Анатомо-физиологические аспекты зрительной системы

Зрительная система - оптико-биологическая бинокулярная <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B7%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> (стереоскопическая) система, эволюционно возникшая у животных и способная воспринимать видимое излучение <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> электромагнитного спектра <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80> (свет <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82>), создавая изображение <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%B7%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>, в виде ощущения <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%89%D1%83%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5> (сенсорного чувства <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%83%D0%B2%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE>) положения предметов в пространстве. Зрительная система обеспечивает функцию зрения. Функция глаза состоит в получении зрительной информации от окружающей среды и передаче ее в сенсорные области головного мозга.

Функции зрительной системы

1. Светоощущение

.   цветоощущение

.   восприятие формы и движения объектов (острота зрения, поле зрения)

.   бинокулярное зрение (способность зрительной системы соединять изображение с двух глаз в один образ и локализовать его по направлению и глубине).

Функция зрения осуществляется благодаря сложной системе различных взаимосвязанных структур, образующих зрительный анализатор, который состоит из трёх отделов:

периферического - рецепторы сетчатой оболочки глаза;

проводникового - зрительные нервы, передающие возбуждение в головной мозг;

центрального - подкорковые и стволовые центры (латеральные коленчатые тела, подушка таламуса, верхние холмики крыши среднего мозга), а также зрительная область в затылочной доле коры больших полушарий головного мозга.

Анатомическим образованием сенсорной зрительной системы, по сути, её периферическим отделом, является глаз - парное, почти сферическое образование диаметром 24 мм и весом 6-8 г, расположенное в глазницах черепа (рис. 1).

 

Рис. 1. Схематическое изображение глазного яблока человека

 

Глаз укреплен здесь при помощи четырех прямых и двух косых мышц, управляющих его движениями. Форма глаза поддерживается за счет гидростатического давления (25 мм рт. ст.) водянистой влаги и стекловидного тела.

Человеческий глаз воспринимает световые волны лишь определенной длины - приблизительно от 380 до 770 нм. Чувствительность глаза к свету варьирует: в темноте повышается, на свету снижается. Способность глаза приспосабливаться к восприятию света разной яркости носит название зрительной адаптации. Расстройство темновой адаптации выражается в снижении способности ориентироваться в пространстве при недостаточной освещенности, вплоть до утраты возможности к передвижению. Это состояние называется гемералопией («куриная слепота»). Гемералопия может возникнуть при гиповитаминозе А, в результате инфекционных болезней, плохого питания и др. Световая адаптация - это приспособление органа зрения к высокому уровню освещенности, протекающее достаточно быстро (50-60 сек). Так, если человек входит из темноты в ярко освещённую комнату, у него возникает временное ослепление, которое быстро проходит. Люди с нарушенной световой адаптацией лучше видят в сумерках, чем на свету. Световые лучи от рассматриваемых предметов проходят через оптическую систему глаза (роговицу, хрусталик и стекловидное тело) и фокусируются на его внутренней оболочке (сетчатке), которая является собственно зрительным рецептором, потому что здесь сосредоточены светочувствительные клетки - фоторецепторы (колбочки и палочки) [6, 19].

Светоощущение является наиболее тонкой функцией органа зрения. Благодаря ему, человек обладает способностью определять свет по яркости, интенсивности и может видеть не только днем, но и в сумерки. Сетчатка состоит из 10 слоёв, но в светоощущении участвуют 2, 6 и 9-й (рис. 2).

 

Рис. 2. Схема строения сетчатки глаза человека

- пигментный слой; II - слой палочек и колбочек; III - наружный ядерный слой; IV - наружный сетчатый слой; V - слой горизонтальных клеток; VI - слой биполярных клеток (внутренний ядерный); VII - слой амакриновых (однополюсных грушевидных) клеток; VIII - внутренний сетчатый слой; IX - слой ганглиозных клеток; X - слой волокон зрительного нерва В сетчатке человека насчитывается примерно 5-6 млн. колбочек и 120 млн. палочек (рис. 3).

Рис. 3. Строение палочки и колбочки сетчатки глаза

 

А - палочка: 1 - наружный членик; 2 - внутренний членик; 3 - волокно; 4 - ядро; 5 - конечная пуговка.

Б - колбочка: 1 - наружный членик; 2 - внутренний членик; 3 - ядро; 4 - волокно; 5 - ножка

Колбочки являются носителями цветного, дневного зрения, палочки - носителями светоощущения в сумеречных (бесцветовых) условиях. Чувствительность палочек зависит от концентрации зрительного пурпура в них и нервных элементов зрительного анализатора.

Самым важным и очень тонким местом сетчатки является так называемое пятно сетчатки («жёлтое пятно») с центральной ямкой, где сосредоточена основная масса колбочек. По мере продвижения к периферии плотность колбочек снижается, но одновременно увеличивается плотность палочек. Колбочки, обладающие высокой разрешающей способностью, в основном обеспечивают дневное цветоощущение и участвуют в точном восприятии формы, цвета и деталей предмета. Жёлтое пятно, особенно его центральная ямка, - место наиболее чёткого, так называемого центрального зрения. Способность оптической системы глаза строить чёткое изображение на сетчатке называют остротой зрения, в основе которой лежит разрешающая способность глаза, т. е. его способность воспринимать раздельно две точки при минимальном расстоянии между ними. Если лучи, исходящие от двух рядом расположенных точек, возбуждают одну и ту же, или две соседние колбочки, то обе точки воспринимаются как одна более крупная. Для их раздельного видения необходимо, чтобы между возбужденными колбочками находилась еще хоть одна. Следовательно, максимально возможная острота зрения зависит от толщины колбочек в центральной ямке желтого пятна. Острота зрения несколько меняется в зависимости от силы освещения. При одной и той же освещенности острота зрения может значительно меняться. При утомлении острота зрения понижается.

По мере удаления от жёлтого пятна количество колбочек уменьшается, а число палочек возрастает; на периферии сетчатки имеются только палочки. Палочки, имеющие малую разрешающую способность, но, в то же время, очень высокую световую чувствительность, способствуют восприятию предметов в сумерках или ночью («сумеречное зрение»).

Отделы сетчатки вокруг жёлтого пятна обеспечивают периферическое, или боковое, зрение, при котором форма предмета воспринимается менее четко. Поэтому, если центральное зрение дает возможность рассматривать мелкие детали и опознавать предметы, то периферическое зрение является очень важной функцией, расширяющей возможности свободной ориентации в пространстве. Оно определяется полем зрения, которое охватывается одновременно фиксированным глазом. Без периферического зрения человек практически слеп, он не может передвигаться без посторонней помощи. При нормальном поле зрения человек способен в известных пределах обозревать предметы и явления целостно, одновременно, во взаимных связях и отношениях, охватывать взором дистантно расположенные предметы. Поле зрения у детей несколько меньше, чем у взрослых, что, является одной из причин повышенной частоты дорожно-транспортных происшествий с детьми. Значительное концентричное сужение поля зрения происходит при пигментной дистрофии сетчатки и глаукоме (так называемое «трубочное зрение»). Встречаются изменения поля зрения, связанные с частичным его выпадением в центре или на периферии сетчатки глаза (скотомы). Наличие в поле зрения небольших скотом ведёт к возникновению теней, пятен, кругов, овалов, дуг, осложняя восприятие предметов, затрудняя чтение и письмо. Последнее становится невозможным при обширных двусторонних скотомах.

Зрительный анализатор обеспечивает выполнение сложнейших зрительных функций.

Принято различать пять основных зрительных функций:

) центрального зрения;

) периферического зрения;

) бинокулярного зрения;

) светоощущения;

) цветоощущения.

Центральное зрение требует яркого света и предназначено для восприятия цветов и объектов малых размеров.

Особенностью центрального зрения является восприятие формы предметов. Поэтому эта функция иначе называется форменным зрением.

Состояние центрального зрения определяется остротой зрения.

Форменное зрение развивается постепенно: оно обнаруживается на 2-3 месяце жизни ребенка; перемещение взора за движущимся предметом формируется в возрасте 3-5 месяцев; на 4-6 месяце ребенок узнает ухаживающих за ним родственников; после 6 месяцев ребенок различает игрушки - Vis-0,02-0,04, от года до двух лет Vis-0,3-0,6.

Узнавание формы предмета у ребенка появляется раньше (5 месяцев), чем узнавание цвета.

Бинокулярное зрение - способность пространственного восприятия, объема и рельефа предметов, видение двумя глазами. Его развитие начинается на 3-4 месяце жизни ребенка, а формирование заканчивается к 7-13 годам. Совершенствуется оно в процессе накопления жизненного опыта. Нормальное бинокулярное восприятие возможно при взаимодействии зрительно-нервного и мышечного аппаратов глаза. У слабовидящих детей бинокулярное восприятие чаще всего нарушено. Одним из признаков нарушения бинокулярного зрения является косоглазие - отклонение одного глаза от правильного симметричного положения, что осложняет осуществление зрительно-пространственного синтеза, вызывает замедленность темпов выполнения движений, нарушение координации и т. д.

Периферическое зрение действует в сумерках, оно предназначено для восприятия окружающего фона и крупных объектов, служит для ориентировки в пространстве. Этот вид зрения обладает высокой чувствительностью к движущимся предметам. Состояние периферического зрения характеризуется полем зрения. Поле зрения - это пространство, которое воспринимается одним глазом при его неподвижном положении. Изменение поля зрения (скотома) может быть ранним признаком некоторых глазных заболеваний и поражения головного мозга [24, с. 58].

Благодаря цветовому зрению человек способен воспринимать и различать все многообразие цветов в окружающем мире. Появление реакции на различение цвета у маленьких детей происходит в определенном порядке. Быстрее всего ребенок начинает узнавать красный, желтый, зеленый цвета, а позднее - фиолетовый и синий.

Глаз человека способен различать разнообразные цвета и оттенки при смешивании трех основных цветов спектра: красного, зеленого и синего (или фиолетового).

Выпадение или нарушение одного из компонентов называется дихромазией. Впервые это явление описал английский ученый-химик Дальтон, который сам страдал этим расстройством. Поэтому нарушения цветового зрения в некоторых случаях называют дальтонизмом. При нарушении восприимчивости красного цвета красные и оранжевые оттенки детям кажутся темно-серыми или даже черными. Желтый и красный сигнал светофора для них - один цвет.

Тона цветного спектра отличаются друг от друга по трем признакам: цветовому тону, яркости (светлоте) и насыщенности. Развитие контрастности в обучении детей с нарушениями зрения имеет важное значение. Усиление яркости, насыщенности и контрастности обеспечит более четкое восприятие изображаемых предметов и явлений.

У слабовидящих детей расстройства цветоразличения зависят от клинических форм слабовидения, их происхождения, локализации и течения. У незрячих вместо зрения управление движениями рук заменяются мышечным чувством.

Светоощущение - способность сетчатки воспринимать свет и различать его яркость. Различают световую и темновую адаптацию. Нормально видящие глаза обладают способностью приспосабливаться к разным условиям освещения. Световая адаптация - приспособление органа зрения к высокому уровню освещения. Световая чувствительность появляется у ребенка сразу же после рождения.

Дети, у которых нарушена световая адаптация, в сумерках видят лучше, чем на свету. У некоторых детей с нарушением зрения отмечается светобоязнь [26, с. 58].