§ 52. Орган зрения и зрительный анализатор

Определения и обозначения

Орган зрения — глаз как рецепторная система, воспринимающая световые раздражения. Он улавливает изменения освещённости и сведения о предметах. Поэтому орган зрения — это не просто оптическая часть глаза, а система восприятия света.

Глазное яблоко — основная часть глаза, включающая оболочки, прозрачные среды и светочувствительную сетчатку. В нём проходят основные этапы оптической настройки и восприятия света. Вспомогательные органы защищают глазное яблоко и помогают ему работать.

Зрительный анализатор — система из рецепторов сетчатки, зрительного нерва и зрительной зоны коры мозга. Только совместная работа этих частей превращает световой сигнал в зрительное ощущение. Поэтому зрение нельзя свести к работе одного глаза.

Аккомодация — изменение кривизны хрусталика для чёткого видения предметов на разных расстояниях. Хрусталик становится более выпуклым или плоским и по-разному преломляет лучи. Это позволяет направлять изображение точно на сетчатку.

Как это устроено

Глаз снаружи защищают веки, ресницы, брови, мышцы и слёзный аппарат, то есть вспомогательный аппарат глаза. Веки закрывают глаз от пыли и слишком яркого света, а слёзная жидкость увлажняет и очищает его поверхность. Наружная оболочка глазного яблока представлена прочной склерой и прозрачной роговицей: склера сохраняет форму, а роговица пропускает и преломляет свет.

Средняя, сосудистая оболочка содержит сосуды, которые приносят тканям глаза кислород и питательные вещества. В её передней части расположена радужка с пигментом, определяющим цвет глаз. Внутри радужки находится зрачок, и изменение его диаметра ограничивает поток света, защищая сетчатку от чрезмерного освещения.

Свет проходит через роговицу, водянистую влагу, зрачок, хрусталик и стекловидное тело. Эти прозрачные среды проводят лучи, а роговица и особенно хрусталик изменяют их направление, потому что свет преломляется при переходе между средами. Стекловидное тело также поддерживает форму глазного яблока и сохраняет правильное положение сетчатки.

Хрусталик не остаётся одинаково выпуклым при рассматривании разных предметов. При сокращении ресничной мышцы натяжение связок уменьшается, и хрусталик становится более выпуклым для близкого зрения. При расслаблении мышцы связки натягиваются, хрусталик уплощается, и глаз лучше настраивается на дальние предметы; это и есть аккомодация.

После преломления лучи сходятся на сетчатке, где возникает уменьшенное перевёрнутое изображение предмета. Светочувствительные рецепторы сетчатки преобразуют его воздействие в нервные импульсы. Импульсы идут по зрительному нерву в зрительную зону коры больших полушарий, где мозг сравнивает и обрабатывает сигналы, создавая зрительный образ.

Части глаза и зрительного анализатора

Сначала найдите в таблице часть глаза, затем сравните её строение с функцией. Последний столбец показывает, на каком этапе зрения она работает: защищает глаз, проводит свет, воспринимает его или обрабатывает сигнал.

Таблицу удобно читать как последовательность: защита и настройка глаза, прохождение лучей, восприятие сетчаткой, проведение импульсов и анализ в мозге.

Разбор задач

Почему человек видит предметы чётко и вблизи, и вдали?

Условие. Нужно объяснить, как один и тот же глаз рассматривает книгу на близком расстоянии и дерево вдали. Речь идёт не о перемещении сетчатки, а о настройке оптической системы глаза.

1. При переводе взгляда на близкий предмет сокращается ресничная мышца.
2. Связки хрусталика расслабляются, поэтому он становится более выпуклым и сильнее преломляет лучи.
3. При взгляде вдаль мышца расслабляется, связки натягиваются, а хрусталик уплощается и преломляет лучи слабее.

Ответ. Чёткость на разных расстояниях обеспечивает аккомодация. Она достигается изменением кривизны хрусталика под действием ресничной мышцы.

Какие части глаза обеспечивают прохождение и преломление света до сетчатки?

Условие. Нужно проследить путь луча от внешней среды до светочувствительных рецепторов. При этом следует отличать прозрачные среды от зрачка, который сам не является средой.

1. Сначала луч проходит через роговицу и водянистую влагу передней части глаза.
2. Затем он проходит через зрачок — отверстие в радужке, регулирующее поток света.
3. После этого луч преломляется хрусталиком, проходит через стекловидное тело и достигает сетчатки.

Ответ. Свет проводят роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело. Основное преломление и настройку резкости обеспечивают роговица и хрусталик, а зрачок регулирует количество лучей.

Что произойдёт при повреждении сетчатки или зрительного нерва?

Условие. Нужно различить два этапа: восприятие света рецепторами и проведение уже возникших импульсов. Повреждение разных частей нарушает разные звенья зрительного анализатора.

1. При повреждении сетчатки рецепторы плохо воспринимают свет или не преобразуют его в импульсы.
2. При повреждении зрительного нерва сетчатка может работать, но сигнал не проходит к головному мозгу.
3. Если импульсы не поступают в зрительную зону коры, мозг не получает нужной информации для создания образа.

Ответ. Повреждение сетчатки нарушает восприятие света, а повреждение зрительного нерва — передачу импульсов. В обоих случаях зрение ухудшается или исчезает, но причина находится на разных этапах работы анализатора.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что изображение возникает в хрусталике. Хрусталик лишь преломляет лучи и настраивает их фокус, а свет воспринимается рецепторами сетчатки. Проверка простая: спросите себя, какая часть содержит светочувствительные клетки.

Ошибка: путать зрачок с радужкой. Зрачок — отверстие, через которое проходит свет, а радужка — окружающая его цветная оболочка, изменяющая диаметр отверстия. Для проверки назовите, что именно может расширяться и сужаться.

Ошибка: считать зрительным анализатором только глаз. В него входят рецепторы сетчатки, зрительный нерв и зрительная зона коры, потому что без проведения и анализа сигналов ощущения не возникает. Проверьте ответ по всей цепочке: восприятие — передача — обработка.

Ошибка: объяснять аккомодацию изменением расстояния между хрусталиком и сетчаткой. Главным механизмом является изменение кривизны хрусталика при работе ресничной мышцы. Если в объяснении нет мышцы и формы хрусталика, оно неполное.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать строение нервной системы, роль рецепторов и проведение нервных импульсов. Эти знания помогают понять, почему световой сигнал превращается в информацию для мозга.

Тема связана с рефлексами: зрительная информация воспринимается рецепторами и передаётся по нервным путям. Благодаря этому организм может быстро реагировать на изменения окружающей среды.

Дальше знания пригодятся при изучении гигиены зрения, близорукости, дальнозоркости и профилактики нарушений зрения. Понимание работы хрусталика и сетчатки помогает объяснять причины таких состояний.

Что запомнить

• Глаз — орган зрения, а зрительный анализатор включает глаз, зрительный нерв и зрительную зону коры.
• Сетчатка содержит светочувствительные рецепторы.
• Роговица и хрусталик преломляют световые лучи.
• Радужка регулирует диаметр зрачка и количество света, поступающего в глаз.
• Аккомодация обеспечивается изменением кривизны хрусталика.
• Изображение предмета формируется на сетчатке.
• Зрительные ощущения возникают в результате обработки импульсов зрительной зоной коры.