Оптическая система глаза

На пути к сетчатке лучи света проходят через несколько прозрач-ных поверхностей: роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Прелом-ляющая сила оптической системы выражается в диоптриях. Одна ди-оптрия равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см. Преломляющая сила глаза равна 59 дптр при рассматривании далеких предметов и 70 дптр при рассматривании близких предметов.

Изображение на сетчатке получается действительным, уменьшенным и обратным.

Для хорошего видения предметов надо, чтобы его изображение попало на поверхность сетчатки. Когда человек смотрит вдаль, изо-бражение далеких предметов фокусируется на сетчатке и они видны ясно, зато близкие видны расплывчато, так как лучи собираются за сетчаткой. Видеть одновременно далекие и близкие предметы невоз-можно. Приспособление глаза к ясному видению называется аккомо-дацией. При этом происходит изменение кривизны хрусталика и, со-ответственно, его преломляющей способности. При рассматривании близких предметов хрусталик становится более выпуклым, а дале-ких — более плоским. Механизм аккомодации сводится к сокраще-нию ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика. Хрусталик заключен в капсулу, переходящую в связки, которые по-стоянно находятся в натянутом состоянии.

Для здорового глаза дальняя точка ясного видения лежит в беско-нечности. Далекие предметы он рассматривает без аккомодации, т.е. без сокращения ресничных мышц. Ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии 10 см от глаза. Максимальная аккомодация равна 10 дптр. С возрастом хрусталик становится менее эластичным, связки ослабевают и аккомодация становится слабой. Ближайшая точка ясного видения отодвигает-ся, развивается старческая дально-зоркость.

Существуют две основные ано-малии, связанные с измененной дли-ной глазного яблока.

Если продольная ось слишком длинная, то фокус будет находиться не на сетчатке, а перед ней, в стекло-видном теле. В это время на сетчат-ке образуется круг светорассеяния. При близорукости (миопии) точка яс-ного видения находится не в бес-конечности, а на довольно близ-ком расстоянии. Для коррекции перед глазом надо поместить во-гнутую линзу (рис. 57).

При дальнозоркости (гиперметропии) продольная ось глаза корот-кая и изображение остается за сетчаткой, а на ней — расплывчатое пятно. Для лучшего видения надо увеличить выпуклость хрусталика, для чего необходима двояковыпуклая линза. Такой вид дальнозорко-сти отличается от старческой механизмом возникновения.

Аномалией глаза является также и астигматизм — неодинаковое преломление лучей в разных направлениях. Это объясняется тем, что роговая оболочка глаза не является строго сферой и в разных направ-лениях преломляет неодинаково. Для коррекции зрения в данном случае необходимы фасеточные линзы.

Показатели восприятия пространства

Восприятие пространства характеризуют следующие показатели:

• острота зрения — максимальная способность различать отдельные объекты. Ее определяют но наименьшему расстоянию между двумя точками, которые глаз различает, т.е. видит отдельно. Нормальный глаз различает две точки, видимые под углом 1°. Максимальную остроту зрения имеет желтое пятно, к периферии сетчатки она уменьшается;

• наличие центрального и периферического зрения. Центральным зрением мы пользуемся, если изображение падает на желтое пятно, а периферическим — на остальные части сетчатки;

• наличие полей зрения — пространства, различимого глазом при фиксации взгляда в данной точке. Поля зрения для различных цветов неодинаковы: больше всего для черно-белых предметов, а меньше всего — для зеленого цвета;

• монокулярное и бинокулярное зрение. Оценка расстояния воз-можна при зрении одним глазом (монокулярное зрение) и двумя гла-зами (бинокулярное зрение), во втором случае она выше.

При взгляде на любой предмет у человека не возникает ощущения наличия двух предметов, хотя на сетчатке имеются два изображения. Это происходит потому, что изображения всех предметов попадают на идентичные участки сетчатки и два изображения сливаются в одно. При надавливании на глазное яблоко сбоку сразу же начинает двоить-ся в глазах, так как нарушается соответствие участков сетчатки.

Цветовое зрение

Существует две теории цветоощущения. Согласно трехкомпонент-ной теории, в сетчатке существует три вида колбочек. В основе ее ле-жат работы М.В. Ломоносова, в дальнейшем дополненные Т. Юнгом и Г.Гельмгольцем. Колбочки отличаются наличием в них различных светочувствительных веществ: одно из них чувствительно к красному цвету, другое — к зеленому, третье — к фиолетовому. Любой цвет влияет на все три вида колбочек, но в разной степени. Эти возбуждения сумми-руются зрительными нейронами и, дойдя до коры, дают то или иное ощущение цвета. Согласно другой теории (теории К. Геринга), в колбоч-ках сетчатки существуют три светочувствительных вещества: бело-чер-ное, красно-зеленое, зелено-синее. Под действием света эти вещества распадаются и дают ощущение белого, красного или желтого цвета.

В настоящее время подтверждение получила трехкомпонентная теория цветового зрения. Установлено, что часть нейронов активизи-руется лучами любой длины, такие клетки названы доминаторами. В других же ганглиозных клетках (модуляторах) импульсы возникают лишь при освещении лучами определенной длины. Выяснено, что од-ни колбочки максимально поглощают красно-оранжевые лучи, дру-гие — зеленые, третьи — синие. Трехкомпонентная теория также объ-ясняет такие факты, как последовательные цветовые образы и цвето-вая слепота.

Последовательные цветовые образы возникают при длительном рассматривании окрашенных предметов, а затем фиксации взгляда на белом листе. В этом случае предмет окрашивается в дополнитель-ные цвета. При длительном действии лучей определенной длины волны в колбочках расщепляется соответствующее светочувствительное ве-щество. Когда же на глаз действует белый цвет, входящие в его состав лучи той длины, которые ранее действовали на глаз, воспринимаются хуже, возникает ощущение дополнительного цвета.

Цветовая слепота, или дальтонизм, была открыта в XVIII в. физи-ком Дальтоном, который сам страдал этим заболеванием. Оно отмеча-ется у 8 % мужчин и 0,5 % женщин. Это генное заболевание, связанное с отсутствием определенных генов в непарной Х-хромосоме. Дальто-низм определяют с помощью цветовых таблиц, так как цветовая сле-пота важна для людей некоторых профессий.

Существует три разновидности цветовой слепоты: протанопия — «краснослепые», человек не воспринимает красного цвета, сине-го-лубые лучи кажутся ему бесцветными; дейтеранопия — «зеленосле-пые», человек не отличает зеленого цвета от темно-красного и голубого; тританопия — человек не воспринимает лучи синего и фиолетового цвета (встречается редко).

Все эти аномалии хорошо объясняются трехкомпонентной теорией. Каждая из них является результатом отсутствия одного из трех цвето-воспринимающих веществ, располагающихся в колбочках. Иногда имеет место и полная цветовая слепота, развивающаяся в результате повреждения всего колбочкового аппарата. При этом человек видит все предметы черно-белыми.

Зрение в онтогенезе

Эмбриональное развитие зрительного анализатора начинается срав-нительно рано — на 3-й неделе внутриутробного периода. К моменту рождения ребенка он в основном сформирован, однако совершенство-вание его заканчивается к 8— 10 годам. Развитие сетчатки завершается к концу года. Зрительные нервные пути заканчивают формироваться к 3-4-му месяцу после рождения. Созревание и дифференцировка коркового отдела анализатора завершается лишь к 7 годам. В первые дни жизни новорожденного движения глаз не координированы, один глаз может двигаться независимо от другого. Новорожденные не могут фиксировать взгляд при рассматривании предметов. Эта способность формируется в возрасте от 5 дней до 3—5 месяцев (в конце первого ме-сяца жизни она устойчива в течение 1—1,5 мин, а к трем месяцам — 7—10 мин) и совершенствуется в возрасте от 3 до 7 лет.

Как уже отмечалось, изображение на сетчатке получается действи-тельным, уменьшенным и обратным. То обстоятельство, что человек видит предметы не в перевернутом, а в естественном виде, объясняется жизненным опытом и взаимодействием анализаторов. Ребенок же в первые месяцы после рождения путает верх и низ предмета. Если показать ему горящую свечу, то он, чтобы схватить пламя, протянет руку к нижнему концу свечи.

Что касается цветового зрения, то дети начинают различать жел-тый, зеленый и красные цвета уже с 3-месячного возраста. Распозна-вание цветов в столь раннем возрасте обусловлено их яркостью, а не спектральной характеристикой глаза. Полностью различать цвета дети начинают с конца 3-го года жизни. В школьном возрасте цветовая чувствительность глаза повышается.

В 1,5-2 месяца появляются мигательные рефлексы при быстром приближении предмета. Зрительные условные рефлексы вырабаты-ваются с первых месяцев жизни ребенка, однако чем меньше возраст ребенка, тем нужно большее число сочетаний условного зрительного сигнала и безусловного раздражителя для выработки устойчивого зрительного рефлекса.

18. Слуховая сенсорная система, строение, развитие, возрастные особенности.

Слуховой анализатор представляет собой совокупность механиче-ских, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализи-рующих звуковые колебания. Периферический отдел слухового ана-лизатора представлен слуховым органом, состоящим из наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 58).

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода.

Основу ушной раковины составляет эластичный хрящ, дополнен-ный кожной складкой — мочкой, заполненной жировой тканью. Уш-ная ракбвина у новорожденного уплощена, хрящ ее мягкий, кожа тонкая, мочка имеет небольшие размеры. Наиболее быстро ушная ра-ковина растет в течение первых двух лет и после 10 лет. В длину она растет быстрее, чем в ширину. Свободный край раковины завернут внутрь в форме завитка, а с ее дна поднимается противозавиток. Ме-диальнее последнего располагается полость раковины, в глубине ко-торой находится отверстие наружного слухового прохода. Спереди от него располагается козелок, сзади — противокозелок.

Наружный слуховой проход имеет длину 24 мм и оканчивается бара-банной перепонкой. Первая треть слухового прохода является хряще-вым продолжением раковины, остальные две трети костные и распо-лагаются в пирамиде височной кости. Наружный слуховой проход у новорожденного узкий и длинный (15 мм), круто изогнут, имеет су-жение, медиальный и латеральный отделы его расширены. Стенки наружного слухового прохода хрящевые, за исключением барабанно-го кольца. Длина слухового прохода у ребенка 1 года составляет 20 мм, а 5 лет — 22 мм. Слуховой проход выстлан кожей с тонкими волокна-ми и видоизмененными потовыми железками, выделяющими ушную серу. Все это защищает барабанную перепонку от неблагоприятных воздействий внешней среды. Барабанная перепонка отделяет наруж-ное ухо от среднего. Она состоит из коллагеновых волокон, снаружи покрыта эпидермисом, а внутри — слизистой оболочкой. Барабанная перепонка у новорожденного хорошо развита. Ее высота равна 9 мм, ширина — 8 мм, как у взрослого человека, и образует угол в 35-40°.

Среднее ухо состоит из барабанной полости, слуховых косточек и слуховой трубы.

На передней стенке барабанной полости располагается отверстие слуховой трубы, через которое она заполняется воздухом. На задней стенке полости открываются ячейки сосцевидного отростка, а на ме-диальной размещаются окно преддверия и окно улитки, которые ведут во внутреннее ухо. Барабанная полость у новорожденного по разме-рам такая же, как у взрослого. Слизистая оболочка утолщена, и поэто-му барабанная полость заполнена жидкостью. С началом дыхания она поступает через слуховую трубу в глотку и проглатывается. Стенки ба-рабанной полости тонкие, особенно верхняя. Задняя стенка имеет широкое отверстие, ведущее в сосцевидную полость. Сосцевидные ячейки у грудных детей отсутствуют из-за слабого развития сосцевид-ного отростка. Окно улитки затянуто вторичной барабанной пере-понкой.

В среднем ухе располагаются три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя. Молоточек соединяется с одной стороны с бара-банной перепонкой, а с другой — с телом наковальни. Длинный от-росток последней сочленяется с головкой стремени. Основание стре-мени прилегает к окну преддверия. Слуховые косточки у новорож-денного имеют размеры, близкие к таковым у взрослого. Все три косточки соединяют барабанную перепонку с внутренним ухом.

Слуховая труба — это длинный (3,5 см) и узкий (2 мм) хрящевой канал, который переходит в костный со стороны пирамиды. Труба служит для выравнивания давления воздуха на барабанную перепон-ку. Отверстие трубы в глотке находится в спавшемся состоянии и воз-дух в барабанную полость поступает лишь при глотании или зевании.

Слуховая труба у новорожденного прямая, широкая и короткая, дли-ной 17—18 мм. В течение первого года жизни она растет медленно (20 мм), на втором году быстрее (30 мм). В 5 лет длина ее составляет 35 мм, у взрослого человека — 35—38 мм. Просвет слуховой трубы су-живается от 2,5 мм в 6 месяцев до 2 мм в 2 года и 1 —2 мм в 6 лет.

Внутреннее ухо, или лабиринт, имеет двойные стенки: перепонча-тый лабиринт вставлен в костный. Между ними находится прозрач-ная жидкость — перилимфа, а внутри перепончатого — эндолимфа.

Костный лабиринт состоит из преддверия, улитки и трех полу-кружных каналов. Преддверие представляет собой овальную полость, соединяющуюся с барабанной полостью с помощью перегородки с двумя окнами: овальным (окно преддверия) и круглым (окно улит-ки). В преддверие открываются отверстия трех полукружных каналов и спиральный канал улитки. Строение полукружных каналов будет рассмотрено при описании вестибулярного анализатора. Костная улитка представляет собой спиральный канал, имеющий два с поло-виной оборота вокруг стержня улитки. От стержня отходит костная спиральная пластинка, не доходящая до наружной стенки канала. От свободного конца спиральной пластинки до противоположной стен-ки улитки натянуты две мембраны — спиральная и вестибулярная, которые ограничивают улитковый проток. Улитковый проток делит улитку на две части, или лестницы. Верхняя часть, или лестница пред-дверия, начинается от овального окна преддверия и идет до вершины улитки, где через маленькое отверстие сообщается с нижним каналом, или барабанной лестницей. Она располагается от верхушки улитки до круглого окна улитки. Вестибулярная и барабанная лестницы запол-нены перилимфой, а просвет улиткового протока — эндолимфой. Внутреннее ухо у новорожденного развито хорошо, его размеры близ-ки к таковым у взрослого человека. Костные стенки полукружных ка-налов тонкие, постепенно утолщаются за счет окостенения в пирами-де височной кости.

На спиральной мембране лежит спиральный орган, состоящий из опорных и рецепторных клеток. На опорных клетках цилиндриче-ской формы лежат рецепторные волосковые клетки, которые имеют на своей верхней части выросты, представленные крупными микро-ворсинками (стереоцилиями). Волосковые клетки бывают наружны-ми, располагающимися в три ряда, и внутренними, образующими только один ряд. Между наружными и внутренними волосковыми клетками лежит кортиев туннель, выстланный столбчатыми клетками.

Реснички наружных и внутренних волосковых клеток соприкасаются с покровной (текториальной) мембраной. Эта мембрана представляет собой однородную желеобразную массу, прикрепленную к клеткам эпителия. Спиральная мембрана неодинакова по ширине: у человека вблизи овального окна ее ширина составляет 0,04 мм, а затем по на-правлению к вершине улитки, постепенно расширяясь, она достигает в конце 0,5 мм. В базальной части спирального органа располагаются рецепторные клетки, воспринимающие более высокие частоты, а в апи-кальной части (на вершине улитки) — клетки, воспринимающие только низкие частоты.

Базальные части рецепторных клеток контактируют с нервными волокнами, которые проходят в базальной мембране, а затем выходят в канал спиральной пластинки. Далее они идут к нейронам спираль-ного ганглия, лежащего в костной улитке, где и начинается провод-никовый отдел слухового анализатора. Аксоны нейронов спирально-го узла образуют волокна слухового нерва, который входит в мозг между нижними ножками мозжечка и мостом и направляется в по-крышку моста, где имеет место первый перекрест волокон и образуется латеральная петля. Часть ее волокон оканчивается на клетках нижнего двухолмия, где находится первичный слуховой центр. Другие волокна латеральной петли в составе ручки нижнего двухолмия подходят к ме-диальному коленчатому телу. Отростки клеток последнего образуют слуховую лучистость, оканчивающуюся в коре верхней височной из-вилины (корковый отдел слухового анализатора).