу, окруженную ресничной мышцей.

Его оптической функцией является преломление и фокусировка лучей, кроме того он отвечает за аккомодацию глаза. Хрусталик может менять свою форму — становиться более или менее выпуклые и соответственно сильнее или слабее преломлять лучи света. Благодаря этому человек способен отчетливо видеть предметы, расположенные на разном расстоянии.

Роговица и хрусталик обладают светопреломляющей способностью

За хрусталиком полость глаза заполняется прозрачной желеобразной массой — стекловидным телом, которое пропускает лучи света и является светопреломляющей средой.

Светопроводящие и светопреломляющие среды (роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) выполняют также функцию фильтрации света, пропуская только световые лучи с диапазоном длин волн от400 до 760 мкм. При этом ультрафиолетовые лучи задерживаются роговицей, а инфракрасные — водянистой влагой.

Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой, сложной по строению и наиболее функционально важной оболочкой — сетчаткой.

В ней выделяют два отдела: задний отдел или зрительную часть и передний отдел слепую часть. Граница, их отделяющая называется зубчатой линией.

Слепая часть прилежит изнутри к цилиарному телу и к радужной оболочке и представляет собой два слоя клеток:

  1. внутренний слой кубических пигментных клеток
  2. внешний слой призматических клеток, лишенных пигмента меланина.

В сетчатке ( в зрительной ее части) содержатся не только периферический отдел анализатора — рецепторные клетки , но и значительная часть его промежуточного отдела.

Фтоторецепторные клетки (палочки и колбочки) по данным большинства исследователей, являются своеобразно измененными нервными клетками и потому относятся к первично чувствующим или нейросенсорным рецепторам.

Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв.

Микроскопически в сетчатке выделяют 10 слоев :

  1. Слой пигментных клеток
  2. Слой палочек и колбочек
  3. Наружная глиальная пограничная мембрана
  4. Наружный ядерный слой
  5. Наружный сетчатый слой
  6. Внутренний ядерный слой
  7. Внутренний сетчатый слой
  8. Ганглиозный слой
  9. Слой нервных волокон
  10. Внутренняя глиальная пограничная мембрана
  1. В структурно-функциональном отношении ведущими элементами сетчатки являются нервные клетки, которые располагаются в три слоя:
  2. Наружный
  3. фоторецепторы (палочки и колбочки) Промежуточный
  4. Биполярные, горизонтальные и амакриновые нейроны Внутренний
  5. ганглиозные клеткиСуществует два типа связи между структурными элементами сетчатки:
  1. вертикальные образуют своеобразные вертикальные колонки, которые обеспечивают главным образом передачу нервных импульсов в центростремительном направлении.
  2. горизонтальные — обеспечивают обработку нервных импульсов

а) Фоторецепторами являются палочки и колбочки , расположенные в наружном слое сетчатки . Палочки и колбочки сходны по своему строению, они состоят из четырех участков:

  • Наружный сегмент — светочувствительный участок, где световая энергия преобразуется в рецепторный потенциал . Наружный сегмент заполнен мембранными дисками, образованными плазматической мембраной. В палочках в каждом наружном сегменте содержится 600 — 1000 дисков, которые представляют собой уплощенные мембранные мешочки, уложенные как столбик монет. В колбочках мембранных дисков меньше, они представляют собой складки плазматической мембраны.
  • Перетяжка — место, где наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой.
  • Внутренний сегмент — область активного метаболизма, заполненная митохондриями.

На уровне рецепторов происходит торможение и сигнал колбочки перестает отражать число поглощенных фотонов, а несет информацию о цвете, распределении и интенсивности света, падающего на сетчатку в окрестностях рецептора.

б) Горизонтальные клетки отвечают на свет гиперполяризацией с ярко выраженной пространственной суммацией. Суммация осуществляется по всему полю: и в центре, и на периферии. Одновременное включение пятна (возбуждает только центр рецепторного поля) и кольца (возбуждает только периферию поля) вызывает сложение ответов.

Горизонтальные клетки не генерируют нервных импульсов, но мембрана обладает нелинейными свойствами, обеспечивающими безимпульсное проведение сигнала без затухания. Существует 2 типа горизонтальных клеток:

  1. Клетки В-типа, или яркостные, всегда отвечают гиперполяризацией вне зависимости от длины волны света.
  2. Клетки С-типа, или хроматические, делятся на двух- и трехфазные.

Хроматические клетки отвечают гипер- или деполяризацией в зависимости от длины волны стимулирующего света.

  1. Двухфазные клетки бывают либо красно-зеленые (деполяризуются красным светом, гиперполяризуются зеленым), либо зелено-синие (деполяризуются зеленым светом, гиперполяризуются синим).
  2. Трехфазные клетки деполяризуются зеленым светом, а синий и красный свет вызывает гиперполяризацию мембраны.

в) В биполярных клетках гиперполяризация возникает при стимуляции центра поля, а возбуждение периферии приводит к деполяризации мембраны клетки . У клетки другого типа мембрана деполяризуется при стимуляции пятном и гиперполяризуется при включении кольца. Сигналы от рецепторов, поступающие на входы биполярных клеток, регулируются горизонтальными клетками.

г) Амакриновые клетки генерируют градуальные и импульсные потенциалы. Эти клетки отвечают быстротекущ

Источник: https://www.studsell.com/view/191100/

Физиология глаза

  • Физиология глаза
  • Министерство здравоохранения Российской Федерации
  • Саратовский Государственный Медицинский Университет
  • Кафедра глазных болезней
  • Заведующий кафедрой:
  • Преподаватель:
  • Реферат на тему:
  • 4
  • Саратов 2003 г.
  • Зрительная сенсорная система, как и любая другая, состоит из трех отделов:
  • 1. Периферический отдел –глазное яблоко, в частности — сетчатка глаза (воспринимает световое раздражение)
  • 2. Проводниковый отдел — аксоны ганглиозных клеток — зрительный нерв — зрительный перекрест — зрительный тракт — промежуточный мозг (коленчатые тела)- средний мозг (четверохолмие ) -таламус
  • 3. — затылочная доля : область шпорной борозды и прилегающих извилин
  • Периферический отдел зрительной сенсорной системы .

Глаз — комплексное образование, состоящее из глазного яблока и вспомогательного аппарата (брови, веки, слезные железы).

С точки зрения сенсорной системы основным структурным компонентом глазного яблока является сетчатка, в которой заложены не только рецепторные клетки – палочки и колбочки, но и часть проводящей и управляющей системы — цепь нейронов: биполярные, горизонтальные, амакриновые и ганглиозные клетки. Кроме того в сетчатке есть глиальные клетки, которые выполняют трофическую, опорную, разграничительную и защитную функции.

Остальные структуры глаза выполняют вспомогательные функции: светопроводящую, светопреломляющую, увлажняющую, различные виды защиты. Хотя эти функции не являются основными, но нарушение любой из них отражается на качестве и количестве зрительной информации вплоть до полного прекращения ее поступления в ЦНС.

ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА, СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕТЧАТКИ

К оптической системе глаза относятся: роговица, водянистая влага, радужка, зрачок, хрусталик и стекловидное тело

Глазное яблоко, имеет шаровидную форму и помещается в костной воронке — глазнице. Спереди он защищен веками. По свободному краю века растут ресницы, которые защищают глаз от попадания в него частиц пыли.

У верхненаружного края глазницы расположена слезная железа, выделяющая слезную жидкость, омывающую глаз. Глазное яблоко имеет несколько оболочек, одна из которых — наружная — склера, или белочная оболочка (белого цвета).

В передней части глазного яблока она переходит в прозрачную роговицу (преломляет лучи света)

Под белочной оболочкой расположена сосудистая оболочка, состоящая из большого количества сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное тело и Она содержит пигмент, придающий цвет глазу. В ней имеется круглое отверстие — зрачок.

Здесь расположены мышцы, которые изменяют величину зрачка и, в зависимости от этого, в глаз попадает большее или меньшее количество света, т. е. происходит регуляция поступления потока света. Позади радужки в глазу располагается хрусталик, представляющий собой эластичную, прозрачную двояковыпуклую линзу, окруженную ресничной мышцей.

Его оптической функцией является преломление и фокусировка лучей, кроме того он отвечает за аккомодацию глаза. Хрусталик может менять свою форму — становиться более или менее выпуклые и соответственно сильнее или слабее преломлять лучи света. Благодаря этому человек способен отчетливо видеть предметы, расположенные на разном расстоянии.

Роговица и хрусталик обладают светопреломляющей способностью

За хрусталиком полость глаза заполняется прозрачной желеобразной массой — стекловидным телом, которое пропускает лучи света и является светопреломляющей средой.

Светопроводящие и светопреломляющие среды (роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) выполняют также функцию фильтрации света, пропуская только световые лучи с диапазоном длин волн от400 до 760 мкм. При этом ультрафиолетовые лучи задерживаются роговицей, а инфракрасные — водянистой влагой.

Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой, сложной по строению и наиболее функционально важной оболочкой — сетчаткой . В ней выделяют два отдела: задний отдел передний отдел – слепую часть. Граница, их отделяющая называется зубчатой линией. Слепая часть прилежит изнутри к цилиарному телу и к радужной оболочке и представляет собой два слоя клеток:

— внутренний – слой кубических пигментных клеток

— внешний – слой призматических клеток, лишенных пигмента меланина.

В сетчатке ( в зрительной ее части) содержатся не только периферический отдел анализатора — рецепторные клетки , но и значительная часть его промежуточного отдела.

Фтоторецепторные клетки (палочки и колбочки) по данным большинства исследователей, являются своеобразно измененными нервными клетками и потому относятся к первично чувствующим или нейросенсорным рецепторам.

Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв.

  1. Микроскопически в сетчатке выделяют 10 слоев :
  2. 1. Слой пигментных клеток
  3. 2. Слой палочек и колбочек
  4. 3. Наружная глиальная пограничная мембрана
  5. 5. Наружный сетчатый слой
  6. 6. Внутренний ядерный слой
  7. 7. Внутренний сетчатый слой
  8. 9. Слой нервных волокон
  9. 10. Внутренняя глиальная пограничная мембрана
  10. В структурно-функциональном отношении ведущими элементами сетчатки являются нервные клетки, которые располагаются в три слоя:
фоторецепторы (палочки и колбочки) Биполярные, горизонтальные и амакриновые нейроны ганглиозные клетки
  • Существует два типа связи между структурными элементами сетчатки:
  • — горизонтальные — обеспечивают обработку нервных импульсов
  • а) Фоторецепторами

· Наружный сегмент — светочувствительный участок, где световая энергия преобразуется в рецепторный потенциал. Наружный сегмент заполнен мембранными дисками, образованными плазматической мембраной.

В палочках в каждом наружном сегменте содержится 600 — 1000 дисков, которые представляют собой уплощенные мембранные мешочки, уложенные как столбик монет.

В колбочках мембранных дисков меньше, они представляют собой складки плазматической мембраны.

· Перетяжка — место, где наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой.

· Внутренний сегмент — область активного метаболизма, заполненная митохондриями.

рецептора.

б) Горизонтальные клетки отвечают на свет гиперполяризацией с ярко выраженной пространственной суммацией. Суммация осуществляется по всему полю: и в центре, и на периферии. Одновременное включение пятна (возбуждает только центр рецепторного поля) и кольца (возбуждает только периферию поля) вызывает сложение ответов.

  1. Горизонтальные клетки не генерируют нервных импульсов, но мембрана обладает нелинейными свойствами, обеспечивающими безимпульсное проведение сигнала без затухания. Существует 2 типа горизонтальных клеток:
  2. 1) Клетки В-типа, или яркостные, всегда отвечают гиперполяризацией вне зависимости от длины волны света.
  3. 2) Клетки С-типа, или хроматические, делятся на двух- и трехфазные.
  4. Хроматические клетки отвечают гипер- или деполяризацией в зависимости от длины волны стимулирующего света.
  5. красно-зеленые (деполяризуются красным светом, гиперполяризуются зеленым), либо зелено-синие (деполяризуются зеленым светом, гиперполяризуются синим).

клетках гиперполяризация возникает при стимуляции центра поля, а возбуждение периферии приводит к деполяризации мембраны клетки. У клетки другого типа мембрана деполяризуется при стимуляции пятном и гиперполяризуется при включении кольца. Сигналы от рецепторов, поступающие на входы биполярных клеток, регулируются горизонтальными клетками.

г) Амакриновые клетки генерируют градуальные пятна и кольца. Во внутреннем синаптическом слое биполярные клетки управляют амакриновыми клетками и за счет обратной связи через синапсы с амакриновых на биполярные клетки медленные потенциалы (тонический характер ответа) биполярных клеток преобразуются в быс­тротекущую активность (фазный характер ответа) амакриновых клеток.

д) Ганглиозные клетки по своим свойствам являются нейронами обычного типа. В них возникают возбуждающие (деполяризационные) и тормозные (гиперполяризацонные) постсинаптические; потенциалы, которые и определяют частоту импульсов, распространяющихся по аксонам клетки в мозг.

Ганглиозные клетки, получающие сигналы непосредственно от биполярных , генерируют ответы тонического типа — импульсы возникают в течение действия стимула при стимуляции центра поля.

При дополнительном раздражении периферии происходит торможение разряда на включение стимула, а при выключении возникает длительный ответ.

активностью на изменение освещенности центра или периферии поля. В клетках этого типа конвергенция периферических рецепторов осуществляется через амакриновые клетки.

Рецептивные поля ганглиозных клеток подразделяются на простые и сложные. Простые рецептивные поля наличием латеральных взаимодействий через посредство амакриновых клеток. Ганглиозные клетки с простыми рецептивными полями, если они соединены колбочками, могут кодировать цвет.

Рецептивные поля ганглиозных клеток могут перестраиваться при изменении уровня адаптации и параметров стимулов. В основе перестройки поля лежит латеральное торможение. потока по меньшей площади.

Перестройка поля позволяет ганглиозной клетке посылать сигналы в мозг о перепадах освещенности в пределах поля — происходит выделение и подчеркивание контура изображения.

Это очень экономичный способ передачи информации, так как изображение кодируется не поточечно, а выделяются только существенные признаки изображения — контуры.

Родопсин : первичным рецепторным потенциалом. Он состоит из нескольких компонентов, которые можно выделить при понижении температуры. При температуре ниже нуля выделяется компонент, связанный со стереизомеризацией (когда метародопсин I переходит в метародопсин II).

Родопсин: рецепторный потенциал вторичный, генерируется в сетчатке позвоночных при освещении ее фоторецепторов. При этом наблюдается гиперполяризация мембраны палочки или колбочки. Величина мембранного потенциала рецепторной клетки меняется от -25 до -40 мВ. Амплитуда гиперполяризации увеличивается при увеличении интенсивности светового стимула.

Вторичный рецепторный потенциал палочек развивается медленнее, чем потенциал колбочек. Поэтому палочковая система более инертна, чем колбочковая. Если же по рецепторным потенциалам измерять спектральную чувствительность палочек, то окажется, что ее максимум находится в районе около 500 нм, что согласуется со спектром поглощения родопсина.

Процесс генерации гиперполяризующего рецепторного потенциала палочек и колбочек описывается следующей моделью. Конформационное изменение молекулы пигмента «активирует» ионы кальция или же вторичные внутриклеточные молекулы-переносчики, которые посредством процесса диффузии достигают натриевого канала в клеточной мембране наружных сегментов фоторецепторов.

В результате взаимодействия между молекулами-переносчиками и молекулами липопротеина в ионных натриевых каналах эти каналы закрываются и натриевая проводимость мембраны снижается. По сравнению с другими нервными клетками мембрана фоторецептора имеет в темноте сравнительно высокую натриевую проводимость, поэтому темновой ток через мембрану определяется потоком ионов натрия.

При освещении натриевая проводимость и темновой ток уменьшаются, в результате чего генерируется гиперполяризующий рецепторный потенциал. Эта гипотеза объясняет, почему вторичный рецепторный потенциал колбочек имеет меньшую латентность и более быстрый временной ход, чем рецепторный потенциал палочек.

Дело в том, что расстояние, которое должны пройти активированные молекулы-переносчики до ближайшего натриевого канала , в колбочках меньше, чем в палочках. В палочках большая часть молекул пигмента находится в образующей диски мембране наружного сегмента, тогда как в колбочках они находятся в складках самой клеточной мембраны.

Молекулы-переносчики в палочках, образующиеся через 1 -2 мс после поглощения фотона, должны сначала путем диффузии достичь клеточной мембраны, только после этого возможно взаимодействие с ионными натриевыми каналами.

Литература:

— «Физиология сенсорных систем». Ч. I. Л.,1971

— Школьник –Яррос Е. Г., Калинина А. В.«Нейроны сетчатки». М.,1986

— Капиносов И. К. «Гистофизиология сенсорных систем». Саратов ,1991

Источник: http://referat-lib.ru/view/referat-medicine/119/118240.htm

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector