56. Зрительный анализатор

Определения и обозначения

Зрительный анализатор — система, которая воспринимает свет, проводит нервные импульсы и обеспечивает зрительное восприятие. В ней различают периферический, проводниковый и центральный отделы. Благодаря их совместной работе глазной сигнал превращается в осмысленный образ.

Фоторецепторы — светочувствительные клетки сетчатки, преобразующие световой сигнал в нервный импульс. Это рецепторный слой зрительного анализатора: он первым сообщает нервной системе о свете. Без фоторецепторов зрительный нерв не получил бы сигнала для передачи.

Палочки и колбочки — два типа фоторецепторов. Палочки обеспечивают сумеречное зрение, а колбочки — цветное и наиболее чёткое зрение. Такое разделение позволяет видеть и при слабом освещении, и при ярком, когда важно различать детали и оттенки.

Аккомодация — изменение кривизны хрусталика для получения чёткого изображения предметов на разных расстояниях. Она нужна, чтобы при переводе взгляда с близкого предмета на далёкий или наоборот изображение снова фокусировалось на сетчатке. Форму хрусталика меняет ресничная мышца.

Как это устроено

Свет сначала проходит через роговицу, прозрачную переднюю часть глаза, а затем через переднюю камеру, заполненную жидкостью. Далее он проходит через зрачок — отверстие в радужке, размер которого меняется в зависимости от освещённости. После зрачка лучи проходят через хрусталик и стекловидное тело и достигают сетчатки. Прозрачность этих сред нужна, чтобы свет мог пройти внутрь глаза, не рассеиваясь слишком сильно.

Хрусталик преломляет свет, потому что его форма и свойства отличаются от свойств окружающих сред. Преломление меняет направление лучей и помогает собрать их на сетчатке, где возникает изображение предмета. Для близкого предмета хрусталик становится более выпуклым, а для дальнего — более плоским. Ресничная мышца изменяет натяжение связок хрусталика, поэтому тот может менять кривизну; такая настройка и называется аккомодацией.

Палочки особенно чувствительны к слабому свету, поэтому помогают замечать предметы в сумерках, но не обеспечивают цветное зрение. Колбочки лучше работают при ярком освещении и позволяют различать цвета и мелкие детали. В сетчатке колбочки особенно многочисленны в жёлтом пятне, поэтому область прямого взгляда даёт наиболее чёткое изображение. Палочки чаще встречаются на периферии сетчатки, что помогает замечать предметы сбоку.

Когда свет попадает на фоторецепторы, в них возникает сигнал, который преобразуется в нервные импульсы. Эти импульсы передаются от сетчатки по зрительному нерву и далее по проводящим путям к зрительной зоне коры затылочной доли. Кора анализирует поступившую информацию, поэтому само зрительное восприятие не сводится к работе одного глаза. Мозг сопоставляет сигналы и формирует зрительный образ.

Слепое пятно — место выхода зрительного нерва из глаза; фоторецепторов там нет, поэтому свет в этой точке сетчатки не воспринимается. Веки закрывают глаз, ресницы задерживают пыль, а слёзный аппарат увлажняет поверхность и помогает смывать загрязнения. Глазодвигательные мышцы поворачивают глаз и направляют взгляд на нужный предмет. Эти структуры поддерживают работу глаза и защищают его от повреждений.

Строение зрительного анализатора и функции его частей

Читайте таблицу сверху вниз как путь от попадания света в глаз к анализу сигнала мозгом. Сопоставляйте элементы каждого отдела с его функцией, а последнюю колонку используйте, чтобы понять, где может прерваться работа системы. Рецепторный слой выделен отдельно, хотя сетчатка относится к периферической части глаза.

Разбор задач

1. Как регулируется количество света?

Условие: нужно назвать часть глаза, которая регулирует количество света внутри него, и объяснить, почему её размер меняется. Здесь важно отличить отверстие, через которое проходит свет, от окружающей его структуры. От изменения размера этого отверстия зависит, сколько света попадёт на сетчатку.

1. Зрачок — отверстие в радужке, через которое свет входит в глаз.
2. Сама радужка изменяет размер зрачка: при ярком освещении он сужается, при слабом — расширяется.
3. Следовательно, меняется количество света, проходящего дальше через хрусталик к сетчатке.

Ответ: количество света регулируется изменением размера зрачка, а его диаметр меняет радужка. Это помогает ограничить избыточный свет и пропустить больше света при слабом освещении.

2. В каком порядке проходит зрительный сигнал?

Условие: нужно расположить слова «зрительная зона коры», «сетчатка», «зрительный нерв», «хрусталик» в правильной последовательности. В списке смешаны структуры, через которые проходит свет, и части, передающие нервный сигнал. Поэтому сначала проследим путь света до рецепторов, а затем — путь импульса к мозгу.

1. Свет проходит через хрусталик и направляется на сетчатку.
2. На сетчатке фоторецепторы создают нервные импульсы; значит, сетчатка расположена после хрусталика.
3. Импульсы от сетчатки идут по зрительному нерву к зрительной зоне коры, где анализируются.

Ответ: хрусталик → сетчатка → зрительный нерв → зрительная зона коры. Важно не ставить зрительный нерв перед сетчаткой: он передаёт уже возникший в рецепторах сигнал, а не проводит свет.

3. Почему предмет вблизи сначала виден нечётко?

Условие: человек хорошо видит вдаль, но при переводе взгляда на близкий текст изображение ненадолго расплывается. Нужно объяснить, как аккомодация помогает сфокусировать изображение на сетчатке. Для ответа проследим, что меняется в хрусталике при взгляде на близкий предмет.

1. Близкий предмет направляет в глаз лучи, для фокусировки которых требуется сильнее преломить свет.
2. Ресничная мышца меняет натяжение связок, удерживающих хрусталик; хрусталик становится более выпуклым.
3. Изменение кривизны хрусталика настраивает фокус на сетчатку, но эта перестройка происходит не мгновенно.

Ответ: изображение временно расплывается, пока хрусталик не изменит кривизну. Настройка его формы для чёткого зрения на близком расстоянии — аккомодация.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что изображение формируется в хрусталике. Хрусталик только преломляет и фокусирует свет, а изображение воспринимают рецепторы сетчатки и анализирует кора мозга. Такую путаницу вызывает то, что хрусталик меняет направление лучей. Проверь себя: назови место, где свет впервые превращается в нервные импульсы, — это сетчатка.

Ошибка: путать палочки и колбочки, приписывая им одинаковые функции. Палочки помогают видеть при слабом освещении, а колбочки нужны для цветного и наиболее чёткого зрения. Их названия легко запомнить, но полезнее проверять себя по условиям работы: темнота — палочки, яркий свет и цвета — колбочки. Если в ответе палочкам приписано цветоразличение, функцию нужно исправить.

Ошибка: называть зрительный нерв рецептором. Рецепторы расположены в сетчатке, а нерв проводит импульсы от неё к мозгу. Путаница возникает потому, что нерв непосредственно связан с глазом. Проверка простая: рецептор воспринимает раздражение, а проводник передаёт сигнал.

Ошибка: утверждать, что слепое пятно воспринимает свет. В месте выхода зрительного нерва из глаза нет фоторецепторов, поэтому свет там не регистрируется. Слово «пятно» может навести на мысль об особом участке зрения, но оно не означает, что там есть рецепторы. Чтобы проверить ответ, вспомни: в слепом пятне сетчатки палочек и колбочек нет.

Связь с другими темами

Для понимания зрительного анализатора нужны знания о нервной системе: нейронах и передаче нервных импульсов. Тема связана со строением глаза, анализаторами других органов чувств и условными рефлексами, потому что мозг обрабатывает сигналы и использует их в ответных действиях. Позже эти знания помогут разобраться в близорукости, дальнозоркости и нарушениях цветового зрения. Они также пригодятся при изучении гигиены зрения и профилактики заболеваний глаз.

Что запомнить

• Зрительный анализатор состоит из периферического, проводникового и центрального отделов.
• Свет воспринимают фоторецепторы сетчатки — палочки и колбочки.
• Палочки обеспечивают сумеречное зрение, а колбочки — цветное и чёткое зрение.
• Хрусталик изменяет кривизну и обеспечивает аккомодацию.
• Нервные импульсы от сетчатки поступают в зрительную зону коры по зрительному нерву.
• В жёлтом пятне особенно много колбочек, а в слепом пятне фоторецепторов нет.
• Для сохранения зрения важны достаточное освещение, правильное расстояние до книги и перерывы при зрительной работе.