§ 53. Зрительный анализатор

Определения и обозначения

Зрительный анализатор — совокупность органов и нервных путей, обеспечивающих восприятие, проведение и анализ зрительной информации. Он нужен не только для того, чтобы заметить свет, но и чтобы понять, где находится предмет и как он выглядит. Поэтому зрение зависит от согласованной работы глаза, нервных путей и мозга.

Глаз — периферический отдел зрительного анализатора, воспринимающий свет и формирующий изображение предметов. Внутри глаза находятся прозрачные среды и сетчатка, на которую направляются световые лучи. Глаз принимает зрительную информацию, но для осознания увиденного требуется её дальнейшая передача и обработка.

Сетчатка — внутренняя оболочка глаза, содержащая фоторецепторы и преобразующая световые сигналы в нервные импульсы. Фоторецепторы — это чувствительные клетки, которые реагируют на свет. Их работа нужна, чтобы световое воздействие стало сигналом, способным передаваться по нервной системе.

Аккомодация — изменение кривизны хрусталика для получения чёткого изображения близких и удалённых предметов. Когда мы переводим взгляд с одного расстояния на другое, хрусталик меняет форму благодаря работе ресничной мышцы. Так изображение удаётся фокусировать на сетчатке.

Как это устроено

Зрительный анализатор состоит из глаза, зрительного нерва и участков коры больших полушарий. Глаз воспринимает свет, но не может самостоятельно определить, что изображено и где находится предмет. Поэтому сигналы должны пройти по нервным волокнам в мозг, где они анализируются и объединяются в зрительный образ. Если нарушена работа нерва или коры, зрение может пострадать даже при исправном глазе.

Свет сначала проходит через прозрачную выпуклую роговицу, а затем через водянистую влагу передней части глаза. После этого он проходит через зрачок — отверстие в радужке, размер которого регулирует количество поступающего света. Хрусталик дополнительно преломляет лучи и помогает свести их на сетчатке. Далее лучи проходят через стекловидное тело, заполняющее глазное яблоко. Прозрачность этих сред необходима, чтобы свет дошёл до рецепторов, а их преломляющее действие — чтобы изображение получилось сфокусированным.

На сетчатке расположены палочки и колбочки — два вида фоторецепторов с разными задачами. Палочки очень чувствительны к слабому свету, поэтому помогают видеть при недостаточном освещении, но не различают цвета. Колбочки работают лучше при ярком свете и обеспечивают восприятие цветов и мелких деталей. Когда свет воздействует на рецепторы, в них возникают изменения, которые запускают нервные импульсы. Так зрительная информация переводится в форму, понятную нервной системе.

Импульсы от сетчатки передаются по зрительному нерву к зрительной зоне коры, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Нерв проводит сигналы, но не создаёт осознанный образ сам по себе. В коре мозг анализирует поступившую информацию: например, соотносит контуры, цвет и положение предмета. В результате мы узнаём увиденное и можем действовать в соответствии с ним. Поэтому восприятие зрения зависит от работы всех отделов анализатора.

Чтобы чётко видеть предметы на разном расстоянии, глаз меняет кривизну хрусталика. При рассматривании близкого предмета ресничная мышца сокращается, и хрусталик становится более выпуклым; для удалённого предмета он уплощается. Это и есть аккомодация: изменение формы помогает направить изображение именно на сетчатку. Если фокус оказывается перед сетчаткой, говорят о близорукости, а если за ней — о дальнозоркости. Нарушение фокусировки затрудняет чёткое зрение на определённом расстоянии.

Отделы и основные структуры зрительного анализатора

Используй таблицу, чтобы проследить путь информации от глаза к мозгу и отличить воспринимающие структуры от проводящих и анализирующих. Сначала найди расположение каждой структуры, затем сопоставь особенности её строения с функцией. Например, прозрачность роговицы связана с пропусканием света, а пучок нервных волокон — с передачей импульсов.

Разбор задач

1. Путь световых лучей

Условие. Назови последовательность прохождения света через структуры глаза до сетчатки. Нужно не перечислить все части глазного яблока, а выбрать те, через которые луч проходит по пути к рецепторам. Начинать следует с наружной прозрачной части глаза.

1. Определи, через какую структуру свет попадает в глаз: это роговица.
2. Продолжи путь через водянистую влагу и отверстие в радужке — зрачок.
3. После зрачка укажи хрусталик, который преломляет лучи.
4. Заверши последовательность стекловидным телом и сетчаткой, где свет воспринимают фоторецепторы.

Ответ. Луч проходит через роговицу, водянистую влагу, зрачок, хрусталик и стекловидное тело, после чего попадает на сетчатку. В этой последовательности зрачок — не отдельная линза, а отверстие для прохождения света. Хрусталик меняет направление лучей и помогает сфокусировать изображение.

2. Перевод взгляда с дальнего предмета на близкий

Условие. Человек сначала рассматривает удалённый предмет, а затем близко расположенный. Объясни, как глаз добивается чёткости в обоих случаях. В ответе нужно связать работу ресничной мышцы с формой хрусталика и аккомодацией.

1. Вспомни, что для чёткого зрения лучи должны сфокусироваться на сетчатке.
2. При переводе взгляда на близкий предмет ресничная мышца сокращается.
3. Хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет лучи.
4. При рассматривании удалённого предмета хрусталик уплощается, меняя преломление лучей.

Ответ. Изменение кривизны хрусталика называется аккомодацией. Благодаря ей оптическая система глаза подстраивается под расстояние до предмета и сохраняет фокус на сетчатке. Зрачок при этом регулирует количество света, а не заменяет работу хрусталика.

3. Где нарушена работа анализатора?

Условие. Глаз человека воспринимает свет, но зрительные образы в мозге не формируются. Нужно определить, какой отдел анализатора может быть нарушен, и объяснить ход рассуждения. Учитывай, что анализатор включает рецепторный, проводниковый и центральный отделы.

1. Рецепторный отдел — это глаз с сетчаткой; по условию свет глаз воспринимает.
2. Проверь, может ли сигнал пройти от сетчатки: этот путь обеспечивает зрительный нерв.
3. Центральный отдел — зрительная зона коры, где анализируются импульсы и формируется образ.
4. Если передача сохранена, но образ не возникает, вероятно нарушение центрального отдела; если передача нарушена, возможна проблема зрительного нерва.

Ответ. По одному условию нельзя точно выбрать между нарушением зрительного нерва и зрительной зоны коры: нужно знать, доходят ли импульсы до мозга. Если импульсы не проводятся, нарушен проводниковый отдел; если они поступают, но не анализируются, проблема связана с центральным отделом. Такой разбор показывает, почему для диагноза важно различать этапы работы анализатора.

Типичные ошибки

Считать, что зрительный анализатор — это только глаз, значит не учитывать передачу и обработку сигналов. Так думают, потому что именно глаз непосредственно встречается со светом. Проверь себя: назови три отдела анализатора — периферический, проводниковый и центральный — и укажи роль каждого.

Зрачок и хрусталик иногда путают, так как оба находятся внутри передней части глаза и связаны с прохождением света. Но зрачок — отверстие, которое регулирует количество света, а хрусталик преломляет лучи и участвует в фокусировке. Для самопроверки спроси себя, какая структура меняет размер отверстия, а какая меняет кривизну.

Изображение на сетчатке ошибочно представляют прямым, потому что предметы вокруг мы воспринимаем в обычном положении. Оптическая система глаза формирует на сетчатке уменьшенное перевёрнутое изображение, а мозг обрабатывает сигналы от него. Проверь себя: разделяй изображение, возникшее на сетчатке, и итоговое зрительное восприятие.

Близорукость и дальнозоркость могут смешивать из-за похожих названий и того, что обе связаны с фокусировкой. При близорукости изображение удалённого предмета возникает перед сетчаткой, а при дальнозоркости — за ней. Чтобы проверить ответ, уточни, по какую сторону сетчатки оказался фокус, а не ориентируйся только на название нарушения.

Связь с другими темами

Для понимания зрения пригодятся знания о нервной системе, рецепторах, нервных импульсах и рефлексах: они объясняют, как сигнал передаётся от глаза к мозгу. Представления о преломлении света, линзе и фокусе помогают понять, почему оптическая система направляет лучи на сетчатку. Позже эти знания понадобятся при изучении других органов чувств, высшей нервной деятельности, гигиены и коррекции зрения очками.

Что запомнить

• Зрительный анализатор состоит из периферического, проводникового и центрального отделов.
• Свет воспринимается фоторецепторами сетчатки — палочками и колбочками.
• Зрачок регулирует количество света, поступающего в глаз.
• Хрусталик фокусирует световые лучи и обеспечивает аккомодацию.
• Зрительный нерв передаёт импульсы от сетчатки в зрительную зону коры.
• Зрительный образ возникает в результате анализа нервных импульсов головным мозгом.
• Соблюдение гигиены зрения помогает предупредить нарушения работы зрительного анализатора.