Орган зрения. Ночное видение: нарушения зрения в темноте
Слепое пятно глаза открыто французским физиком Эдмом Мариоттом в 1668 г. Он использовал свое открытие для оригинальной забавы придворных короля Людовика XIV. Мариотт помещал двух зрителей на расстоянии двух метров друг напротив друга и просил их рассматривать одним глазом некоторую точку сбоку, тогда каждому казалось, что у его визави нет головы. Голова попадала в сектор слепого пятна смотрящего глаза.
Известен рисунок Мариотта для нахождения слепого пятна. Если смотреть на крестик правым глазом (левый глаз должен быть закрыт), приближая или отдаляя рисунок от глаза, наступает момент, когда черный кружок не виден.
Рис. 1. Рисунок Мариотта для нахождения слепого пятна глаза
Глаз устроен так, что человек может сосредоточить внимание на чем-то, что особенно заинтересовало его в этот момент. Интерес может быть продиктован жизненной необходимостью, а может быть вызван и красотой формы.
Рис. 2. Геометрическая схема глазного дна
В центре глазного дна есть небольшое углубление – центральная ямка. Это место наилучшего видения. Главный луч зрения всегда направлен по оси: центральная ямка – центр хрусталика – рассматриваемый предмет. Вокруг центральной ямки расположилось желтое пятно. Это место дневного зрения и наилучшего цветового восприятия. Чем дальше от желтого пятна, тем меньше колбочек содержит сетчатка и все больше палочек. Палочки приспособлены для сумеречного зрения и для восприятия формы. На некотором расстоянии от желтого пятна находится так называемое слепое пятно . Здесь нет ни колбочек, ни палочек, этим местом глаз не видит. Это сосок зрительного нерва.
Зачем слепое пятно? Разве нельзя было все волокна зрительного нерва, идущие к колбочкам и палочкам, собрать где-то в глубине глаза, а не на поверхности сетчатки? И почему слепое пятно природа разместила именно здесь, а не где-нибудь дальше, ведь места в глазном яблоке еще много?!
В соответствии со своим строением глаз не просто передает в мозг световые сигналы, поступившие в него извне, не зеркально отражает все то, что находится перед ним, а готовит информацию для мозга в определенном порядке и соподчиненности. Центральная ямка и желтое пятно дают самое четкое изображение и наилучшее цветовосприятие. Периферическая часть поля ясного зрения дает менее четкое восприятие и тем самым обеспечивает главенствующую роль центра. Слепое пятно не участвует в зрительном восприятии совсем. За слепым пятном идет еще более дальняя периферия, которая обеспечивает только общее восприятие, являясь как бы фоном для поля ясного зрения, но она очень чувствительна к световым сигналам от движущихся предметов, что биологически имеет смысл и очень важно в борьбе за существование.
А что же делает самая дальняя периферия глазного яблока, куда не попадают световые лучи? Там создается ноль-цвет и служит он базой для сравнения всех цветовых ощущений, которые дает сетчатка.
Как видим, глаз устроен разумно. Желтое пятно имеет слегка вытянутую форму по горизонтали и соответствует углам 6° и 8°. На расстоянии 12° от центральной ямки начинается слепое пятно, которое соответствует углу 6°. До наружного края слепого пятна от середины центральной ямки 18°. Если таким радиусом описать круг, получим основание зрительного конуса, соответствующее 36°. Это поле ясного зрения .
Безусловно, глазное дно не расчерчено циркулем. Это живая ткань и границы названных элементов глазного дна размыты, нечетки, но они есть. Таким образом, можно заключить, что наружная граница слепого пятна является границей поля ясного зрения.
Источники информации:
- Ковалев Ф.В. Золотое сечение в живописи. – К.: Выща школа, 1989.
- Лаврус В.С. Свет и тепло . – К.: НиТ, 1998.
К основным функциям зрительного анализатора относят различение яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Зрение помогает регулировать положение тела и определять расстояние до объекта.
Глаз, как оптический прибор, построен следующим образом:
Рис.1. Строение глаза: 1 – роговица; 2 – передняя камера; 3 – радужная оболочка; 4 – зрачок; 5 – хрусталик; 6 – стекловидное тело; 7 – сетчатка; 8 – сосудистая оболочка; 9 – склера; 10 – желтое пятно; 11 – слепое пятно; 12 – ресничное тело; 13 – зрительный нерв.
1. Роговица – действует как светопреломляющая структура (хорошо снабжена нервными окончаниями – если дотронуться, то возникает мигательный рефлекс).
2. Передняя камера – располагается между роговицей и радужной оболочкой. Передняя камера заполнена жидкостью.
3. Радужная оболочка – содержит пигмент, определяющий цвет глаз, регулирует размер зрачка, а, следовательно, количество света, поступающего в глаз.
4. Зрачок – отверстие в радужной оболочке, через которое свет, минуя роговицу и переднюю камеру, проходит внутрь глаза.
5. Хрусталик – прозрачное эластичное двояковыпуклое образование, обеспечивающее фокусировку лучей света на сетчатке.
6. Стекловидное тело – прозрачное полужидкое вещество, поддерживающее форму глаза.
7. Сетчатка – внутренняя оболочка глаза, состоящая из следующих рецепторов: а) палочки – воспринимают форму, ответственны за сумеречное зрение, располагаются на периферии сетчатки в количестве 120*10 6 ; б) колбочки – воспринимают различные цвета, аппарат дневного зрения, количество – 6*10 6 ; в) нейроны – образуют зрительный нерв с помощью своих отростков. Сетчатка является конечной структурой, воспринимающей свет.
8. Сосудистая оболочка – пронизана кровеносными сосудами, снабжающими кровью сетчатку.
9. Склера (белочная оболочка) – наружная оболочка глаза. Защищает глаз от повреждения и помогает глазному яблоку сохранять свою форму.
10. Желтое пятно – содержит только колбочки. Зона наилучшего видения. Ночью свет падает только на желтое пятно, поэтому человек плохо различает в темноте цвета.
11. Слепое пятно – место на сетчатке, где из глаза выходит зрительный нерв. Не обладает светочувствительностью. Располагается асимметрично в разных глазах.
12. Ресничное тело – мышца, регулирующая силу преломления лучей хрусталиком.
13. Зрительный нерв – воспринимает возбуждение и передает в зрительную зону коры больших полушарий головного мозга, где происходит анализ возбуждения и формирование зрительных образов.
Вспомогательные органы глаза:
· Брови – отводят пот со лба;
· Веки – защищают глаз от световых лучей и пыли. Количество ресниц составляет приблизительно по 80 на каждом веке. Ресницы выпадают и вырастают вновь за 100 дней.
· Слезный аппарат – слезы смачивают, очищают и дезинфицируют глаз. Количество слез выделяется приблизительно 0,01 л в сутки. Слезы освобождают организм от химических веществ, связанных с нервным перенапряжением, содержание которых уменьшается на 40%. Мужчины обычно моргают один раз за 5 секунд, женщины чаще.
Для получения четкого изображения необходимо, чтобы фокус попал на сетчатку.
Рис.2. Реакция радужной оболочки на изменение освещенности.
Бинокулярное зрение – это зрение двумя глазами. Оно позволяет ощущать рельефные изображения предметов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза при рассматривании предметов левым и правым глазом.
Диоптрия – это приспособление глаза к получению отчетливого изображения на сетчатке на различных расстояниях. Процесс приспособления осуществляется путем изменения кривизны хрусталика. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, благодаря чему лучи от предметов сходятся на сетчатке. При рассматривании предметов, находящихся на далеком расстоянии, ресничная мышца расслаблена, а связки, прикрепленные преимущественно к передней и задней поверхности капсулы хрусталика, в это время натянуты, что вызывает сдавливание хрусталика и его преломляющая сила становится наименьшей.
Ближайшая точка видения – это наименьшее расстояние от глаза, на котором предмет еще отчетливо виден.
Возрастные особенности . Ребенок первые месяцы после рождения видит предметы в их перевернутом изображении. До 9-12 лет глаза у человека дальнозоркие. Ближайшая точка ясного видения отодвигается с возрастом. В 10 лет она на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 – 8,3 см, в 30 – 11 см, в 35 – 17 см, а к 60-70 годам она приближается к 80-100 см.
У младших школьников чаще встречается близорукость слабой степени – до 3Д. Если вовремя не начать коррекцию, то процесс может усугубиться.
Является органом зрения. Главными его функциями являются центральное и предметное зрение, светоощущение, цветоощущение, периферическое и стереоскопическое зрение.
Строение глаза
Глаз человека состоит из глазного яблока и вспомогательных образований. По принципу работы его можно сравнить с первоклассной фотокамерой. Он имеет двояковыпуклую линзу (хрусталик ), которая может фокусироваться на различные расстояния, диафрагму (радужка ), регулирующую размер светового отверстия (зрачок ), и светочувствительную сетчатку , соответствующую цветной фотопленке. Непосредственно за сетчаткой находится слой клеток, наполненных черным пигментом, который поглощает излишний свет и предотвращает смазывание изображения (сосудистая оболочка ).
Глазное яблоко
Глазное яблоко имеет шаровидную форму и лежит в полости глазницы. В нем различают передний и задний полюсы, экватор. Линия, соединяющая полюсы, называется наружной осью глазного яблока; в норме ее длина равна 24 мм. Глазное яблоко состоит из внутреннего ядра и окружающих его трех оболочек. Фиброзная оболочка (наружная) глазного яблока является защитной. В заднем, большем, отделе она образует склеру , плотную, белого цвета, в переднем - прозрачную роговицу , через которую в глаз проникает свет.
Сосудистая оболочка (средняя) глазного яблока богата кровеносными сосудами. В ней выделяют 3 части: собственно сосудистую оболочку, ресничное тело и радужку. Радужка - передняя часть сосудистой оболочки - имеет вид круглой пластинки с отверстием в центре - зрачком . Цвет радужки зависит от содержания в ней пигмента. Большое количество пигмента обусловливает коричневую окраску глаз, малое - голубую или зеленовато-серую.
Величину зрачка регулируют мышцы, заложенные в толще радужки: мышца, суживающая зрачок, и мышца, расширяющая зрачок. Размеры зрачка изменяются в зависимости от количества поступающего в глаз света: чем больше света, тем зрачок меньше, и наоборот.
Реакция зрачка на изменение интенсивности освещения происходит не мгновенно, а в течение 10-30 секунд. Поэтому требуется определенное время для привыкания глаз к темноте (при переходе из ярко освещенного места в темное) и к свету (при выходе из темного помещения на ярко освещенную улицу).
Кзади от радужки в виде валика располагается ресничное тело . В нем заложена ресничная мышца , сокращение которой через специальную связку (ресничный поясок) передается на хрусталик и вызывает изменение его кривизны. Тем самым осуществляется аккомодация - приспособление глаза к видению предметов на разном расстоянии. При сокращении ресничной мышцы натяжение связки ослабевает, хрусталик в силу своих эластических свойств становится более выпуклым, его преломляющая способность увеличивается и глаз настраивается на рассматривание близко расположенных предметов. Если ресничная мышца расслабляется, то хрусталик, напротив, уплощается и глаз настраивается на рассматривание далеко расположенных объектов. Ресничное тело также вырабатывает специальную внутриглазную жидкость - водянистую влагу , заполняющую камеры глаза.
Собственно сосудистая оболочка , располагающаяся позади ресничного тела, содержит большое количество кровеносных сосудов, снабжающих кровью другие оболочки глазного яблока, и черный пигментный слой, который поглощает свет.
Чувствительная оболочка (внутренняя) глазного яблока называется сетчаткой . Она имеет сложное строение. Здесь находятся светочувствительные рецепторные клетки - палочки (около 125 млн) и колбочки (6,5 млн). Они содержат пигмент (палочки - родопсин, колбочки - йодопсин), который поглощает лучи с определенной длиной световой волны.
Поглощая свет, зрительный пигмент меняется, что приводит к высвобождению энергии и возникновению нервного импульса. Существуют один тип палочек и три типа колбочек. Палочки необходимы в сумерках, они воспринимают информацию об освещенности и форме предметов. Колбочки, чувствительность которых к свету в 1000 раз меньше, - аппарат дневного и цветового видения. Разные типы колбочек реагируют на синий, зеленый или красный цвет. Другие цвета воспринимаются при одновременном раздражении колбочек двух или более типов.
Палочки и колбочки распределены в сетчатке неравномерно. Местом наилучшего видения в сетчатке является так называемое желтое пятно диаметром 1 мм, расположенное напротив зрачка, в котором имеются только колбочки. По направлению к периферии сетчатки количество колбочек уменьшается, а количество палочек возрастает. Недалеко от желтого пятна, ближе к носу, находится слепое пятно - место выхода зрительного нерва из сетчатки, которое не содержит светочувствительных элементов. При рассматривании специалистом глазного дна место выхода зрительного нерва легко определяется, т.к. именно здесь в сетчатку входят питающие ее сосуды.
Оболочки глазного яблока окружают его внутреннее ядро, которое состоит из прозрачных светопреломляющих сред: стекловидного тела , хрусталика и водянистой влаги, заполняющей переднюю и заднюю камеры глаза .
Хрусталик, как уже указывалось, имеет форму двояковыпуклой линзы, которая может менять свою кривизну. Он эластичен, прозрачен и расположен позади зрачка. Хрусталик преломляет входящие в глаз световые лучи и фокусирует их на сетчатке. Позади хрусталика находится стекловидное тело - прозрачная желеобразная масса, заполняющая пространство перед сетчаткой. Через стекловидное тело проходят световые лучи, которые преломляются роговицей и хрусталиком и фокусируются на сетчатке.
Пространство между роговицей и радужкой составляет переднюю камеру глаза, а между радужкой и хрусталиком - заднюю камеру . Камеры глаза сообщаются между собой через зрачок и заполнены прозрачной жидкостью - водянистой влагой. Водянистая влага питает те структуры глазного яблока, которые не имеют кровеносных сосудов: роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Водянистая влага играет важную роль в поддержании внутриглазного давления, что необходимо для нормального зрения.
Вспомогательный аппарат глаза
Вспомогательный аппарат глаза включает брови, веки, мышцы глазного яблока и слезный аппарат. Брови служат для предохранения глаз от пота, стекающего со лба. Ресницы, находящиеся на свободных краях верхнего и нижнего век, защищают глаза от пыли, снега и дождя. На каждом веке около 80 ресниц, которые располагаются в 2-3 ряда. Ресницы обновляются в течение 100 дней. Основу века составляет плотная пластинка, которая снаружи покрыта кожей, а изнутри - особой соединительной оболочкой - конъюнктивой. Конъюнктива переходит с век на переднюю поверхность глазного яблока.
Слезный аппарат представлен слезной железой и слезоотводящими путями. Слезная железа лежит в ямке лобной кости у наружной стенки глазницы. Слеза омывает поверхность глазного яблока и стекает в медиальный угол глазной щели. Отсюда через слезные канальцы слеза отводится в полость носа. Слезы увлажняют роговицу и конъюнктиву, смывают пылевые частицы и обезвреживают микроорганизмы. Без слез роговица может высохнуть и ее преломляющая способность нарушится. Оттоку слезной жидкости способствуют мигательные движения век.
Подвижность глазного яблока обеспечивается шестью мышцами, которые располагаются вокруг него в глубине глазницы: четырьмя прямыми (верхняя, нижняя, наружная и внутренняя) и двумя косыми (верхняя и нижняя). Эти мышцы действуют таким образом, что оба глаза движутся синхронно и направлены на один и тот же объект. Схождение зрительных осей обоих глаз на рассматриваемом предмете называется конвергенцией. Такое положение глаз обеспечивает бинокулярное зрение (получение одного изображения в обоих глазах), что важно для восприятия размера, формы, объема предмета, а также движения, расстояния и глубины. Мышцы глаза сокращаются произвольно, команды к ним от головного мозга проводятся по трем парам черепных нервов.
От глазных яблок зрительная информация поступает в головной мозг по зрительным нервам. Зрительный нерв образован отростками нервных клеток, лежащих в сетчатке. На нижней поверхности мозга зрительные нервы перекрещиваются, причем на другую сторону переходят лишь волокна, которые идут от внутренних половин сетчатки. После перекреста нервы носят название зрительных трактов . В каждом зрительном тракте проходят волокна, несущие информацию от внутренней половины сетчатки противоположного глаза и наружной половины сетчатки глаза своей стороны. Тем самым создаются условия для бинокулярного зрения. Зрительный тракт оканчивается в подкорковых зрительных центрах. Отсюда часть волокон направляется к центру зрения в коре затылочной доли полушарий большого мозга (вблизи шпорной борозды), где формируются зрительные ощущения. Другая часть волокон обеспечивает осуществление рефлекторных движений глаз: их поворот, зрачковый рефлекс и аккомодацию.
Головной мозг воспринимает раздражения из внешней среды и интерпретирует их с учетом всей накопленной информации. Так, получаемое на сетчатке изображение является перевернутым и уменьшенным. Но человек видит предметы неперевернутыми. Это происходит потому, что деятельность органа зрения проверяется показаниями других органов чувств.
Болезни глаза
Вследствие неправильного развития глазное яблоко может быть удлиненным, при этом уже в молодом возрасте возникает близорукость (миопия); при укорочении глазного яблока отмечается дальнозоркость (гиперметропия). Эти дефекты зрения исправляют с помощью очков.
Нарушение цветового зрения называется дальтонизмом, им страдают около 8% мужчин и 0,5% женщин. Цветовая слепота объясняется отсутствием колбочек одного или нескольких типов, что связано с генетическим дефектом.
С возрастом эластичность хрусталика уменьшается. Вместе с атрофией ресничной мышцы это приводит к нарушению аккомодации, тогда человек плохо видит на близком расстоянии. Исправляют такую старческую дальнозоркость с помощью очков - двояковыпуклых линз, которые надевают при чтении. С возрастом хрусталик может потерять и свою прозрачность. Помутнение хрусталика называют катарактой и лечат хирургическим путем.
Нарушение зрения, называемое астигматизмом , возникает в случае неправильной кривизны роговицы или хрусталика. В этом случае изображение на сетчатке искажается. Для исправления нужны очки с цилиндрическими стеклами. Повышение внутриглазного давления является признаком тяжелого заболевания глаз - глаукомы .
Воспаление соединительной оболочки, называемое конъюнктивитом , вызывается инфекцией, пылью или химическими веществами и характеризуется ее покраснением, отеком, чувством жжения и тяжести в глазах.
Радужку в медицине приравнивают к своеобразному табло, где отражается
состояние человеческого организма. Метод иридодиагностики (диагностика
по радужке) позволяет установить локализацию различных
заболеваний в организме человека.
Профилактика зрения
Глаз человека - сложная оптическая система, требующая внимательного отношения. Следует оберегать глаза от механических воздействий. При чтении необходимо следить, чтобы свет падал слева, а расстояние от глаз до книги составляло 35-40 см. Нельзя наклоняться к книге ближе, т.к. постоянное напряжение ресничной мышцы может привести к преждевременному развитию близорукости.
Слишком яркое освещение также вредит зрению, поскольку разрушает световоспринимающие клетки. Не рекомендуется читать в движущемся транспорте: из-за неустойчивого положения книги все время меняется фокусное расстояние, что ослабляет аккомодационный аппарат. Расстройство зрения может возникнуть при недостатке в пище витамина А, поэтому необходима специальная диета для глаз . Также рекомендуется выполнять упражнения для глаз , устраивать перерывы от чтения и работы на компьютере.
Бережное отношение к глазам позволит надолго сохранить хорошее зрение и ясный взгляд на окружающий мир.
Светочувствительные рецепторы глаза (фоторецепторы) - колбочки и палочки, располагаются в наружном слое сетчатки. Фоторецепторы контактируют с биполярными нейронами, а те в свою очередь - с ганглиозными. Образуется цепочка клеток, которые под действием света генерируют и проводят нервный импульс. Отростки ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв.
По выходе из глаза зрительный нерв делится на две половины. Внутренняя перекрещивается и вместе с наружной половиной зрительного нерва противоположной стороны направляется к латеральному коленчатому телу, где расположен следующий нейрон, заканчивающийся на клетках зрительной зоны коры в затылочной доле полушария. Часть волокон зрительного тракта направляется к клеткам ядер верхних холмиков пластинки крыши среднего мозга. Эти ядра, так же как и ядра латеральных коленчатых тел, представляют собой первичные (рефлекторные) зрительные центры. От ядер верхних холмиков начинается тектоспинальный путь, за счет которого осуществляются рефлекторные ориентировочные движения, связанные со зрением. Ядра верхних холмиков также имеют связи с парасимпатическим ядром глазодвигательного нерва, расположенным под дном водопровода мозга. От него начинаются волокна, входящие в состав глазодвигательного нерва, которые иннервируют сфинктер зрачка, обеспечивающий сужение зрачка при ярком свете (зрачковый рефлекс), и ресничную мышцу, осуществляющую аккомодацию глаза.
Адекватным раздражителем для глаза является свет - электромагнитные волны длиной 400 - 750 нм. Более короткие - ультрафиолетовые и более длинные - инфракрасные лучи глазом человека не воспринимаются.
Преломляющий световые лучи аппарат глаза - роговица и хрусталик, фокусирует изображение предметов на сетчатке. Луч света проходит через слой ганглиозных и биполярных клеток и достигает колбочек и палочек. В фоторецепторах различают наружный сегмент, содержащий светочувствительный зрительный пигмент (родопсин в Галочках и йодопсин в колбочках), и внутренний сегмент, в котором находятся митохондрии. Наружные сегменты погружены в черный пигментный слой, выстилающий внутреннюю поверхность глаза. Он уменьшает отражение света внутри глаза и участвует в обмене веществ рецепторов.
В сетчатке насчитывают около 7 млн. колбочек и примерно 130 млн. палочек. Более чувствительны к свету палочки, их называют аппаратом сумеречного зрения. Колбочки, чувствительность к свету которых в 500 раз меньше,- это аппарат дневного и цветового видения. Цветоощущение, мир красок доступен рыбам, амфибиям, рептилиям и птицам. Доказывается это возможностью выработать у них условные рефлексы на различные цвета. Не воспринимают цвета собаки и копытные животные. Вопреки прочно установившемуся представлению, что быки очень не любят красный цвет, в опытах удалось доказать, что они не могут отличить зеленого, синего и даже черного от красного. Из млекопитающих только обезьяны и люди способны воспринимать цвета.
Колбочки и палочки распределены в сетчатке неравномерно. На дне глаза, напротив зрачка, находится так называемое пятно, в центре его есть углубление - центральная ямка - место наилучшего видения. Сюда фокусируется изображение при рассматривании предмета.
В центральной ямке имеются только колбочки. По направлению к периферии сетчатки количество колбочек уменьшается, а число палочек возрастает. Периферия сетчатки содержит только палочки.
Недалеко от пятна сетчатки, ближе к носу, расположено слепое пятно. Это место выхода зрительного нерва. В этом участке нет фоторецепторов, и оно не принимает участия в зрении. Мы обычно не замечаем пробела в поле зрения, но его легко доказать с помощью опыта Мариотта (рис. 130). Если закрыть левый глаз, а правым пристально рассматривать нарисованный на бумаге крестик, медленно приближая рисунок к глазу, то можно заметить, что при определенном расстоянии белое пятно на рисунке исчезает. Это происходит, когда его изображение окажется на слепом пятне. Мы его не замечаем, так как смотрим двумя глазами и на слепое пятно каждого из глаз проецируются различные участки изображения. Кроме того, при рассматривании предметов глаз все время движется скачками по контуру и отдельным местам рисунка. Изображение предмета очень быстро перемещается по сетчатке, а это дает возможность видеть все его части (рис. 131).
Рис. 130. Рисунок для проведения опыта Мариотта (I) и схема хода
лучей в этом опыте (II). а - место выхода зрительного нерва; б -
центральная ямка, место наилучшего видения
Рис. 131. Запись движений глаза (а) при рассмотрении в течение 2 мин
фотографии скульптурного портрета египетской царицы Нефертити (6)
(по А. Л. Ярбусу)
Непрерывные, мелкие, скачкообразные движения глаз обусловлены свойствами его рецепторов. Рецепторы передают в мозг информацию не о непрерывно действующем раздражителе, а лишь об изменениях световых сигналов. Импульсы в зрительном нерве возникают только в момент включения и выключения света. A. Л. Ярбус укреплял на роговицу очень маленькую присоску с источником света, движения которого фотографировали. Так как источник света двигался вместе с глазом, то свет падал все время на одни и те же элементы сетчатки. В этом случае испытуемый видит свет только в момент его включения - неподвижное изображение глаз не видит. Лягушка, у которой глаз неподвижен, видит мир затянутым серой пеленой. Зато появление летающей мошки отлично воспринимается рецепторами ее глаза.
Построение изображения на сетчатке. Луч света достигает сетчатки, проходя через ряд преломляющих поверхностей и сред: роговицу, водянистую влагу передней камеры, хрусталик и стекловидное тело. Лучи, исходящие из одной точки внешнего пространства, должны быть сфокусированы в одну точку на сетчатке, только тогда возможно ясное видение. Глаз представляет собой сложную оптическую систему, но оказалось, что для построения изображения в глазу можно пользоваться упрощенной моделью, так называемым o редуцированным глазом.
Редуцированный глаз имеет одну преломляющую поверхность - роговицу и одну среду - стекловидное тело. Узловая точка в редуцированном глазу, т. е. точка оптической системы, через которую лучи идут, не преломляясь, расположена на расстоянии 7,5 мм от вершины роговицы и 15 мм от сетчатки (длина нормального глаза составляет 22,5 мм).
Чтобы построить изображение в редуцированном глазу, надо от двух крайних точек предмета провести через узловую точку два луча. Эти лучи, проходящие через узловую точку без преломления, называются направляющими, а угол, образуемый ими,- углом зрения (рис. 132). Изображение на сетчатке получается действительное, перевернутое и уменьшенное. Несмотря на то что изображение перевернуто, мы воспринимаем предметы в прямом виде. Это происходит потому, что деятельность одних органов чувств проверяется другими. Для нас "низ" там, куда направлена сила земного притяжения. В свое время Страттон поставил очень интересный опыт. Вместо очков он надел стекла с оптической системой, поставившей мир "вверх ногами". Уже через 4 дня он видел ландшафт в прямом виде.
Рис. 132. Построение изображения в глазу, а, б - предмет: а", б" -
его перевернутое и уменьшенное изображение на сетчатке; С - узловая
точка, через которую лучи идут без преломления, аα - угол зрения
Острота зрения. Остротой зрения называется способность глаза видеть раздельно две точки. Нормальному глазу это доступно, если величина их изображения на сетчатке равна 4 мкм, а угол зрения составляет 1 мин. При меньшем угле зрения ясного видения не получается, точки сливаются. Для объяснения этого явления обратимся к известному факту. Если рассматривать с большого расстояния иллюминированное электрикческими лампочками здание, оно кажется украшенным светящимися линиями. При приближении вместо сплошных линий становятся видны отдельные лампочки. Чем это объясняется? Если падающие на сетчатку лучи возбуждают сплошной ряд колбочек, то глаз видит линию. Если же при этом возбуждаются колбочки, стоящие через одну, то глаз видит отдельные точки.
Для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы между возбужденными колбочками находилась минимум одна невозбужденная. Так как диаметр колбочек в месте наибольшей остроты зрения, в центральной ямке пятна, равен 3 мкм, то раздельное видение возможно при условии, если изображение на сетчатке не менее 4 мкм. Такая величина изображения получается, если угол зрения 1 мин.
Остроту зрения определяют по специальным таблицам, на которых изображены 12 рядов букв. С левой стороны каждой строки написано, с какого расстояния она должна быть видна человеку с нормальным зрением. Испытуемого помещают на определенном расстоянии от таблицы и находят строку, которую он прочитывает без ошибок.
Острота зрения увеличивается при яркой освещенности и очень низка при слабом свете.
Поле зрения. Все пространство, видимое глазу при неподвижно устремленном вперед взоре, называют полем зрения.
Различают центральное (в области желтого пятна) и периферическое зрение. Наибольшая острота зрения в области центральной ямки. Здесь только колбочки, диаметр их небольшой, они тесно примыкают друг к другу. Каждая колбочка связана с одним биполярным нейроном, а тот в свою очередь - с одним ганглиозным, от которого отходит отдельное нервное волокно, передающее импульсы в головной мозг.
Периферическое зрение отличается меньшей остротой. Это объясняется тем, что на периферии сетчатки колбочки окружены палочками и каждая уже не имеет отдельного пути к мозгу. Группа колбочек заканчивается на одной биполярной клетке, а множество таких клеток посылает свои импульсы к одной ганглиозной. В зрительном нерве примерно 1 млн. волокон, а рецепторов в глазу около 140 млн.
Периферия сетчатки плохо различает детали предмета, но хорошо воспринимает их движения. Боковое зрение имеет большое значение для восприятия внешнего мира. Для водителей различного вида транспорта нарушение его недопустимо.
Поле зрения определяют при помощи особого прибора - периметра (рис. 133), состоящего из полукруга, разделенного на градусы, и подставки для подбородка.
Испытуемый, закрыв один глаз, вторым фиксирует белую точку в центре дуги периметра впереди себя. Для определения границ поля зрения по дуге периметра, начиная от ее конца, медленно продвигают белую марку и определяют тот угол, под которым она видна неподвижным глазом.
Поле зрения наибольшее кнаружи, к виску - 90°, к носу и кверху и книзу - около 70°. Можно определить границы цветового зрения и при этом убедиться в удивительных фактах: периферические части сетчатки не воспринимают цвета; цветовые поля зрения не совпадают для различных цветов, самое узкое имеет зеленый цвет.
Аккомодация. Глаз часто сравнивают с фотокамерой. В нем имеется светочувствительный экран - сетчатка, на которой с помощью роговицы и хрусталика получается четкое изображение внешнего мира. Глаз способен к ясному видению равноудаленных предметов. Эта его способность носит название аккомодации.
Преломляющая сила роговицы остается постоянной; тонкая, точная фокусировка идет за счет изменения кривизны хрусталика. Эту функцию он выполняет пассивно. Дело в том, что хрусталик находится в капсуле, или сумке, которая через ресничную связку прикреплена к ресничной мышце. Когда мышца расслаблена, связка натянута, она тянет капсулу, которая сплющивает хрусталик. При напряжении аккомодации для рассматривания близких предметов, чтения, письма ресничная мышца сокращается, связка, натягивающая капсулу, расслабляется и хрусталик в силу своей эластичности становится более круглым, а его преломляющая сила увеличивается.
С возрастом эластичность хрусталика уменьшается, он отвердевает и утрачивает способность менять свою кривизну при сокращении ресничной мышцы. Это мешает четко видеть на близком расстоянии. Старческая дальнозоркость (пресбиопия) развивается после 40 лет. Исправляют ее с помощью очков - двояковыпуклых линз, которые надевают при чтении.
Аномалия зрения. Встречающаяся у молодых аномалия чаще всего является следствием неправильного развития глаза, а именно его неправильной длины. При удлинении глазного яблока возникает близорукость (миопия), изображение фокусируется впереди сетчатки. Отдаленные предметы видны неотчетливо. Для исправления близорукости пользуются двояковогнутыми линзами. При укорочении глазного яблока наблюдается дальнозоркость (гиперметропия). Изображение фокусируется позади сетчатки. Для исправления требуются двояковыпуклые линзы (рис. 134).
Рис. 134. Рефракция при нормальном зрении (а), при близорукости (б)
и дальнозоркости (г). Оптическая коррекция близорукости (в) и
дальнозоркости (д) (схема) [Косицкий Г. И., 1985]
Нарушение зрения, называемое астигматизмом, возникает в случае неправильной кривизны роговицы или хрусталика. При этом изображение в глазу искажается. Для исправления нужны цилиндрические стекла, подобрать которые не всегда легко.
Адаптация глаза. При выходе из темного помещения на яркий свет мы вначале ослеплены и даже можем испытывать боль в глазах. Очень быстро эти явления проходят, глаза привыкают к яркому освещению.
Уменьшение чувствительности рецепторов глаза к свету называется адаптацией. При этом происходит выцветание зрительного пурпура. Заканчивается световая адаптация в первые 4 - 6 мин.
При переходе из светлого помещения в темное происходит темновая адаптация, продолжающаяся более 45 мин. Чувствительность палочек при этом возрастает в 200 000 - 400 000 раз. В общих чертах это явление можно наблюдать при входе в затемненный кинозал. Для изучения хода адаптации существуют специальные приборы - адаптомеры.
Фотохимические процессы в сетчатке. Светочувствительность рецепторов сетчатки обусловлена наличием в них зрительных пигментов. В наружных сегментах палочек находится зрительный пурпур, или родопсин, придающий темноадаптированной сетчатке красный цвет. На свету родопсин выцветает, обесцвечивается и разлагается на ретинин - производное витамина А и белок опсин, палочки при этом становятся неэффективными. В темноте зрительный пурпур восстанавливается. При недостатке витамина А в пище развивается заболевание куриная слепота (гемералопия): человек в сумерках почти не видит.
В колбочках имеется пигмент йодопсин, видимо, несколько его разновидностей.
Восприятие цвета. Цветовое зрение, помимо эстетического удовольствия, радости, испытываемой при рассмотрении цветовой гаммы, имеет большое практическое значение: оно улучшает видимость предметов и обеспечивает дополнительную информацию о них.
Восприятие цвета обеспечивается колбочками. В сумерках, когда функционируют только палочки, цвета не различаются. Существует семь видов колбочек, реагирующих на лучи различной длины и вызывающих ощущение различных цветов. В анализе цвета принимают участие не только рецепторы глаза, но и центральная нервная система.
Цветовая слепота. Нарушение цветового зрения называется дальтонизмом. Им страдают примерно 8% мужчин и 0,5% женщин. Различают форму нарушения цветового зрения, при которой отсутствует восприятие красного цвета - протанопию, зеленого - дейтеранопию и фиолетового - тританопию (встречается редко). Очень редко выявляется полная слепота на цвета - ахромазия. Для таких людей мир окрашен во все оттенки серого, как на бесцветной фотографии. Не воспринимающий красный цвет не отличает светло-красный от темно-зеленого, а пурпурный и фиолетовый от синего; те, у кого отсутствует восприятие зеленого цвета, смешивают зеленые цвета с темно-красными.
Нарушения цветового зрения устанавливают при помощи специальных таблиц. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут быть водителями транспорта, так как не различают цветовых дорожных сигналов.
Бинокулярное зрение и его значение. Глаз способен воспринимать размер, форму, объем предмета, рисунок, цвет, яркость, движение, положение в пространстве и расстояние. Большое значение при этом имеет зрение двумя глазами, или бинокулярное зрение.
Стереоскопия, или способность видеть предмет рельефным, объемным, основана на неодинаковом восприятии предмета левым и правым глазом. Левый глаз видит больше с левой стороны предмета, правый - с правой. Это можно доказать, сделав снимок предмета сначала с положения левого глаза, а потом - правого. Снимки будут отличаться. Если лучи, идущие от обоих снимков, совместить при помощи специальных линз, как это делается в стереоскопе, то получается рельефное изображение предмета.
..1. желтое пятно 2. слепое пятно
3. стекловидное тело 4. роговица
2. Периферический отдел слуховой сенсорной системы расположен в …
1. наружном ухе 2. внутреннем ухе
3. среднем ухе 4. височной коре
3. В барабанной полости расположены …
1. преддверие и улитка 2. костные ячейки
3. слуховые косточки 4. слуховой и вестибулярный нервы
4. Атрезия наружного слухового прохода – это …
1. травма наружного слухового прохода
2. воспаление наружного слухового прохода
3. искривление наружного слухового прохода
4. заращение наружного слухового прохода
5. К полной глухоте приводит заболевание…
1. диффузный гнойный лабиринтит
2. ограниченный лабиринтит
3. катаральный средний отит (тубоотит)
4. оставшееся прободение в барабанной перепонке
6. Слуховая (евстахиева) труба обеспечивает...
1. восприятие звуковых колебаний 2. возможность различения высоты звука
3. выравнивание давления по обе стороны барабанной перепонки
4. определение направления звука
7. Какое нарушение рефракции глаза отмечено на рисунке 1 цифрой 2 ...
8. У детей до 8 - 10 лет глаз является...
естественно близоруким
нормальным
астигматическим
естественно дальнозорким
1. небная 2. носоглоточная
2. язычная 4. Трубная
1. черпаловидному и перстневидному
2. клиновидному и щитовидному
3. надгортаннику и клиновидному
4. щитовидному и черпаловидному
11. Поперечная черпаловидная мышца при сокращении вызывает…
12. Подбородочно=язычная мышца языка при сокращении …
1. осаживает язык книзу 2. выдвигает язык вперед
2. втягивает язык в полость рта
4. укорачивает язык, загибает его кончик книзу
13. При параличе мягкого неба …
1. воздух при произнесении звуков речи проходит только через нос
2. воздух при произнесении звуков речи проходит только через рот
3. воздух при произнесении звуков речи проходит через рот и нос
Студент должен владеть:
Методами определения функционального состояния отдельных систем организма у лиц, занимающихся физической культурой и спортом.
4. Общая трудоемкость дисциплины 5 зачетных единиц (180 часов) и виды учебной работы.
|
Вид учебной работы
|
Трудоемкость (час) |
Распределение по семестрам |
|
|
Всего |
1 |
2 |
|
|
Аудиторные занятия |
74 |
37 |
37 |
|
Лекции |
37 |
18 |
19 |
|
Практические занятия | |||
|
Семинары | |||
|
Лабораторные работы |
37 |
18 |
19 |
|
Другие виды аудиторных работ | |||
|
Занятия в интерактиве |
16 |
8 |
8 |
|
Другие виды работ | |||
|
Самостоятельная работа |
79 |
39 |
40 |
|
Курсовая работа | |||
|
Реферат |
х |
х |
х |
|
Расчетно–графические работы | |||
|
Формы текущего контроля |
Тест, к/р |
Тест, к/р |
Тест. к/р |
|
Формы промежуточной аттестации |
зачет |
экзамен |
|
|
№ п/п |
Разделы дисциплины |
Лекции (час) |
Лабораторные работы |
Самостоятельная работа |
|
1 |
|
2 |
4 |
|
|
2 |
Остеология. Теоретическая анатомия костной системы. Возрастные изменения. Адаптация костей к физическим нагрузкам. |
2 |
4 |
4 |
|
3 |
Артрология. Теоретическая анатомия соединений костей. Возрастные изменения. Адаптация соединений костей к физическим нагрузкам. |
2 |
4 |
6 |
|
4 |
Миология. Скелетные мышцы. Общая и функциональная анатомия мышц. Адаптация мышц к физическим нагрузкам. |
4 |
3 |
6 |
|
5 |
Морфокинезиологический анализ конечностей. |
2 |
2 |
6 |
|
6 |
Динамическая анатомия положений тела. Динамическая анатомия движений тела. |
2 |
2 |
6 |
|
7 |
Динамическая анатомия ациклических движений тела. |
2 |
2 |
6 |
|
8 |
Динамическая анатомия цикличных движений тела. |
2 |
2 |
5 |
|
9 |
Динамическая анатомия вращательных движений. |
2 |
2 |
4 |
|
10 |
Пищеварительная система. |
2 |
2 |
4 |
|
11 |
Дыхательная и мочевыделительная системы. |
2 |
2 |
4 |
|
12 |
Общая ангиология. |
2 |
2 |
4 |
|
13 |
Частная ангиология |
2 |
2 |
4 |
|
14 |
Сердце. |
2 |
2 |
4 |
|
15 |
Лимфатическая и эндокринная системы |
2 |
2 |
4 |
|
16 |
Спинной и головной мозг. |
3 |
2 |
4 |
|
17 |
Проводящие пути, вегетативная нервная система |
2 |
2 |
4 |
|
Итого |
37 |
37 |
79 |
5.2. Содержание разделов дисциплины
Введение в анатомию. Общетеоретические основы функциональной анатомии. Анатомия как наука и предмет преподавания. Содержание анатомии и ее место среди биологических наук. Задачи анатомии, ее связь с дисциплинами медико-биологического и спортивно-педагогического профилей. Методологические основы анатомии. Проблема целостности организма человека. Строение тела человека во взаимосвязи с его функциями в процессе индивидуального и исторического развития. Значение социальных и биологических факторов в становлении организма человека . Методы исследования в анатомии. Классификация морфологических (анатомических) и спортивно-морфологических наук.
Роль отечественных ученых в развитии анатомических наук (И.И. Пирогов, В.А. Бец, П.Ф. Лесгафт, Н.П. Гундобин, Д.И. Зернов, В.Н. Тонков, В.П. Воробьев, В.Н. Шевкувенко, Г.М. Иосифов, В.В. Бунак, М.Ф. Иваницкий, Д.А. Жданов, В.В. Куприянов). Принципы изучения анатомии. Современные представления о целостности организма и уровнях его структурной организации. Организм и среда.
Органы, системы и аппараты органов. Принципы разграничения систем и аппаратов. Органы (системы, аппараты) исполнения, обеспечения и регуляции движений человека.
Понятие об адаптации и преадаптации . Морфофункциональная система движений и ее компоненты: органы систем исполнения, обеспечения, управления и регуляции движения человека. Факторы, обусловливающие эффект адаптационных реакций: доза (интенсивность) воздействия, однократность и многократность действия, реакция организма. Понятие о норме реакции организма (его реактивности). Факторы, определяющие норму реакции. Стресс как механизм морфофункциональной адаптации. Фазы адаптации (тревога, сопротивление, истощение) и их морфологическая характеристика. Пути приспособления организма к физическим нагрузкам.
Роль регенерации, атрофии и гипертрофии в механизме морфологической адаптации к условиям спортивной деятельности. Формы регенерации. Компенсаторно-приспособительные и деструктивные изменения при адаптации. Критерии рациональности и нерациональности в адаптации организма к условиям спортивной деятельности. Управление адаптацией и ее морфологический контроль.