Зорова сенсорна система: будова, функції. Порушення зору

Зорова сенсорна система — найважливіша серед інших, бо дає людині понад 90% інформації з довкілля.

Зорова сенсорна система має три частини: 1) периферичну, яка складається з власне рецепторного апарату (палички і колбочки сітківки ока); 2) провідникову, що складається з чутливого зорового нерва, зорового тракту, що міститься в головному мозку, таламусу; 3) центральну, яка знаходиться у потиличних ділянках кори головного мозку.

Функцією зорового аналізатора є зір—здатність сприймати світло, колір, величину, взаємне розташування та відстань між предметами за допомогою органа зору — ока.

Око міститься в заглибині черепа — очній ямці. Розрізняють допоміжний апарат ока і власне очне яблуко.

Допоміжний апарат ока — це система його захисту і руху. До нього входять брови, верхня і нижня повіки з віями, слізні залози, рухові м'язи. Очне яблуко ззаду оточене жировою клітковиною, яка відіграє роль м'якої еластичної подушки. Над верхнім краєм очної ямки лежить смужка шкіри, вкрита волоссям — брови. Волосся брів затримує піт, що виділяється на лобі і спрямовує його на скроні. Спереду очне яблуко прикривають верхня і нижня повіки, які захищають око спереду і сприяють його зволоженню. Вздовж переднього краю повік росте волосся — вії: подразнення їх викликає захисний рефлекс — змикання повік. Внутрішня поверхня повік і передня частина очного яблука, за винятком рогівки, вкрита слизовою оболонкою — кон'юнктивою. Коло зовнішнього краю очної ямки розташована слізна залоза, яка виділяє рідину, що охороняє око від висихання та забезпечує чистоту склери і прозорість рогівки. Рівномірному розподілу слізної рідини на поверхні ока сприяє мигання повік. Очне яблуко приводять в рух шість м'язів, з яких чотири називаються прямими, а два косими. Вони забезпечують координовані рухи ока. До систему захисту ока також належить рогівковий (доторкання до рогівки або потрапляння в око порошинки) та зіничний рефлекси.

Рис. 74. Горизонтальний розріз очного яблука: I — кон 'юнктива; 2 — війкове тіло;З — війковий поясок; 4 — рогівка; 5 — кришталик; б — передня камера очного яблука; 7 — райдужка; 8 — задня камера очного яблука; 9 — м 'яз очного яблука; 10 — склера; II — власне судинна оболонка очного яблука; 12 — сітківка; 13 — жовта пляма; 14 — зоровий нерв; 15 — диск зорового нерва; 16 — склисте тіло.

Око, або очне яблуко, являє собою кулястої форми утвір діаметром 24 мм, масою 7-8 г (рис. 74).

Стінки очного яблука утворені трьома оболонками: зовнішньою — фіброзною, середньою — судинною і внутрішньою — сітківкою.

Зовнішня оболонка — білкова оболонка, або склера — непрозора міцна сполучна тканина білого кольору, яка забезпечує оку певну форму та захист. Передня частина склери переходить у прозору рогівку. Рогівка захищає від пошкодження внутрішні частини ока та пропускає світло. Рогівка не містить кровоносних судин, живиться за рахунок міжклітинної рідини. Після травмування ока чи його запалення, у літніх людей може виникнути помутніння рогівки, або більмо.

Унаслідок цього погіршується або зовсім припиняється потрапляння до ока світла, і людина стає сліпою. Єдиним методом лікування більма є пересаджування рогівки. Першим у світі таку операцію запропонував видатний вітчизняний офтальмолог В.П. Філатов (1875-1956).

Під склерою міститься середня оболонка — судинна (товщина її 0,2-0,4 мм), в якій велика кількість кровоносних судин. її функція пов'язана із живленням інших оболонок та утворів ока. Ця оболонка багата на пігмент, який надає їй темного забарвлення. У передньому відділі очного яблука судинна оболонка переходить у війкове тіло і райдужну оболонку.

У війковому тілі міститься м'яз, який зв'язаний з кришталиком і регулює його кривизну.

Тканина райдужної оболонки містить пігмент — меланін, від кількості якого колір райдужки може бути від блакитного до чорного. В центрі райдужки є округлий отвір — зіниця. Діаметр зіниці змінюється залежно від рівня освітлення: більше світла навколо—зіниця вужча, менше — ширша, дуже широка — у повній темряві. Діаметр зіниці змінюється рефлекторно (зіничний рефлекс) завдяки скороченням непосмугованих м'язів райдужної оболонки, одні з яких іннервуються симпатичною (розширюють), а інші — парасимпатичною нервовою системою (звужують).

Внутрішня оболонка ока — сітківка, товщина якої 0,1-0,2 мм, але вона складається з багатьох шарів різних клітин, які, з'єднуючись між собою своїми відростками, сплітають ажурну сітку (звідси її назва). Розрізняють такі шари сітківки (рис. 75):

Рис. 75. Схема будови сітківки ока: І — пігментний шар; II — фоторецептори; III — біполярні нейрони; IV — гангліозні нейрони; А — волокна зорового нерва.

1) зовнішній пігментнийшар, утворений епітелієм, що містить пігмент фуксин; цей пігментпоглинає світло і тим перешкоджаєйого віддзеркаленню та розсіюванню, а це сприяє чіткості зоровогосприйняття;

2) фоторецептори — колбочки (7-8 млн.), призначені дляденного зору і малочутливі до слабкого освітлення, і палички (125 млн.),які сприймають світлові промені вумовах присмеркового освітлення;

3) біполярні нейрони;

4) гангліозні нейрони, аксони яких формують зоровий нерв.

5) З фізіологічної точки зору сітківка є периферичною частиною зорового аналізатора.

Основна маса колбочок знаходиться в центральній частині сітківки — в жовтій плямі. Жовта пляма є місцем найкращого бачення. Такий зір називається центральним. Решта сітківки бере участь у боковому або периферичному зорові. З віддаленням від центра кількість колбочок зменшується, а паличок збільшується. Місце виходу зорового нерва з очного яблука, що не містить фоторецепторів, а тому й не сприймає світла, називається сліпою плямою.

Фоторецептори складаються з двох сегментів - зовнішнього, що містить світлочутливий пігмент, та внутрішнього, який містить ядро та мітохондрії, які забезпечують енергетичні процеси. У паличках міститься пурпурного кольору пігмент — родопсин, а в колбочках — йодоп-син (пігмент фіолетового кольору). Зорові пігменти являють собою високомолекулярні сполуки, що складаються з окисненого вітаміну А (ретиналя) та білка опсину. У темряві обидва пігменти перебувають у неактивній формі. Під дією кванта світла вони миттєво розпадаються ("вицвітають") і переходять в активну форму: ретиналь відщеплюється від опсину. У такій формі зорові пігменти збуджують фоторецептори. Виникає нервовий імпульс у зв'язаних з ними волокнах зорового нерва. У темряві молекули родопсину відновлюються сполученням вітаміну А з опсином. Нестача вітаміну А порушує утворення родопсину, що зумовлює різке погіршення присмеркового зору (куряча сліпота), а вдень зір залишається нормальним. Ось чому так важливо вживати продукти, які містять вітамін А. Цей вітамін — жиророзчинний, а тому міститься у тваринних жирах (печінці риб, у риб'ячому жирі), жирах рослинного походження (шипшиновій, обліпиховій олії) та смаженій на олії моркві. Неактивний його попередник — каротин міститься у червоних, жовтих фруктах і овочах: абрикосах, моркві, червоному перці тощо.

За теорією кольорового зору, яку вперше запропонував М.В. Ло-моносов (1756 р.), у сітківці ока містяться 3 види колбочок, у кожному з яких є особлива кольорореактивна речовина. Одним властива збудливість до червоного кольору, другим до зеленого, третім — до фіолетового. В зоровому нерві є 3 особливі групи нервових волокон, кожна з яких проводить аферентні імпульси від однієї із груп колбочок. Відчуття кольору виникає при дії на зоровий аналізатор електромагнітних хвиль певної довжини. При освітленні сітківки променями і одночасному відведенні потенціалів від окремих волокон зорового нерва найбільша електрична активність буде в ділянці оранжевого, зеленого і синьо-фіолетового. В звичайних умовах промені діють не на одну групу колбочок, а на 2 або 3 групи, при цьому хвилі різної довжини збуджують їх різною мірою. Первинне розрізнення кольору відбувається у сітківці, але остаточний колір, який буде сприйнято, формується вже у вищих зорових центрах.

Інколи у людини частково або повністю порушується сприйняття кольору. Це колірна сліпота. При повній колірній сліпоті людина бачить всі предмети забарвленими у сірий колір. Часткове порушення колірного зору дістало назву дальтонізму (за ім'ям англійського хіміка Дж. Дальтона, який страждав на цю хворобу і перший її описав у 1794 р.). Дальтоніки, як правило, не розрізняють червоні та зелені кольори. Дальтонізм — спадкова хвороба, яка передається через Х-хромосому. Частіше він спостерігається в чоловіків (6-8%), рідше—у жінок (0,4- 0,5%).

До складу внутрішнього ядра очного яблука входять: кришталик, склисте тіло, водяниста волога.

Кришталик — це прозоре еластичне утворення, яке має форму двоопуклої лінзи. Він не містить ні судин, ні нервів. Його живлення відбувається завдяки водянистій волозі. Завдяки непосмугованому м'язу, що підходить до кришталика з війчастого тіла, він здатний змінювати величину своєї опуклості, заломлювати і фокусувати пучок світла так, щоб зображення предметів на сітківці було чіткішим. Пристосування ока до чіткого бачення предметів, які розташовані від нього на різній відстані називається акомодацією (від лат. ассотойаііо — пристосування). Здійснюється акомодація за рахунок непосмугованого війкового м'яза, який змінює кривину кришталика, завдяки чому предмети, що розглядаються, на сітківці перебувають у фокусі. Під час розглядання близьких предметів кришталик стає опуклішим, завдяки чому промені від предмета сходяться на сітківці. Якщо зображення міститься не на сітківці, а за нею, а на ній виникає неясне, розпливчасте зображення, то такі люди страждають на далекозорість. З віком розвивається так звана стареча далекозорість, яка зумовлена втратою кришталиком еластичності і зменшенням його заломлювальної сили. Якщо фокус зображення міститься перед сітківкою, то такі люди страждають на короткозорість. Наслідком травм ока, порушення обміну вітамінів (дефіцит вітамінів С, А) та вуглеводів (цукровий діабет) або старіння організму може бути помутніння кришталика, або катаракта. Природжені катаракти у новонародженої дитини виникають, якщо жінка у ранній період вагітності хворіла на кір.

Між рогівкою і райдужкою, а також між райдужкою і кришталиком є невеликі порожнини, які називаються камерами, у них міститься прозора рідина — водяниста волога. Вона забезпечує рогівку і кришталик киснем, глюкозою і білками! Порожнина ока позаду кришталика заповнена драглистою масою — склистим тілом. Обидві субстанції забезпечують постійний внутрішньоочний тиск, потрібний для підтримання форми очного яблука. Внаслідок підвищеного внутрішньоочного тиску, що створюється нагромадженням водянистої вологи, яка в нормі витікає відразу після її секреції, може виникнути захворювання глаукома. Глаукома може спричинювати сліпоту через стискання кровоносних судин очного нерва. Це призводить до дегенерації нервових волокон.

Око людини є своєрідною оптичною камерою, в якій можна виділити світлочутливий екран — сітківку та світлозаломлювальні середовища, головним чином — рогівку, кришталик і склисте тіло. Кожне з цих середовищ має свій показник оптичної сили, що виражається в діоптріях. Одна діоптрія (Д) — це оптична сила лінзи з фокусною відстанню 1 м. Система ока дорівнює 59 Д при розгляданні далеких предметів і 70,5 Д при розгляданні близьких предметів.

Оптична система ока забезпечує чітке зображення предмета на сітківці ока. Після заломлення світлових променів у кришталику на сітківці утворюється зменшене зворотне зображення предмета. Однак, незважаючи на це, ми бачимо предмети у прямому вигляді. Це досягається утворенням умовних рефлексів, свідченнями інших аналізаторів і постійною перевіркою відчуттів щоденною практикою.

Для нормального ока дальня точка ясного бачення лежить у безконечності. Далекі предмети здорове око розглядає без напруження акомодації, тобто без скорочення війчастого м'яза. Найближча точка ясного бачення у дорослої людини знаходиться на відстані приблизно 10 см від ока. Це значить, що предмети, розміщені ближче 10 см, не можна чітко побачити навіть за максимального скорочення війчастого м'яза. Найближча точка ясного бачення змінюється з віком. У 10 років найближча точка ясного бачення знаходиться на відстані менше 7 см від ока, в 20 років — 8,3 см, в ЗО років — 11 см, в 40 років — 17 см, в 50 років — 50 см, в 60-70 років — 80 см.

Заломлювальна здатність ока при спокої акомодації, тобто коли кришталик максимально сплощений, називається рефракцією.

Розрізняють 3 види рефракції ока: нормальна (пропорційна), далекозора (80-90% новонароджених дітей мають далекозору рефракцію) і короткозора.

В оці з нормальною рефракцією паралельні промені, що ідуть від предметів, пересікаються на сітківці, що забезпечує чітке бачення предмета.

Далекозоре око має слабку заломлювальну здатність. В такому оці паралельні промені, які ідуть від далеких предметів перетинаються за сітківкою, тому що поздовжня вісь коротка. Для переміщення зображення на сітківку далекозоре око повинне посилити свою заломлювальну здатність за рахунок збільшення кривизни кришталика уже при розгляданні віддалених предметів. Якщо акомодація не в змозі забезпечити одержання на сітківці далекозорого ока зображень предметів, гострота зору зменшується. При далекозорості призначають окуляри з двоопуклими збиральними лінзами, які збільшують заломлення світла, завдяки чому промені фокусуються на сітківці.

У короткозорому оці паралельні промені, які йдуть далеко від далеких предметів, перетинаються спереду сітківки, не доходячи до неї, це пов'язано із надто довгою поздовжньою віссю ока, або з більшою, ніж нормальна, заломлювальною силою середовища ока. При короткозорості призначають окуляри з розсіюючими двоввігнутими лінзами, які зменшать заломлення променів, що потрапляють в око, таким чином, зображення предмета фокусуватиметься на сітківці.

Астигматизм — неможливість сходження всіх променів в одній точці, фокусі. Це спостерігається при неоднаковій кривизні рогівки у різних її меридіанах. Якщо більше заломлюється вертикальний меридіан, астигматизм прямий, якщо горизонтальний—зворотний. Нормальні очі мають невеликий ступінь астигматизму, бо поверхня рогівки не цілком сферична. Різні ступені астигматизму, що порушують зір, виправляють за допомогою циліндричних скелець, які розташовуються на відповідних меридіанах рогівки.

Гострота зору — здатність розрізняти найменшу відстань між двома точками, що досягається, коли між двома збудженими колбочками є одна незбуджена. Мірилом гостроти зору є кут, який утворюється між променями, що йдуть від двох точок предмета до ока — кут зору. Чим менший цей кут, тим вища гострота зору. Оптимальним для гостроти зору є діаметр зіниці приблизно 3 мм.

Нормальний зір здійснюється двома очима (бінокулярний зір). Це дає змогу відчувати рельєфне зображення предметів, бачити глибину і визначати відстань предмета від ока.

Людина сприймає предмет як єдине ціле. Це відбувається тому, що зображення предмета виникає на ідентичних точках сітківки. Ідентичними точками сітківки двох очей називають зони центральних ямок і всі точки, розташовані від неї на однаковій відстаю і в одному й тому ж напрямку. Точки сітківки, які не збігаються, називаються неідентичними. Якщо промені від предмета, що розглядається, потрапляють на ідентичні точки сітківки, то зображення предмета буде роздвоєним.

Збудливість зорового аналізатора залежить від кількості світлоре-активних речовин у сітківці. Під час дії світла на око внаслідок розпаду світлореактивних речовин збудливість ока знижується. Це пристосування ока до світла — світлова адаптація. В темряві у зв'язку з відновленням світлореактивних речовин збудливість ока до світла зростає.

Це — темнова адаптація. Збудливість колбочок зростає у темряві в 20-50 разів, а паличок в 200—400 тис. разів.

Крім світлової, є ще кольорова адаптація, тобто падіння збудливості ока при дії променів, які викликають колірні відчуття. Чим інтен-сивніший колір, тим швидше падає збудливість ока. Найшвидше знижується збудливість при дії синьо-фіолетового подразника, найменше і повільніше — зеленого.