Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Оборудование:методические материалы, таблицы для определения остроты зрения, рулетка длиной 5 м, эстезиометр, чашка Петри, гири, разновесы.
|
|
Вопросы для теоретической подготовки:
1. Строение зрительного анализатора. Строение глаза. Отделы зрительного анализатора.
2. Слуховой анализатор. Строение органа слуха. Отделы слухового анализатора.
3. Вестибулярный анализатор.
4. Кинестетический (двигательный) анализатор.
5. Внутренние (висцеральные) анализаторы.
6. Кожный анализатор (температурный, тактильный).
7. Вкусовой и обонятельный анализатор.
8. Болевой анализатор.
9. Гигиена анализаторов.
Органы чувств. Сенсорные системы. Живой организм не может существовать, не получая информации о состоянии и происходящих изменениях во внешней и внутренней среде и во всех частях тела. Восприятие раздражений из внешней и внутренней среды осуществляется рецепторами, специализированными образованиями, трансформирующими (преобразующими) энергию внешнего раздражения в нервные импульсы. Сигналы, поступающие в центральную нервную систему с рецепторов, вызывают либо новые реакции, либо изменяют течение происходящей в данный момент деятельности.
С давних времен у человека были известны пять чувств: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус и соответственно пять органов чувств: глаз, ухо, кожа, слизистая оболочка носа, язык.
Рецепторы органов чувств, несущие информацию в центральную нервную систему об изменениях во внешней среде, называются экстерорецепторами. И.М. Сеченовым был открыт новый вид чувствительности – суставно-мышечное чувство, чувство положения и движения конечностей. Закрыв глаза, человек совершенно точно может сказать, в каком положении у него находятся конечности, согнуты или разогнуты крупные суставы, пальцы. Рецепторы суставно-мышечного чувства называются проприорецепторами; к ним сейчас относят и вестибулорецепторы органа, равновесия во внутреннем ухе.
Во внутренних органах находятся многочисленные интерорецепторы, улавливающие тончайшие изменения во внутренней среде организма. Имеются рецепторы, реагирующие на изменения в химическом и газовом составе крови – хеморецепторы; в осмотическом давлении крови – осморецепторы; в температуре – терморецепторы; в объеме крови, притекающей к левому предсердию, – волюмрецепторы; механорецепторы, реагирующие на давление и растяжение органа. Большое количество рецепторов имеется в слизистых оболочках пищеварительного тракта, в стенках кровеносных сосудов и других органах (мочевой, желчный пузырь, легкие, сердце и др.).
Общие свойства рецепторов. Понятие об анализаторах. Все рецепторы отличаются очень высокой возбудимостью. Порог раздражения рецепторов, т.е. то количество энергии, которое необходимо для возникновения возбуждения, чрезвычайно низок. Так, рецепторы глаза могут возбуждаться единичными квантами света.
С увеличением силы раздражения растет интенсивность ощущения. Та минимальная величина прироста раздражения, которая ощущается испытуемым, называется порогом различения. Например, для различения тяжести двух грузов необходимо, чтобы разница в массе составляла не менее 3%; для 100 г это будет масса в 103 г, а для 200 г – 206 г.
Почти все рецепторы обладают свойством адаптации, т.е. приспособления к силе действующего раздражителя. При сильных раздражениях возбудимость рецепторов понижается, а при слабых повышается. Субъективно это выражается в привыкании к действию запаха, шума, давления одежды. Так, человек, входя в помещение, только в первый момент ощущает специфический запах; пробыв некоторое время, он перестает его замечать. Неспособны к адаптации только вестибуло- и проприорецепторы. Механизм адаптации сложный. При этом изменяется как частота импульсации с рецепторов, так и состояние нервных центров.
Каждый род раздражения воспринимается специальным рецептором. Тот вид энергии, к восприятию которого рецептор приспособился в процессе эволюции и чувствительность, к которому чрезвычайно велика, носит название адекватного раздражителя. Так, возбуждение рецепторов глаза может возникнуть под действием отдельных квантов света, а органа обоняния – под действием отдельных молекул пахучего вещества. Однако сильные неадекватные раздражители могут вызвать возникновение элементарного (простейшего) ощущения. Удар по уху вызывает ощущение звона, давление на глаз – вспышки света.
Энергия внешнего раздражения трансформируется в рецепторе в нервные импульсы. В этом заключается основная функция рецептора – менять материальный носитель информации, т.е. кодировать любой вид энергии – химической, механической, термической, световой, в нервные импульсы. По чувствительным, афферентным нервным путям импульсы проводятся к соответствующим чувствительным зонам коры головного мозга, где формируется специфическое ощущение – вкусовое, обонятельное, зрительное и др.
Сложную систему, состоящую из трех звеньев: 1 – рецептора, 2 – афферентного проводящего пути и 3 – зоны коры, куда проецируется данный вид чувствительности, И.П. Павлов назвал анализатором.
Анализатор – единая функциональная система, начинающаяся рецепторами, и заканчивающаяся в клетках коры больших полушарий, специально приспособленная к восприятию и анализу раздражителей (раздражений) из внешней или внутренней среды, формированию ощущений и общего представления о предмете.
Сенсорной системой, как правило, называют анализатор с дополнительными анатомическими образованиями, обеспечивающими передачу энергии раздражителя к рецепторам.
Таким образом, все анализаторы и сенсорные системы состоят из трех тесно связанных между собой отделов: периферического, проводникового, центрального. Различие этих понятий связано с периферическим звеном. В остальном понятия «сенсорная система» и «анализатор» являются синонимами.
Говоря о периферическом отделе анализатора имеют в виду рецепторы, эволюционно приспособленные для восприятия раздражителя определенной природы. Например, периферический отдел зрительного анализатора – фоторецепторы (палочки, колбочки), расположенные в сетчатке глаза.
Под периферическим отделом сенсорной системы понимают совокупность рецепторов и дорецепторного звена – вспомогательных образований, облегчающих восприятие раздражителя, которые вместе часто образуют специальные органы – органы чувств. Например, периферический отдел зрительной сенсорной системы – глаз, включающий дорецепторное звено – оптическую систему и рецепторы сетчатки – палочки и колбочки.
Информация о раздражителе передается в ЦНС главным образом при помощи частотного (сенсорного) кода. В зависимости от биологического значения, силы и длительности действия стимула рецепторы по-разному формируют нервные биотоки, несущие эту информацию в виде импульсов разной частоты.
Проводниковый отдел анализатора (сенсорной системы) представлен чувствительным нервом и рядом подкорковых ядер, через которые проходит информация от рецепторов в кору больших полушарий.
В пределах центральной нервной системы в проводниковом отделе различают специфическую и неспецифическую части. Специфическая часть проводникового отдела (специфический путь) для каждого анализатора (сенсорной системы) своя. По этому пути распространяется в виде частотного кода информация, воспринятая рецепторами именно этого анализатора. Неспецифическая часть проводникового отдела (неспецифический путь) общая для всех анализаторов. Он представлен системой ядер ретикулярной формации, куда «стекается» информация, воспринятая рецепторами любого анализатора.
Посредником, в котором сходятся все раздражения от внешнего и внутреннего мира, является часть промежуточного мозга, называемая таламус. Сенсорные сигналы, видоизменяясь здесь и получая соответствующую эмоциональную окраску, направляются к подкорковым и корковым центрам, чтобы организм мог адекватно приспособиться к постоянно меняющейся среде.
С функциональной точки зрения различают специфические и неспецифические ядра таламуса.
Специфические ядра таламуса своими волокнами достигают первичных (специфических) сенсорных областей коры больших полушарий и образуют синапсы на ограниченном числе ее клеток. При раздражении специфических ядер одиночными электрическими импульсами в соответствующих ограниченных областях коры быстро (латентный период 1-6 мс) возникает реакция в виде первичного ответа. Таким образом, без распространения нервного импульса по специфическому пути невозможно возникновение специфических ощущений.
Импульсы от неспецифических таламических ядер поступают одновременно в разные участки коры больших полушарий. Ответная реакция имеет большой латентный период (10-50 мс) и возникает почти со всей поверхности коры, диффузно. Регистрируемые в клетках коры потенциалы имеют волнообразный характер.
Неспецифические ядра таламуса, связанные с ретикулярной формацией, активируют клетки коры, чем облегчают деятельность корковых нейронов при поступлении к ним импульсов от специфических ядер. Таким образом, распространение нервных импульсов по неспецифическому пути необходимо для поддержания тонуса коры, оптимального уровня возбудимости ее клеток. Без такой постоянной активации становится невозможным осуществление любой сознательной психической деятельности.
Наиболее сложно устроен центральный отдел анализатора (сенсорной системы). Он представлен сенсорной (чувствительной) областью коры больших полушарий, куда приходят афферентные волокна восходящих сенсорных путей. И.П. Павлов различал в центральном отделе каждого анализатора «ядерную зону» и «периферическую зону». Повреждение ядерной зоны, по Павлову, приводит к грубым нарушениям данной сенсорной функции.
В современной физиологии в ядерной зоне анализаторов выделяют первичную и вторичную сенсорную кору, а периферическую зону называют третичной сенсорной корой (рис. 14).
Сенсорный код, сформировавшийся в начальной части анализатора, передается по проводниковому отделу в кору, в первичную зону данного анализатора. В первичной коре каждая группа нейронов получает информацию по топическому принципу, т.е. от строго определенной группы периферических рецепторов, поэтому первичную сенсорную кору называют проекционной. Здесь возникает первичный сенсорный ответ – результат высшего наиболее тонкого анализа, осуществляемого корой головного мозга. Вследствие такого анализа происходит формирование ощущений, на основе которых создается возможность узнавания того или иного предмета внешнего мира.
Рис. 14. Карта цитоархитектонических полей коры головного мозга.
Конвекситальная поверхность коры больших полушарий: а – первичные поля; б – вторичные поля; в – третичные поля. Теменная доля: 1 – заднецентральная извилина, 2 – верхнетеменная долька. Височная доля: 3 – верхняя височная извилина, 4 – первичная слуховая кора в верхней височной извилине, 5 – средняя височная извилина. Затылочная доля: 6 – первичная зрительная кора на затылочном полюсе, 7 – вторичная зрительная кора
Ощущение – отражение в коре головного мозга отдельных свойств предметов объективного мира, возникающее в результате непосредственного воздействия их на рецепторы. Ощущение является базовым психическим процессом, лежащим в основе всех видов сознательной психической деятельности. Ощущение – исходный и неразложимый элемент познания.
Особенность ощущений – их модальность: ощущения, различные по качеству, не сравнимы между собой (осязательные, зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, болевые, мышечно-суставные и др.). Например, в первичной зрительной коре формируются ощущения цвета, линии, движения и т.д. Таким образом, первичная сенсорная кора является модально специфичной: в первичной зоне каждого анализатора формируются ощущения одной модальности. По своим физиологическим механизмам ощущение является целостным рефлекторным актом, объединяющим прямые и обратные связи в работе периферических и центральных отделов анализаторов.
Многообразие ощущений отображает качественное многообразие мира. Теория отражения рассматривает ощущения как копию действительности, как субъективный образ объективного мира. Будучи источником знаний человека об объективном мире, ощущения входят в качестве элемента в целостный процесс познания, включающий восприятие, которое является более сложным, наглядно образным отражением предметов и явлений, представлений, понятий.
Вторичная сенсорная кора анализаторов располагается, как правило, вокруг их первичных зон, и тесно связана с этими зонами анатомически и функционально. В связи с этими особенностями ее называют проекционно-ассоциативной. Ее площадь превышает площадь первичной сенсорной коры, а функции заключаются в объединении, синтезе информации, подвергшейся анализу в первичной коре. Результатом такого синтеза является формирование на основе ощущений мономодальных (однокачественных) образов (зрительных, слуховых, обонятельных и т.п.). Таким образом, именно вторичная кора анализаторов ответственна за осуществление начальных этапов восприятия.
Восприятие – психический процесс, заключающийся в формировании целостного субъективного образа предмета, непосредственно воздействующего на рецепторы анализаторов, или его узнавании при повторном предъявлении.
Последующие, более сложные, этапы восприятия реализуются третичными зонами сенсорной коры.
Третичная сенсорная кора иначе называется ассоциативной. Эти зоны коры называют межанализаторными, так как здесь интегрируется возбуждение, приходящее из разных анализаторов, и оно сличается с эталоном, сформированным на основе прошлого опыта. Следствием этой интеграции является формирование комплексных образов, включающих в себя зрительные, слуховые, обонятельные и другие компоненты, опознание стимулов, определение их значимости. Способность узнавания вырабатывается через условный рефлекс и совершенствуется по мере усложнения условнорефлекторной деятельности. Кроме этого в третичной коре происходит сравнение целостных образов, установление их взаимоотношений в пространстве и времени (меньше – больше; ближе – дальше; раньше – позже и т.п.). Следствием этих процессов является формирование целостного представления об окружающем мире.
В процессе взаимодействия с окружающей средой происходиттренировка анализаторных систем. Они приобретают способность ко все более сложному восприятию. Его тонкость и точность определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются увеличение площади зоны восприятия и усложнение функции специфической чувствительной зоны коры больших полушарий. Установлено, что площадь проекции отдельных рецепторных областей в коре зависит от степени профессиональной тренировки. Так, у композитора наиболее развита слуховая зона, а у художника – зрительная и т.д.
Значительную роль в обеспечении тонкости восприятия раздражителя играют механизмы, дифференцирующие сенсорный код. Они создают возможность исключения несущественной информации о раздражителе и сосредоточения нервной деятельности на наиболее важных его свойствах. Способность к подобной «фильтрации» не является врожденной. Она совершенствуется при специальной тренировке. Отделение главных качеств раздражителя от второстепенных повышает абсолютную чувствительность анализатора.
Известно, что не каждый раздражитель, воздействующий на рецепторные окончания, способен вызвать ощущение. Минимальная сила раздражителя, при которой это происходит (нижний порог ощущения), будет тем меньше, чем более тренирован анализатор. В процессе тренировки повышается возможность улавливать минимальную разницу в интенсивности двух однородных раздражителей. Поэтому при направленном воздействии на анализаторы ребенка у него возникает возможность полнее и совершеннее воспринимать происходящие вокруг события, открывать прекрасное и удивительное, скрытое для несовершенных, нетренированных анализаторов. Особенно эта способность увеличивается в процессе учебы и труда.
Поскольку аналитико-синтетическая деятельность коры головного мозга каждого человека протекает по-своему и зависит от ряда причин, то наши представления об объективном мире носят субъективный характер.
Итак, анализ внешних сигналов начинается в рецепторе и параллельно с синтезом продолжается на разных уровнях центральной нервной системы. Это касается в равной степени безусловно- и условнорефлекторных процессов, однако для последних существенное значение имеет участие коры больших полушарий, где происходит окончательный, наиболее точный и тонкий анализ и синтез раздражителей.
Важной особенностью анализаторов является их приспосабливаемость к действию постоянных раздражителей, или адаптация. Адаптация может быть связана со снижением уровня чувствительности и с его повышением.
В первом случае при продолжительном действии раздражителя чувствительность к нему снижается или совсем исчезает. Благодаря такой адаптации мы не чувствуем прикосновения одежды, обуви, очков и т.д.
Другая разновидность адаптации характеризуется повышением чувствительности к действию слабых раздражителей, примером чего может служить привыкание глаза к темноте при переходе из ярко освещенной комнаты в полутемную. Впечатление полной темноты, возникающее в первый момент, проходит, уступая место способности различать предметы и свободно ориентироваться. Аналогичная адаптация наблюдается и при действии шума или запахов.
Привыкание к действию раздражителя является общим свойством большинства анализаторов. Исключение составляют интерорецепторы, от сохранения их чувствительности зависит поддержание постоянства многих параметров внутренней среды. Поэтому их адаптация могла бы оказаться серьезной угрозой для жизнедеятельности организма.
Механизмы адаптации очень сложны. Они связаны с физиологическими процессами, протекающими в периферических и мозговых концах анализаторов. В основе адаптации лежат колебания лабильности нейронов головного мозга, которые регулируют возбудимость рецепторов. В процессах «настройки» возбудимости рецепторов участвуют также симпатическая нервная система, обладающая адаптационно-трофическим влиянием, и ретикулярная формация.
Если в условиях эксперимента регистрировать импульсы с нервов, проводящих возбуждение от рецепторов, можно обнаружить постепенное снижение частоты импульсов до их полного исчезновения, несмотря на непрерывное действие раздражителя. Это означает, что подача сигналов с рецепторов в мозг прекращается. Это происходит вследствие адаптации рецепторов.
Адаптация может сознательно усиливаться или ослабляться. Так, например, ребенок, в руках которого находиться какой-то мелкий предмет, в силу наступившей адаптации нередко теряет его. Повышение возбудимости коры, наступающее в связи с событиями, которые сопровождают обнаружение потери, предупреждает развитие адаптации при повторном получении этого предмета.
Скорость адаптации различна для различных рецепторов, она наибольшая для рецепторов, воспринимающих прикосновение к коже, и наименьшая для рецепторов мышц. Малая скорость адаптации мышечных рецепторов позволяет нам совершать четкие и координированные движения. Медленнее всего адаптируются рецепторы кровеносных сосудов и легких, что обеспечивает постоянную рефлекторную саморегуляцию кровяного давления и дыхания.
Адаптация отличается от утомления тем, что она быстро возникает после начала раздражения и сразу же проходит после его окончания.
Строение зрительного анализатора. Строение глаза. Отделы зрительного анализатора. Орган зрения – важнейший из органов чувств. В многообразной трудовой деятельности людей, в выполнении многих самых тонких работ глазу принадлежит первостепенное значение. Глаз тесно связан с головным мозгом, из которого он и развивается.
Глаз состоит из глазного яблока, из которого выходит зрительный нерв, соединяющий его с головным мозгом, и вспомогательного аппарата.
Глазное яблоко имеет форму шара, более выпуклого спереди. Оно лежит в полости глазницы и состоит из внутреннего ядра и окружающих его трех оболочек: наружной, средней и внутренней (рис. 15).
Рис. 15. Орган зрения:
1 – белочная оболочка; 2 – роговица; 3 – хрусталик; 4 – ресничное тело; 5 – радужная оболочка; 6 – сосудистая оболочка; 7 – сетчатка; 8 – слепое пятно; 9 – стекловидное тело; 10 – задняя камера глаза; 11 – передняя камера глаза; 12 – зрительный нерв
Наружная оболочка называется волокнистой, или фиброзной. Задний отдел ее представляет собой жесткую непрозрачную сферическую соединительнотканную капсулу цвета вареного белка – белочную оболочку, или склеру, которая защищает внутреннее ядро глаза и помогает сохранить его форму. Передний отдел представлен более выпуклой тонкой и прозрачной роговицей, через которую в глаз проникает свет.
Средняя оболочка богата кровеносными сосудами и потому называется сосудистой. В ней выделяют три части: переднюю – радужную оболочку, или радужку, среднюю – ресничное тело, заднюю – собственно сосудистую оболочку.
Радужка имеет форму плоского кольца, имеющего голубую, зеленовато-серую или коричневую окраску в зависимости от количества и характера пигмента. Отверстие в центре радужки зрачок – способно суживаться и расширяться. Величину зрачка регулируют специальные глазные мышцы, заложенные в толще радужки: мышца, суживающая зрачок, и мышца, расширяющая зрачок.
Кзади от радужки находится ресничное тело –круговой валик, внутренний край которого имеет ресничные отростки. В нем заложена ресничная мышца, сокращение которой через специальную связку передается на хрусталик, и он меняет свою кривизну. Собственно сосудистая оболочка –большая задняя часть средней оболочки глазного яблока, содержит черный пигментный слой, который поглощает свет.
Внутренняя оболочка глазного яблока называется сетчаткой, или сетчатой оболочкой (0, 2-0, 3 мм). Это светочувствительная часть глаза, которая покрывает изнутри сосудистую оболочку. Она имеет сложное строение. В сетчатке находятся светочувствительные рецепторы – палочки и колбочки (рис. 16).
Рис. 16. Схема строения сетчатки.
1 – пигментный слой; 2 – палочки; 3 – колбочки; 4 – нейроны сетчатки.
Колбочки сосредоточены в основном в центральной области сетчатки – в желтом пятне. По мере удаления от центра число колбочек уменьшается, а палочек – возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки. У взрослого человека насчитывается 6-7 млн. палочек, которые обеспечивают восприятие дневного и сумеречного света. Колбочки являются рецепторами цветного зрения, палочки – черно-белого.
Местом наилучшего видения является желтое пятно, и особенно его центральная ямка. Такое зрение называют центральным. Остальные части сетчатки принимают участие в боковом, или периферическом, зрении. Центральное зрение обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов, а периферическое позволяет ориентироваться в пространстве.
В палочках содержится особое вещество пурпурного цвета – зрительный пурпур, или родопсин, в колбочках – вещество фиолетового цвета – йодопсин, который, в отличие от родопсина, в красном свете выцветает.
Возбуждение палочек и колбочек вызывает появление нервных импульсов в связанных с ними волокнах зрительного нерва. Колбочки менее возбудимы, поэтому, если слабый свет попадает в центральную ямку, где находятся колбочки, а палочек нет, мы его видим очень плохо или не видим вовсе. Зато слабый свет хорошо виден, когда он попадает на боковые поверхности сетчатки. Таким образом, при ярком освещении функционируют в основном колбочки, при слабом освещении – палочки.
В сумерках при слабом освещении мы видим за счет зрительного пурпура. Распад зрительного пурпура под действием света вызывает возникновение импульсов возбуждения в окончаниях зрительного нерва и является начальным моментом зрительной афферентации.
Зрительный пурпур на свету распадается на белок опсин и пигмент ретинен – производное витамина А. В темноте витамин А превращается в ретинен, который соединяется с опсином и образует родопсин, т.е. зрительный пурпур восстанавливается. В темноте сетчатка содержит мало витамина А, а на свету обнаруживается значительное его количество. Следовательно, витамин А – источник зрительного пурпура.
Недостаток в пище витамина А сильно нарушает образование зрительного пурпура, что вызывает резкое ухудшение сумеречного зрения, так называемую куриную слепоту (гемералопию).
Рецепторы сетчатки передают сигналы по волокнам зрительного нерва, в котором насчитывают до 1 млн. нервных волокон, только один раз, в момент появления нового предмета. Затем добавляются сигналы о наступающих изменениях в изображении предмета по сравнению с его прежним изображением и о его исчезновении. Зрительные ощущения возникают только в момент фиксации взгляда в ряде последовательных точек предмета.
Непрерывные мелкие колебательные движения глаз, которые совершаются постоянно в течение 25 мс каждое, позволяют видеть неподвижные предметы. У лягушек таких движений глаз нет, поэтому они видят только те предметы, которые в поле зрения перемещаются. Отсюда становится понятным, насколько велика роль движений глаз в процессе зрения.
Электромагнитные волны определенной волны вызывают определенные цветовые ощущения, которые соответствуют следующим длинам волн: красный – 620-760 нм, оранжевый – 510-585, голубой – 480-510, фиолетовый – 390-450 нм.
Внутреннее ядро глазного яблока составляют хрусталик, стекловидное тело и водянистая влага передней и задней камер глаза.
Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы, он прозрачен и эластичен, расположен позади зрачка. Хрусталик преломляет входящие в глаз световые лучи и фокусирует их на сетчатке. В этом ему помогают роговица и внутриглазные жидкости. При помощи ресничной мышцы хрусталик меняет свою кривизну, принимая форму, необходимую то для «дальнего», то для «ближнего» зрения.
Позади хрусталика находится стекловидное тело, имеющее вид совершенно прозрачной желеобразной массы.
Полость между роговицей и радужной оболочкой составляет переднюю камеру глаза, а между радужной оболочкой и хрусталиком – заднюю камеру. Они наполнены прозрачной жидкостью – водянистой влагой и сообщаются между собой через зрачок. Внутренние жидкости глаза находятся под давлением, которое определяют как внутриглазное давление. При повышении его могут возникнуть нарушении зрения. Повышение внутриглазного давления является признаком тяжелого заболевания глаз – глаукомы.
Оптическая система глаза представлена роговицей, камерами глаза, хрусталиком и стекловидным телом. Каждая из этих сред имеет свой показатель оптической силы. Оптическая сила выражается в диоптриях. Одна диоптрия (дптр) – это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Оптическая сила системы глаза в целом – 59 дптр при рассматривании далеких предметов и 70, 5 дптр при рассматривании близких предметов.
Глаз – чрезвычайно сложная оптическая система, которую можно сравнить с фотоаппаратом, в котором объективом выступают все части глаза, а фотопленкой – сетчатка. На сетчатке фокусируются лучи света, давая уменьшенное и перевернутое изображение. Фокусировка происходит за счет изменение кривизны хрусталика: при рассматривании близкого предмета он становится выпуклым, а при рассматривании удаленного – более плоским.
Вспомогательный аппарат глаза состоит из защитных приспособлений, слезного и двигательного аппарата. К защитным образованиям относятся брови, ресницы и веки. Брови служат для предохранения глаз от пота, стекающего со лба: Ресницы, находящиеся на свободных краях верхнего и нижнего век, защищают глаза от пыли, снега и дождя. Основу века составляет соединительнотканная пластинка, напоминающая хрящ, снаружи она покрыта кожей, а изнутри – соединительной оболочкой – конъюнктивой. Конъюнктива переходит с век на переднюю поверхность глазного яблока за исключением роговицы. При сомкнутых веках образуется узкое пространство между конъюнктивой век и конъюнктивой глазного яблока – конъюнктивальный мешок.
Слезный аппарат представлен слезной железой и слезовыводящими путями. Слезная железа занимает ямку в верхнем углу латеральной стенки глазницы. Несколько ее протоков открывается в верхний свод конъюнктивального мешка, Слеза омывает глазное яблоко и постоянно увлажняет роговицу. Движению слезной жидкости в сторону медиального угла глаза способствуют мигательные движения век. Во внутреннем углу глаза слеза скапливается в виде слезного озерца, на дне которого виден слезный сосочек (слезное мясцо). Отсюда через слезные точки (точечные отверстия на внутренних краях верхнего и нижнего век) слеза попадает сначала в слезные канальцы, а затем в слезный мешок. Последний переходит в носослезный канал, по которому слеза попадает в полость носа.
Каждый глаз снабжен шестью мышцами, идущими от сухожильного кольца вокруг зрительного нерва в глубине глазницы и прикрепляющимися к глазному яблоку. Имеется четыре прямые мышцы глаза (верхняя, нижняя, наружная и внутренняя) и две косые мышцы (верхняя и нижняя). Эти мышцы действуют таким образом, что оба глаза движутся совместно и бывают направлены на одну и ту же точку. От кольца также начинается мышца, поднимающая верхнее веко. Мышцы глаза – поперечнополосатые и сокращаются произвольно.
Светочувствительные рецепторы глаза (фоторецепторы) – колбочки и палочки, располагаются в наружном слое сетчатки. Фоторецепторы контактируют с биполярными нейронами, а те в свою очередь – с ганглиозными. Образуется цепочка клеток, которые под действием света генерируют (рождают) и проводят нервный импульс. Отростки ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв.
Проводниковый отдел зрительной сенсорной системы – это зрительный нерв, ядра верхних бугров четверохолмия среднего мозга, ядра наружного коленчатого тела промежуточного мозга. Выходя из глаза, зрительный нерв делится на две половины. Внутренняя перекрещивается и вместе с наружной половиной противоположной стороны направляется к латеральному коленчатому телу, где расположен следующий нейрон, заканчивающийся на клетках зрительной зоны коры в затылочной доле полушария.
Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле (рис. 14).
Нормальное зрение осуществляется двумя глазами. При рассматривании предметов левым и правым глазом мы видим неодинаково, поэтому на сетчатке каждого глаза получается свое изображение. Однако человек воспринимает предмет как единое целое. Это происходит оттого, что изображение возникает на идентичных точках сетчатки. Идентичными называют все точки, расположенные от центральных ямок на одинаковом расстоянии и в том же направлении. Если лучи от рассматриваемого предмета попадут на неидентичные (несоответственные) точки сетчатки, то изображение предмета окажется раздвоенным.
Зрение двумя глазами необходимо для качественного восприятия и представления о рассматриваемом объекте. Восприятие движения предмета зависит от перемещения его изображения на сетчатке. Восприятие движущегося предмета при одновременном движении глаз и головы и определение скорости движения предметов обусловлены не только зрительными, но и центростремительными импульсами от проприорецепторов глазных и шейных мышц.
Возрастные особенности. Элементы сетчатки начинают развиваться на 6-10-й неделе внутриутробного развития, но окончательное ее морфологическое созревание происходит лишь к 10-12-ти годам. В процессе развития существенно меняются цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, обеспечивающие черно-белое зрение. Колбочки, ответственные за цветовое зрение, еще не зрелые, и их количество невелико. И хотя функции цветоощущения у новорожденных есть, но полноценное включение колбочек в работу происходит только к концу 3-го года жизни. По мере созревания колбочек дети начинают различать сначала желтый, потом зеленый, а затем красный цвета (уже с 3-х месяцев удавалось выработать условные рефлексы на эти цвета); распознавание цветов в более раннем возрасте зависит от яркости, а не от спектральной характеристики цвета. Полностью различать цвета дети начинают с конца 3-го года жизни. В школьном возрасте различительная цветовая чувствительность глаза повышается. Максимального развития ощущение цвета достигает к 30-ти годам и затем постепенно снижается. Важное значение для формирования этой способности имеет тренировка.
Миелинизация проводящих путей начинается лишь на 8-9-м месяце внутриутробного развития, и заканчивается лишь к 3-4-му году жизни. Корковый отдел зрительного анализатора в основном формируется на 6-7-м месяце внутриутробной жизни, но окончательно зрительная кора созревает к 7-летнему возрасту.
У новорожденного глазное яблоко составляет 16 мм, а его масса 3, 0 г. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые 5 лет жизни, менее интенсивно – до 9-12-ти лет. У взрослых диаметр глазного яблока составляет около 24 мм, а вес 8, 0 г.
Форма глазного яблока у новорожденных более шаровидная, чем у взрослых, в результате в 80-94% случаев у них отмечается дальнозоркая рефракция. Повышенная растяжимость и эластичность склеры у детей способствует легкой деформации глазного яблока, что важно в формировании рефракции глаза. Так, если ребенок играет, рисует или читает, низко наклонив голову, в силу давления жидкости на переднюю стенку, глазное яблоко удлиняется и развивается близорукость.
В первые годы жизни радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый оттенок, а окончательное формирование ее окраски завершается только к 10-12-ти годам.
Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6-8-ми лет зрачки широкие из-за преобладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки, что повышает риск солнечных ожогов сетчатки. В 8-10 лет зрачок вновь становится узким, а к 12-13-ти годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как и у взрослого.
У новорожденных и детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более эластичный, чем у взрослого, и его преломляющая способность выше. Это делает возможным четкое видение предмета при большем приближении его к глазу, чем у взрослого. В свою очередь, привычка рассматривать предметы на малом расстоянии может приводить к развитию косоглазия.
Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновременно. В первые дни после рождения движения глаз несинхронны, при неподвижности одного глаза можно наблюдать движение другого. Способность фиксировать взглядом предмет, или, образно говоря, «механизм точной настройки», формируется в возрасте от 5-ти дней до 3-5-ти месяцев. Функциональное созревание зрительных зон коры головного мозга, по некоторым данным, происходит уже к рождению ребенка, по другим – несколько позже.
Реакция на форму предмета отмечается уже у 5-месячного ребенка. У дошкольников первую реакцию вызывает форма предмета, затем его размеры и в последнюю очередь – цвет.
Острота зрения с возрастом повышается, улучшается и стереоскопическое зрение. Стереоскопическое зрение к 17-22-м годам достигает своего оптимального уровня, причем с 6-ти лет у девочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков.
В 7-8 лет глазомер у детей значительно лучше, чем у дошкольников, но хуже, чем у взрослых; половых различий не имеет. В дальнейшем у мальчиков линейный глазомер становиться лучше, чем у девочек.
Интенсивно увеличивается и поле зрение у детей, к 7-ми годам его размер составляет приблизительно 80% от размера поля зрения взрослого человека. В развитии поля зрения наблюдаются половые особенности.
Поле зрения определяет объем учебной информации, воспринимаемой ребенком, т.е. пропускную способность зрительного анализатора, и, следовательно, учебные возможности. В процессе онтогенеза пропускная способность зрительного анализатора (бит/с) также изменяется и достигает в разные возрастные периоды следующих значений (табл. 23).
Таблица 23