Их исследования

Зрительный анализатор человека является сложной нервно-рецепторной систе­мой, предназначенной для восприятия и анализа световых раздражений. Согласно И.П. Павлову, в нем, как и в любом анализаторе, имеются три основных отдела – рецепторный, проводниковый и корковый. В периферических ре­цепторах – сетчатке глаза – происходят восприятие света и первичный анализ зрительных ощущений. Проводниковый отдел включает зрительные пути и глазо­двигательные нервы. В корковый отдел анализатора, расположенный в области шпорной борозды затылочной доли мозга, поступают импульсы, как от фоторецеп­торов сетчатки, так и от проприорецепторов наружных мышц глазного яблока, а также мышц, заложенных в радужке и ресничном теле. Кроме того, имеются тесные ассоциативные связи с другими анализаторными системами.

Зрительный анализатор человека

Источником деятельности зрительного анализатора является превращение световой энергии в нервный процесс. Адекватным раздражителем для органа зре­ния служит энергия светового излучения. Человеческий глаз воспринимает свет с длиной волны 380-760 нм. Однако в специально созданных условиях этот диа­пазон заметно расширяется в сторону инфракрасной части спектра до 950 нм и в сторону ультрафиолетовой части до 290 нм.

Такой диапазон световой чувствительности глаза обусловлен формированием его фоторецепторов приспособительно к солнечному спектру. Земная атмосфера на уровне моря полностью поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной волны ме­нее 290 нм, часть ультрафиолетового излучения (до 360 нм) задерживается рого­вицей и особенно хрусталиком.

Ограничение восприятия длинноволнового инфракрасного излучения связано с тем, что внутренние оболочки глаза сами излучают энергию, сосредоточенную в инфракрасной части спектра. Чувствительность глаза к этим лучам привела бы к снижению четкости изображения предметов на сетчатке за счет освещения по­лости глаза светом, исходящим из его оболочек.

Зрительный акт является сложным нейрофизиологическим процессом, многие детали которого еще не выяснены. Он состоит из четырех основных этапов:

1. С помощью оптических сред глаза (роговица, хрусталик) на фоторецепторах сетчатки образуется действительное, но инвертированное (перевернутое) изо­бражение предметов внешнего мира.

2. Под воздействием световой энергии в фоторецепторах (колбочки, палочки) происходит сложный фотохимический процесс, приводящий к распаду зритель­ных пигментов с последующей их регенерацией при участии витамина А и других веществ. Этот фотохимический процесс способствует трансформации световой энергии в нервные импульсы. Светлые, темные и цветовые детали изображения предметов по-разному возбуждают фоторецепторы сетчатки и позволяют вос­принимать свет, цвет, форму и пространственные отношения предметов внешнего мира.

3. Импульсы, возникшие в фоторецепторах, проводятся по нервным волокнам к зрительным центрам коры большого мозга.

4. В корковых центрах происходит превращение энергии нервного импульса в зрительное ощущение и восприятие.

Зрительное восприятие

Таким образом, глаз является дистантным рецептором, дающим обширную информацию о внешнем мире без непосредственного контакта с его предметами. Тесная связь с другими анализаторными системами позволяет с помощью зрения на расстоянии получить представление о свойствах предмета, которые могут быть восприняты только другими рецепторами – вкусовыми, обонятельными, так­тильными. Так, вид лимона и сахара создает представление о кислом и сладком, вид цветка – о его запахе, снега и огня – о температуре. Сочетанная и взаимная связь различных рецепторных систем в единую совокупность создается в процессе индивидуального развития.

Основой всех зрительных функций является световая чувствительность гла­за. Функциональная способность сетчатки неравноценна на всем ее протяжении. Наиболее высока она в области желтого пятна и, особенно в центральной ямке. Здесь сетчатка представлена только нейроэпителием и состоит исключительно из высокодифференцированных колбочек.

При рассматривании любого предмета глаз устанавливается таким образом, что изображение предмета всегда проецируется на область центральной ямки. На остальной части сетчатки преобладают менее дифференцированные фоторецеп­торы — палочки, и чем дальше от центра проецируется изображение предмета, тем менее отчетливо оно воспринимается.

Поперечный срез сетчатки глаза под микроскопом. Видны клетки, образующие зрительный нерв (красные), и фоторецепторные клетки – палочки (белые) и колбочки (желтые).

В связи с тем, что сетчатка животных, ведущих ночной образ жизни, состоит преимущественно из палочек, а дневных животных – из колбочек, М. Шультце в 1868 г. высказал предположение о двойственной природе зрения, согласно ко­торому дневное зрение осуществляется колбочками, а ночное – палочками. Па­лочковый аппарат обладает высокой светочувствительностью, но не способен передавать ощущение цветности; колбочки обеспечивают цветное зрение, но зна­чительно менее чувствительными оказываются к слабому свету и функционируют только при хорошем освещении.

В зависимости от степени освещенности можно выделить три разновидности функциональной способности глаза.

1. Дневное (фотопическое) (от греч.: photos – свет и opsis – зрение) зрение осуществляется колбочковым ап­паратом глаза при большой интенсивности освещения. Оно характеризуется вы­сокой остротой зрения и хорошим восприятием цвета.

Фотопическое зрение

2. Сумеречное (мезопическое) (от греч.: mesos – средний, промежуточный и opsis – зрение) зрение осуществляется палочко­вым аппаратом глаза при слабой степени освещенности (0, 1-0, 3 лк). Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматичным восприятием предметов. От­сутствие цветовосприятия при слабом освещении хорошо отражено в пословице «ночью все кошки серы».

Мезопическое зрение

3. Ночное (скотопическое) (от греч.: skotos – темнота и opsis – зрение) зрение также осуществляется палочками при пороговой и надпороговой освещенности. Оно сводится только к ощущению света.

Скотопическое зрение

Таким образом, двойственная природа зрения требует дифференцированно­го подхода к оценке зрительных функций. Следует различать центральное и периферическое зрение.

Центральное зрение осуществляется колбочковым аппаратом сетчатки. Оно характеризуется высокой остротой зрения и восприятием цвета. Другой важной чертой центрального зрения является визуальное восприятие формы предмета. В осуществлении форменного зрения решающая роль принадлежит корковому от­делу зрительного анализатора. Так, человеческий глаз легко формирует ряды точек в виде треугольников, наклонных линий за счет именно корковых ассоциаций (ри­сунок 3.1).

Рис.3.1 – Графическая модель, демонстрирующая участие коркового отдела зрительного анализатора в восприятии форм предмета

Значение коры большого мозга в осуществлении форменного зрения подтверждают случаи потери способности распознавать форму предметов, наблю­даемые иногда при повреждении затылочных долей мозга.

Периферическое палочковое зрение служит для ориентации в пространстве и обеспечивает ночное и сумеречное зрение.