Уменьшение кривизны хрусталика. Хрусталик – строение, особенности роста, различия его у взрослых и новорожденных; методы исследования, характеристики в норме и патологии
Вопросы в начале параграфа.
Вопрос 1. В чем уникальность зрения?
Уникальность зрение по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями.
Вопрос 2. Как защищено глазное яблоко? Каково его строение?
Спереди глаз защищен веками, ресницами и бровями. Снаружи глазное яблоко заключено в белочную оболочку, или склеру, которая в передней части переходит в прозрачную роговицу. Это самая сильная «линза» глаза.
За склерой находится сосудистая оболочка.
Она черная, благодаря чему свет внутри глаза не рассеивается. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.
В середине радужной оболочки находится круглое отверстие - зрачок.
Вопрос 3. Какую функцию выполняют глазные мышцы?
Благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.
Вопрос 4. Как функционирует зрительный анализатор в целом?
Зрительный анализатор не только позволяет воспринимать объемное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.
Вопросы в конце параграфа.
Вопрос 1. Какие функции выполняют брови, ресницы, веки, слезные железы?
Брови защищают глаза от стекающих по лбу капелек пота, ресницы и веки защищают глаза от попадания инородных частиц (пыли, песчинок, мошек и др.). Слезные железы и верхние веки защищают глаза от осушения.
Вопрос 2. Что такое зрачок? Каковы его функции?
Зрачок - круглое отверстие, которое находится в центре радужной оболочки и расширяется или сужается в зависимости от освещения. При помощи изменения диаметра зрачка глаз регулирует поступающий поток света.
Вопрос 3. Как работает хрусталик?
Хрусталик располагается позади зрачка и прилегает к радужной оболочке. К нему подходит ресничная мышца, которая изменяет его кривизну. Благодаря изменению кривизны хрусталика световые лучи, отраженные от предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза, фокусируются на сетчатке, чем обеспечивается четкое их изображение.
Вопрос 4. Где располагаются колбочки и палочки? Каковы их свойства?
Колбочки и палочки - рецепторные клетки глаза, располагаются на сетчатке. Палочки сравнительно равномерно распределены по ней, колбочки же имеют сосредоточение в районе желтого пятна, которое находится прямо напротив зрачка. Палочки способны очень быстро возбуждаться уже при слабом сумеречном свете, но они не могут воспринимать цвет. Колбочки возбуждаются при ярком свете, но гораздо медленнее, и способны воспринимать цвет.
Вопрос 5. Из каких частей состоит зрительный анализатор и как работает его корковая часть?
Зрительный анализатор состоит из зрительного рецептора (глаза), зрительного нерва и зрительной зоны коры больших полушарий, расположенной в затылочной доле. В зрительных рецепторах энергия света превращается в нервные импульсы. Нервные импульсы по волокнам зрительного нерва попадают в мозг. Зрительные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения - в левое. Изображения от обоих глаз попадают в соответствующие мозговые центры и создают объемное единое изображение.
Аккомодацией называют специфическую настройку оптики глаза на определенное расстояние до видимого объекта. Аккомодация обеспечивается изменением кривизны хрусталика, точнее передней хрусталиковой поверхности. Возможность изменять кривизну, зависит от эластичности самого хрусталика и сил, которые действуют на его капсулу.
Как происходит аккомодация
Сила упругости, присущая цилиарному аппарату, сосудистой оболочке глаза и склере, воздействуют на капсулу хрусталика посредством волокон цилиарного пояска одноименной мышцы. Механическое натяжение склеры в свою очередь обеспечивается внутриглазным давлением. Таким образом, при усилении натяжения волокон пояска, хрусталик растягивается и становится более плоским. Воздействие на хрусталик глаза указанной силы под действием окружающей его цилиарной мышцы, чьи волокна ориентированы по окружности, а также в радиальном и меридиональном направлениях, изменяется. Иннервацию этих мышечных волокон, обеспечивают вегетативные парасимпатические нервы. При сокращении цилиарной мышцы, происходит противодействие ее силам упругости, влияющим на хрусталик посредством волокна цилиарного пояска и натяжение хрусталиковой капсулы уменьшается. Это становится причиной увеличения кривизны передней поверхности хрусталика, что повышает и его преломляющую способность. Таким образом, хрусталик оказывается вовлечен в процесс аккомодации.
При расслаблении цилиарной мышцы, кривизна хрусталика, а значит и преломляющая его способность уменьшаются. Здоровый глаз, в подобном состоянии, выдает на сетчатку четкое изображение, удаленных на бесконечное расстояние объектов. Главный стимул для изменения аккомодации - это нечеткость появляющихся на сетчатке изображения, информация о которых поступает к нейронам в зрительную зону коры головного мозга.
На определенном месте, хрусталик удерживают выросты цилиарного тела. Они его фиксируют, а также обеспечивают хрусталику определенную степень натяжения. Такому натяжению призвана противостоять эластичность хрусталиковой капсулы. То есть, при уменьшении натяжения, хрусталиковая капсула сокращается, округляя хрусталик. Именно в этом и заключается суть процесса аккомодации.
Нарушения аккомодации
Изменение натяжения волокон цилиарного тела, делают хрусталик более выпуклым или уплощают его обеспечивая фокусировку глаза на разные расстояния. Если глаз не способен сфокусироваться на удаленном объекте, речь идет о нарушении аккомодации - близорукости (миопии), а когда возникает трудность с фокусировкой на близких объектах, говорят о дальнозоркости (гиперметропии).
В процессе жизни, хрусталиковая капсула все больше утрачивает свою эластичность. Это негативно отражается на способности глаза фокусироваться на близко расположенных объектах. Так при средней оптической силе хрусталика глаза десятилетнего ребенка в 14 диоптрий, у сорокалетних людей этот показатель составляет уже 6 диоптрий, а у шестидесятилетних снижается до 1 диоптрии.
Другой тип дефекта фокусировки - это астигматизм. При астигматизме, оптическая система глаза, фокусирует вместо точки линию. Это обусловлено тем, что одна либо обе преломляющие поверхности, наряду с общей сферической кривизной, имеют цилиндрическую составляющую. Как правило, за данный дефект ответственна роговица глаза. Астигаматизм, наряду с оптическими дефектами хрусталика, подлежит обязательной коррекции.
Как уже отмечалось, с возрастом наступает склерозирование капсулы хрусталика и она утрачивает былую эластичность. Это становится причиной не только снижения ее силы, но и способности изменять фокус. Старческая неспособность к фокусировке хрусталика, получила название пресбиопии - возрастной дальнозоркости. Пресбиопия является одной из неизбежных неприятностей в нашей жизни, наступление которой происходит у всех. Еще одна неприятность, зачастую возникающая в преклонном возрасте - это катаракта.
Один из ведущих офтальмологических центров Москвы в котором доступны все современные методы хирургического лечения катаракты. Новейшее оборудование и признанные специалисты являются гарантией высоких результатов.
"МНТК им.Святослава Фёдорова" - крупный офтальмологический комплекс "Микохирургия глаза" с 10 филиалами в различных городах Российской Федерации, основанный Святославом Николаевичем Федоровым. За годы своей работы помощь получили более 5 млн. человек.
Аккомодацией называют приспособительный механизм, который позволяет человеку получить четкое изображение какого-либо предмета вне зависимости от расстояния до объекта.
Глаз является сложным оптическим устройством, в составе которого имеется две основные линзы. Первой из них является (вместе с жидким содержимым передней ), а второй – . Также имеются и светопроводящие элементы, к которым относят влагу задней камеры глаза, . Конечное изображение определяется качеством проведения и преломления световых лучей, которые попадают на плоскость .
Благодаря аккомодации, человек способен качественно и отчетливо различать предметы, которые могут быть расположены на любом расстоянии от глаза (дальнем, среднем, ближнем).
Глаз отвечает ежедневным потребностям человека в получении информации об окружающем мире. В основе зрительной активности лежит как раз аккомодационная способность. За счет этого свойства оптической системы человек может хорошо видеть объекты вокруг себя. Это свойство основано на изменении формы глазной линзы глазного яблока – хрусталика. В том случае, когда человек изучает предмет, расположенный вдали, цилиарная мышца не участвует в процессе создания образа, то есть пребывает в расслабленном состоянии. При этом капсула хрусталика натянута за счет напряжения цинновой связки. Форма хрусталика становится более вытянутой, за счет чего уменьшается его преломляющая активность. Это позволяет глазу сфокусировать лучи света, которые направлены от бесконечно далеких предметов, непосредственно в плоскости . То есть пациент хорошо видит вдаль.
При рассматривании предметов, расположенных ближе, начинает работать аккомодация. В этом случае напрягается цилиарная мышца, тогда как волокна цинновой связки, напротив, расслабляются. В результате хрусталик, благодаря упругим свойства его вещества, становится более округлым и выпуклым. Такие трансформации обеспечивают фокусировку лучей, которые отражены от близких предметов, точно на плоскость сетчатки.
На работу аккомодации оказывают влияние как парасиматические, так и симпатические нервные волокна, относящиеся к вегетативной нервной система. Надо заметить, что более выражено влияние именно парасимпатической системы на цилиарную мышцу. При этом симпатическая нервная системы в большей степени отвечает за обменные процессы в мышечных клетках и совсем незначительно препятствует сокращению этой мышцы.
Аккомодация является важным механизмом динамической , которая позволяет сфокусировать лучи света в одну точку, которая располагается в плоскости сетчатки. При этом объекты могут располагаться на разном удалении от самой сетчатой оболочки. В частности, при недостаточной кривизне хрусталика, на сетчатке не удается получить четкого изображения объекта. При этом информация о размытости изображения быстро передается в центральные структуры вегетативной нервной системы. Последняя же так же быстро передает сигнал к волокнам цилиарной мышцы, которая приводит к изменению кривизны хрусталика. Сразу же после того, как контуры изображения стали четкими, происходит прекращение стимуляции цилиарного тела.
Если аккомодация не принимает участие в акте зрения, то фокус находится на максимально удаленной точке ясного видения. В случае постепенного напряжения аккомодации, точка эта смещается и доходит до максимума, который располагается на ближайшей точке ясного зрения.
Видео об аккомодации глаза
Область аккомодации определяется расстоянием, которое имеется между дальней и ближней точками, в которых человек способен ясно воспринимать предметы. Больше всего это расстояние у людей, которые обладают эмметропичным зрением, а также у дальнозорких пациентов. В случае эмметропии у человека при расслабленной цилиарной мышце человек может воспринимать бесконечно удаленные объекты. При максимальном напряжении мышечных волокон человек эмметроп может сфокусироваться на максимально приближенном объекте.
Если речь идет о , то даже при взгляде вдаль у пациента происходит напряжение волокон цилиарной мышцы, соответствующее степени дальнозоркости. В случае приближения объектов, напряжение цилиарной мышцы еще больше увеличивается. При аккомодационные способности выражены в недостаточной степени. При фокусировке на близких объектах зрение сохраняется нормальным. Здесь имеется взаимосвязь: чем выше степень близорукости, тем меньше это расстояние. Пи нахождении человека в полной темноте, волокна цилиарной мышцы несколько напряжены, таким образом показывая, что они находятся в состоянии готовности.
С возрастом аккомодационные способности уменьшаются. Связано это с таким состоянием, как . При этом по мере ослабления аккомодации ухудшается и качество зрения вблизи. Чаще всего с подобными изменениями человек сталкивается после 40 лет. Примерно в течение 20 лет этот процесс прогрессирует, а после 60 лет практически не изменяется. Связано это с трансформацией волокон цилиарной мышцы, уплотнением вещества хрусталика, снижением эластических свойств его вещества. При наличии дальнозоркости подобные изменений возникают несколько раньше. Интересно, что при миопии (три диоптрии и более) возрастные изменения пресбиопического характера могут вообще отсутствовать. Чтобы улучшить состояние пациентов с пресбиопией, нужно подобрать очки, которые бы соответствовали степени недостаточной аккомодации и позволяли хорошо видеть вблизи.
Методы диагностики нарушений аккомодации
Для того, чтобы выявить нарушения аккомодации, можно провести специфическое исследование – аккомодометрию. В этом случае можно установить показатели абсолютной аккомодации для каждого из глаз в отдельности, а также относительного показателя, который является объединенным и выявляется от обоих глаз вместе.
Симптомы при нарушениях аккомодации
При проблемах с аккомодацией у пациентов могут возникать следующие проблемы:
- Недостаточная аккомодационная способность для близи;
- Низкая аккомодация для дали;
- Паралич аккомодации;
- Пресбиопия.
Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры : переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика.
Сокращение или расслабление волокон ресничного тела приводит к расслаблению или натяжению цинновых связок, которые отвечают за изменение кривизны хрусталика.
Глаз позвоночных часто сравнивают с фотокамерой, так как система линз (роговица и хрусталик) дает перевернутое и уменьшенное изображение объекта на поверхности сетчатки.(Герман Гельмгольц).
Количество проходящего через хрусталик света регулируется переменной диафрагмой (зрачком), а хрусталик способен фокусировать более близкие и более удаленные объекты.
Оптическая система - диоптрический аппарат- представляет собой сложную, неточно центрированную систему линз, которая отбрасывает перевернутое, сильно уменьшенное изображение окружающего мира на сетчатку (мозг "переворачивает обратное изображение, и оно воспринимается как прямое) Оптическую систему глаза составляют - роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело.
При прохождении лучей через глаз они преломляются на четырех поверхностях раздела:
1. Между воздухом и роговицей
2. Между роговицей и водянистой влагой
3. Между водянистой влагой и хрусталиком
4. Между хрусталиком и стекловидным телом .
Преломляющие среды имеют разные показатели преломления.
{Сложность оптической системы глаза затрудняет точную оценку хода лучей внутри него и оценку изображения на сетчатке. Поэтому пользуются упрощенной моделью - "редуцированным глазом", в котором все преломляющие среды объединяют в единую сферическую поверхность и они имеют один и тот же показатель преломления }
Большая часть преломления происходит при переходе из воздуха в роговицу - эта поверхность действует как сильная линза в 42 D, а также на поверхностях хрусталика.
Преломляющая сила
Преломляющая сила линзы измеряется ее фокусным расстоянием (f) . Это то расстояние позади линзы, на котором параллельные пучки света сходятся в одной точке.
Узловая точка - точка в оптической системе глаза через которую лучи идут не преломляясь.
Преломляющая сила рефракций любой оптической системы выражается в диоптриях. Диоптрия - равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см или 1 метр
Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние:
где f - заднее фокусное расстояние глаза (выраженное в метрах)
В нормальном глазу общая преломляющая сила диоптрического аппарата составляет 59 D при рассматривании далеких предметов и 70,5 D - при рассматривании близких предметов.
Аккомодация
Для получения четкого изображения предмета на каком-то определенном расстоянии оптическая система должна быть перефокусирована. Для этого существуют 2-а простых способа –
а) смещение хрусталика относительно сетчатки, как в фотокамере (у лягушки); -(Уильям Бейц –американский офтальмолог –теория связана с поперечными и продольными мышцами -19 век)
б) или увеличение его преломляющей силы (у человека) –( Герман Гельмгольц).
Приспособление глаза к ясному видению удаленных на разное расстояние предметов называют - аккомодацией.
Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей хрусталика при помощи натяжения или расслабления ресничного тела.
Усиление рефракции хрусталика при аккомодации на ближнюю точку достигается увеличением кривизны его поверхности, т.е. он становится более округлым, а на дальнюю точку плоским. Изображение на сетчатке получается действительным уменьшенным и обратным.
При аккомодации происходят изменения кривизны хрусталика, т.е. его преломляющей способности.
Изменения кривизны хрусталика обеспечивается его эластичностью и цинновыми связками , которые прикреплены к ресничному телу. В ресничном теле находятся гладкомышечные волокна.
При их сокращении тяга цинновых связок ослабляется (они всегда натянуты и растягивают капсулу сжимающую и уплощающую хрусталик). Хрусталик вследствие своей эластичности принимает более выпуклую форму, если происходит расслабление цилиарной мышцы (ресничное тело) - цинновые связки натягиваются и хрусталик уплощается.
Таким образом, ресничные мышцы являются аккомодационными мышцами. Они иннервируются парасимпатическими нервными волокнами глазодвигательного нерва. Если закапать атропин (выключается парасимпатическая система) нарушается ближнее зрение , так как происходит расслабление ресничного тела и натяжение цинновых связок - хрусталик уплощается. Парасимпатические вещества - пилокарпин и эзерин - вызывают сокращение ресничной мышцы и расслабление цинновых связок .
Хрусталик имеет выпуклую форму.
В глазу с нормальной рефракцией резкое изображение далекого объекта на сетчатке образуется только в том случае, если расстояние между передней поверхности роговицы и сетчаткой составляет 24, 4 мм (в среднем 25-30 см)
Расстояние наилучшего зрения - это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета.
Для нормального глаза молодого человека дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности.
Ближняя точка ясного видения находится на расстоянии 10 см от глаза (ближе четко видеть нельзя лучи идут параллельно).
С возрастом из-за отклонения формы глаза или преломляющей силы диоптрического аппарата эластичность хрусталика падает.
В пожилом возрасте ближняя точка сдвигается (старческая дальнозоркость или пресбиопия ) , так в 25 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 24 см , а к 60 годам уходит на бесконечность . Хрусталик с возрастом становится менее эластичным и при ослаблении цинновых связок его выпуклость или не изменяется или изменяется незначительно. Поэтому ближайшая точка ясного видения отодвигается от глаз. Коррекция этого недостатка за счет 2двояковыпуклых линз. Существуют еще две аномалии преломления лучей (рефракции) в глазу.
1. Близорукость или миопия (фокус перед сетчаткой в стекловидном теле).
2. Дальнозоркость или гиперметропия (фокус перемещается за сетчатку).
Основной принцип всех дефектов состоит в том, что преломляющая сила и длина глазного яблока не согласуется между собой.
При миопии - глазное яблоко слишком длинно, а преломляющая сила имеет нормальную величину. Лучи сходятся перед сетчаткой в стекловидном теле, а на сетчатке возникает круг расстояния. У близорукого дальняя точка ясного видения находится не в бесконечности, а на конечном, близком расстоянии. Корректирование - необходимо уменьшить преломляющую силу глаза, используя вогнутые линзы с отрицательными диоптриями.
При гиперметропии и пресбиопии (старческая), т.е. дальнозоркости , глазное яблоко является слишком коротким и поэтому параллельные лучи от далеких предметов собираются сзади сетчатки, а на ней получается расплывчатое изображение предмета. Этот недостаток рефракции может быть компенсирован путем аккомодационного усилия, т.е. увеличением выпуклости хрусталика. Коррекция с помощью положительных диоптрий, т.е. двояковыпуклых линз.
Астигматизм - (относится к аномалиям рефракции) связан с неодинаковым преломлением лучей в разных направлениях (н-р по вертикальному и горизонтальному меридиану). Все люди в небольшой степени являются астигматиками. Это связано с несовершенством строения глаза в результате не строгой сферичности роговицы (используют цилиндрические стекла).
Текущая страница: 18 (всего у книги 24 страниц) [доступный отрывок для чтения: 16 страниц]
Шрифт:
100% +
§ 47. Соматический и вегетативный отделы нервной системы
1. Почему скелетные мышцы подвластны нашей воле, а сердце, сосуды и другие внутренние органы – нет?
2. Почему внутренние органы регулируются двумя подсистемами, влияние которых противоположно?
Значение функционального разделения нервной системы на соматический и вегетативный отделы. В процессе эволюции позвоночных животных произошло разделение функций нервной системы.
Её соматический отдел специализируется на восприятии информации, поступающей из окружающей среды, и управлении движениями тела в пространстве. Вегетативный (автономный) отдел управляет внутренними органами, сосудами и железами.
Разделение функций нервной системы дало большие преимущества в борьбе за существование. Постройка жилища, бегство от хищника, поиск пищи требовали точной ориентировки в окружающей среде и выработки определённой линии поведения, которая выражалась в произвольных движениях, регулируемых соматической системой. Организация же сложного «внутреннего хозяйства», например установление необходимого для данной работы ритма и силы сердечных сокращений, давления крови, продвижение пищи по желудку и кишечнику, проходила автоматически благодаря точно очерченной для каждого вида генетической программе, осуществляемой вегетативным отделом нервной системы.
Вегетативная нервная система слабо подчиняется волевому контролю, и в этом есть определённое её преимущество, поскольку она не даёт нам возможности вмешиваться в веками отлаженную программу работы внутренних органов.
Соматическая нервная система регулирует работу поперечнополосатой мышечной ткани скелетных мышц.
Высшим центром соматической нервной системы является кора больших полушарий. Сюда стекается вся информация от органов чувств и внутренней среды организма. Здесь изыскиваются способы удовлетворения потребностей. В лобных долях коры созревает план будущих действий, который реализуется соматической нервной системой. Цели человека много сложнее, чем цели животных, но и они в конечном счёте сводятся к мышечному движению, будь то работа на станке, письмо, речевое общение или даже чтение (движение глаз, произнесение слов про себя и т. д.). Приспособление к природной и социальной среде, связанное с изменением поведения, осуществляет соматическая нервная система.
Вегетативная (автономная) нервная система, как и соматическая, имеет центральную и периферическую части. Высшим центром вегетативной регуляции является гипоталамус.
Автономная нервная система подразделяется на два подотдела – симпатический и парасимпатический (рис. 131).
Симпатический подотдел автономной нервной системы. Этот подотдел называют системой аварийных ситуаций, так как он активизируется всякий раз, когда организм находится в напряжении. Его высшие центры расположены в боковых столбах верхней и средней частей спинного мозга. От них идут нервы к симпатическим нервным узлам, расположенным вдоль позвоночника. Это парные узлы нервного ствола. Кроме того, имеются и дополнительные узлы, например, в области живота – солнечное сплетение, а также в некоторых других местах.
Под влиянием симпатической нервной системы сердце усиливает свою работу, повышается кровяное давление, увеличивается содержание сахара в крови, сосуды кожи сужаются, перераспределяя кровь к сердцу, мозгу и мышцам, человек бледнеет. Органы пищеварения под действием симпатических нервов затормаживают свою деятельность.
Парасимпатический подотдел автономной нервной системы. Высшие парасимпатические центры находятся в стволе головного мозга и в крестцовой части спинного мозга. Самый крупный из них – центр блуждающего нерва – находится в продолговатом мозге на дне IV желудочка. Блуждающие нервы управляют всеми внутренними органами грудной и брюшной полостей. Половые органы, мочевой пузырь и конечный отдел кишечника контролируются крестцовым отделом спинного мозга. Нервные узлы парасимпатической системы располагаются либо в самих органах, либо недалеко от них (рис. 132).
Рис. 131. Схема строения автономной (вегетативной) нервной системы: 1 – парасимпатические ядра; 2 – симпатические ядра; 3 – узлы симпатического ствола; 4 – блуждающий нерв парасимпатической системы; 5 – парасимпатические узлы в органах
Парасимпатическую систему называют системой отбоя или системой покоя. Она возвращает деятельность сердца в состояние покоя, уменьшает давление и содержание сахара в крови. Под её влиянием дыхание становится более редким, но более глубоким, что позволяет избавиться от продуктов неполного окисления, оставшихся после напряжённой работы. Блуждающий нерв расширяет кожные сосуды и активизирует органы пищеварения.
Рис. 132. Схема симпатической и парасимпатической иннервации вегетативной нервной системы: 1 – нейроны вегетативной нервной системы, находящиеся в головном и спинном мозге; 2 – вегетативные нервные узлы; 3 – иннервируемые органы
Взаимодействие симпатического и парасимпатического подотделов. Оба подотдела автономной нервной системы работают по принципу дополнительности. В состоянии ли покоя, в состоянии ли интенсивной работы находится человек, его внутренние органы получают нервные импульсы как от симпатического, так и от парасимпатического подотдела.
Представим, что человек увидел на остановке нужный ему автобус и побежал. Включилась симпатическая система, просвет сосудов стал сужаться, давление повысилось, и скорость крови возросла. Но если сужение чрезмерно, просвет сосуда становится настолько узким, что кровь по нему вообще не может пройти (это бывает при спазмах сосудов). Но этого не происходит, так как по обратным связям в мозг идут сигналы о неблагополучии и включается парасимпатическая система, которая расширяет сосуды. Так определяется оптимальная величина просвета сосудов, обеспечивающая необходимое давление и скорость крови.
СОМАТИЧЕСКИЙ И ВЕГЕТАТИВНЫЙ (АВТОНОМНЫЙ) ОТДЕЛЫ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ; СИМПАТИЧЕСКАЯ И ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМЫ.
Вопросы
1. Каково значение вегетативной нервной системы?
2. Чем вегетативная нервная система отличается от соматической нервной системы?
Задания
1. Сравните функции симпатического и парасимпатического подотделов нервной системы. Составьте и заполните таблицу «Влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на деятельность некоторых органов».
2. Известно, что симпатические нервы сужают кровеносные сосуды кожи, а парасимпатические нервы их расширяют. Ногтём проведите по коже. Почему вначале появляется белая полоска, а спустя некоторое время – красная? Объясните, почему через некоторое время эта полоска исчезает и никаких следов от раздражения не остаётся.
3. Обсудите в классе, почему в процессе эволюции произошло разделение нервной системы на соматическую и вегетативную.
Основные положения главы 11
Нервную систему образуют нейроны и другие клетки нервной ткани. Она регулирует работу органов и организма в целом, обеспечивая постоянство внутренней среды, согласованную работу органов, приспособление организма как целого к внешней среде, психическую деятельность.
Морфологически нервная система подразделяется на центральную часть (спинной и головной мозг) и периферическую часть (нервы и нервные узлы).
Спинной мозг находится в позвоночном канале, головной мозг в черепе. Тела нейронов спинного мозга сосредоточены в серых столбах, которые занимают центральную часть спинного мозга и тянутся вдоль всего позвоночника. Тела нейронов головного мозга расположены в сером веществе коры и ядрах, разбросанных среди белого вещества головного мозга. Белое вещество состоит из нервных волокон, связывающих различные центры головного и спинного мозга. В спинном мозге оно занимает его периферическую часть.
Головной мозг подразделяется на отделы: задний мозг, включающий продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг и передний мозг, состоящий из промежуточного мозга и полушарий большого мозга. Все отделы мозга выполняют проводниковую и рефлекторную функции.
Работа центральной нервной системы многоуровневая. Спинной и низшие отделы головного мозга находятся под контролем высших отделов. Самую сложную функцию выполняют полушария большого мозга. Новая кора больших полушарий получает информацию от всех органов чувств и использует её для удовлетворения возникающих потребностей, прогнозируя будущие события и ответы на них. В лобных долях коры головного мозга формируются цели деятельности и разрабатывается программа действий, через низшие отделы мозга её «приказы» поступают к органам, а по обратным связям от органов идут сигналы о выполнении этих «приказов» и их эффективности.
Функционально нервная система образует два отдела: соматический и вегетативный. Соматический отдел регулирует работу скелетных мышц. Его работа подконтрольна воле человека. Вегетативный отдел регулирует работу внутренних органов, кровеносных сосудов и желёз. Он слабо подчиняется волевому контролю и действует по программе, сформировавшейся в результате естественного отбора и закреплённой наследственностью организма.
Вегетативный отдел состоит из двух подотделов – симпатического и парасимпатического, которые действуют по принципу дополнительности. Благодаря их совместной работе устанавливается оптимальный режим работы внутренних органов для каждой конкретной ситуации.
Глава 12. Анализаторы. Органы чувств
Из этой главы вы узнаете
Как работают органы чувств и анализатор в целом;
Как предупредить возможные нарушения их работы;
Насколько истинна получаемая нами информация.
Вы научитесь
Выделять существенные признаки строения и функционирования органов чувств, анализаторов;
Оценивать работу органов чувств;
Предупреждать зрительные и слуховые расстройства;
Использовать некоторые методы тренировки ряда анализаторов.
§ 48. Анализаторы
1. Чем анализатор отличается от органа чувств?
2. В чём выражена специфичность анализатора?
3. Что такое иллюзии и отчего они происходят?
4. Верную ли информацию о внешнем мире дают нам анализаторы?
Ощущения. Строение и функции анализаторов. Долгое время считалось, что окружающий мир мы познаём только с помощью органов чувств: глазами видим, унтами слышим, языком ощущаем вкус, носом чувствуем запахи, кожей – шероховатость, давление, температуру. На самом деле органы чувств являются лишь начальным звеном восприятия. Оптика нашего глаза фокусирует изображение на зрительные рецепторы сетчатки глаза. Ухо превращает звуковые колебания в механические колебания жидкости внутреннего уха, которые улавливаются слуховыми рецепторами. В любом случае анализ внешних событий и внутренних ощущений начинается с раздражения рецепторов – чувствительных нервных окончаний, или специализированных клеток, реагирующих на физические или химические показатели окружающей их среды, и кончается в нейронах головного мозга.
Рецепторы строго специализированы. Каждая их группа способна воспринимать и переводить на язык нервных импульсов только определённый набор раздражений. Но их опознание возможно только в коре большого мозга, где показания всех рецепторов, вызванные раздражением предмета, объединяются в единый образ.
Анализаторами называют системы, обеспечивающие восприятие, доставку в мозг и анализ в нём какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Анализаторы состоят из рецепторов, проводящих путей и центров в коре большого мозга. Каждый анализатор обладает своей модальностью, то есть способом получения своей информации: зрительной, слуховой, вкусовой и т. д. Возбуждения, возникающие в рецепторах органов зрения, слуха, прикосновения, имеют одну и ту же природу – нервные импульсы. Но путаницы не происходит, потому что каждый из нервных импульсов поступает в соответствующую ему зону коры большого мозга. Здесь, в первичных чувствительных зонах, происходит анализ ощущений, во вторичных зонах – формирование образов, полученных от органов чувств одной модальности (например, только от зрения или только от слуха или осязания). Наконец, в третичных зонах коры воспроизводятся образы или ситуации, полученные от органов чувств разных модальностей, например от зрения и слуха.
Значение анализаторов. События, которые развёртываются перед нами в данный момент, мы воспринимаем чётко и ярко. Но мы можем представить себе и прошлые события, хотя они не будут такие яркие. Поэтому спутать их с образами живой действительности невозможно. (Правда, иногда в сознании могут возникать образы, которых на самом деле нет. Тогда говорят о галлюцинациях. Их появление может привести человека к ошибочным, а то и опасным действиям.)
Достоверность получаемой информации. Как правило, анализаторы дают верное представление об окружающей действительности. Однако возможны и ошибки, которые связаны с воздействием на рецепторы раздражителей, которые им несвойственны. Например, при механическом раздражении рецепторов глаза (надавливание на глазное яблоко, удар) могут возникать различные световые ощущения, например «искры из глаз». Однако такие ощущения трудно спутать с картинами окружающей обстановки, потому что эти изображения возникают как бы внутри глаза.
Некоторые ошибки восприятия вызываются физическими причинами. Ложка, опущенная в стакан с водой, кажется сломанной, поскольку преломление света в воде и в воздухе различно. Кажущиеся (ошибочные) изображения называют иллюзиями.
Несмотря на иллюзорные восприятия, мы получаем более или менее верное представление об окружающей нас действительности, поскольку анализаторы взаимно дополняют и уточняют друг друга.
Важное значение имеет и прошлый опыт. Например, может показаться, что вдали рельсы сходятся в одной точке. Но сколько бы мы ни пытались этой точки достичь, она всё время как бы отодвигается, то есть постоянно находится от нас на одном и том же расстоянии. В конце концов человек приходит к твёрдому убеждению, что схождение рельсов в одной точке лишь кажущееся, что это – иллюзия.
ОРГАН ЧУВСТВ, АНАЛИЗАТОР, МОДАЛЬНОСТЬ, РЕЦЕПТОРЫ, НЕРВНЫЕ ПУТИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЗОНЫ КОРЫ БОЛЬШОГО МОЗГА: ПЕРВИЧНЫЕ, ВТОРИЧНЫЕ, ТРЕТИЧНЫЕ; ГАЛЛЮЦИНАЦИИ, ИЛЛЮЗИИ.
Вопросы
1. В чём выражается специализация рецепторов и органов чувств?
2. Что входит в состав анализаторов?
3. Всегда ли наши анализаторы правильно отражают окружающую действительность?
4. Как вы считаете, достаточно ли знать, в какой области коры больших полушарий происходит анализ ощущений, чтобы определить, какое раздражение (слуховое, зрительное, обонятельное и т. д.) подействовало на организм?
Задания
1. Объясните, как можно исправить ошибки восприятия, если они есть.
2. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, найдите материал о разновидностях иллюзий. Подготовьте сообщение или презентацию на эту тему.
§ 49. Зрительный анализатор
1. В чём уникальность зрения?
2. Как защищено глазное яблоко? Каково его строение?
3. Какую функцию выполняют глазные мышцы?
4. Как функционирует зрительный анализатор в целом?
Значение зрения. Уникальность зрения по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями.
Большую часть информации человек получает с помощью зрения.
Положение и строение глаза. Глаза, точнее глазные яблоки, расположены в глазницах – парных углублениях черепа (рис. 133). В глубине глазницы заметна щель, через которую в глаз входят сосуды и нервы. К глазному яблоку подходят мышцы, сокращение которых обеспечивает движение глаз. Спереди глаз защищён веками, ресницами и бровями.
В верхнем углу глаза со стороны щеки находится слёзная железа (рис. 134). При опускании подвижного верхнего века железа выделяет слёзы, которые увлажняют и промывают глаз. Слёзная жидкость от наружного верхнего угла глаза идёт в нижний внутренний угол и отсюда попадает в слёзный канал, который выводит избыток слёз в носовую полость. Именно поэтому плачущий человек начинает хлюпать носом.
Рис. 133. Положение глазного яблока в глазнице: 1 – глазное яблоко; 2 – зрительный нерв; 3 – мышцы, приводящие в движение глазное яблоко
Рис. 134. Слёзный аппарат: 1 – слёзная железа; 2 – носослёзный канал
Снаружи глазное яблоко покрыто белочной оболочкой, или склерой, которая в передней части переходит в прозрачную роговицу. Роговица свободно пропускает лучи света.
За склерой находится сосудистая оболочка. Она содержит множество кровеносных сосудов, по которым осуществляется питание глаза. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.
В середине радужной оболочки находится круглое отверстие – зрачок. Он играет роль диафрагмы: благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.
За зрачком располагается хрусталик, напоминающий двояковыпуклую линзу. С помощью окружающих его гладких мышц, образующих ресничное тело, хрусталик может менять форму: становиться то более выпуклым, то более плоским. (Хрусталик можно сравнить с механизмом точной настройки резкости изображения в оптических приборах.) Когда предмет находится далеко от глаз, хрусталик делается более плоским, когда близко – более выпуклым, фокусируя световые лучи на задней внутренней стенке глаза, которая называется сетчатой оболочкой или сетчаткой (рис. 135). Сетчатая оболочка – тонкий и очень нежный слой клеток – зрительных рецепторов.
Рис. 135. Строение глаза: А – внутреннее строение глаза; Б – восприятие света; 1 – склера (белочная оболочка); 2 – роговица; 3 – хрусталик; 4 – радужная оболочка со зрачком; 5 – ресничное тело; 6 – сосудистая оболочка; 7 – стекловидное тело; 8 – сетчатка; 9 – колбочки; 10 – палочки; 11 – зрительный нерв
Внутренняя часть глаза заполнена стекловидным телом, а пространство между роговицей и радужкой, между радужкой и хрусталиком – прозрачной жидкостью. Поэтому внутри глаза свет проходит через однородную прозрачную среду.
Ход лучей через прозрачную среду глаза. Световой поток из воздушной среды проходит через роговицу и преломляется в ней, так как её оптическая плотность близка к оптической плотности воды. На пути светового потока располагается радужка, которая пропускает его через зрачок. Если свет, попадающий на сетчатку, слишком яркий, зрачок суживается до диаметра, при котором освещённость на сетчатке станет оптимальной. Если освещённость слабая – зрачок расширяется.
В этом процессе участвует вегетативная нервная система: блуждающий нерв суживает зрачок, а симпатический – расширяет (см. рис. 131). Благодаря совместной работе этих нервов устанавливается нужный диаметр зрачка.
С помощью аналогичных рефлексов изменяется и кривизна хрусталика. Пройдя через стекловидное тело, лучи света попадают на сетчатку, где образуется уменьшенное перевёрнутое изображение объекта.
Строение сетчатки. Рецепторы сетчатки – это светочувствительные клетки (фоторецепторы) палочки и колбочки. Они примыкают к чёрной сосудистой оболочке. Её волоконца окружают каждую из этих клеток с боков и сзади, образуя чёрный футляр, обращённый открытой стороной к свету.
Рис. 136. Обнаружение слепого пятна. Смотрите на чёрную точку правым глазом так, чтобы точка была напротив него. Левый глаз закрыт. Если лист приблизить к глазам примерно на 25 см, фигура справа «потеряет» голову
Колбочки обладают меньшей светочувствительностью, но способны реагировать на цвет. Они сосредоточены преимущественно в центральной части сетчатки, в так называемом жёлтом пятне. В остальной части сетчатки находятся и колбочки, и палочки, однако по её периферии преобладают палочки. Последние передают только чёрно-белое изображение. Зато они обладают большей чувствительностью и могут действовать даже при слабом освещении. Перед палочками и колбочками располагаются нервные клетки, которые воспринимают и обрабатывают информацию, полученную от зрительных рецепторов. (Свет проходит через них.) Аксоны нейронов образуют зрительный нерв. В месте, где он выходит из глаза, зрительных рецепторов нет. Здесь находится слепое пятно, которое, как правило, человеком не замечается, но его можно выявить довольно простыми опытами (рис. 136).
Корковая часть зрительного анализатора. Зрительные нервные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения – в левое. Если изображения от правого и левого глаза попадают в соответствующие мозговые центры, то они создают единое объёмное изображение. Зрение двумя глазами называют бинокулярным зрением.
Итак, на сетчатке получается уменьшенное и перевёрнутое изображение предмета, но мы видим изображение прямое и в реальных размерах. Почему? Это происходит потому, что наряду со зрительными образами в мозг поступают нервные импульсы от глазных мышц. Нетрудно убедиться: когда мы смотрим вверх, зрачки движутся вверх, а когда вниз – то и зрачки опускаются вниз. Более того, глазные мышцы работают непрерывно. Они как бы описывают контуры предмета, а эти движения фиксируются головным мозгом и могут воспроизводиться другими органами, например рукой. О том, что это возможно, говорит тот факт, что, научившись писать рукой, мы можем знакомые буквы изобразить ногой или даже зажав в зубах карандаш.
Бинокулярное зрение не только позволяет воспринимать объёмное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.
ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО, ГЛАЗНИЦА, ГЛАЗНЫЕ МЫШЦЫ, СЛЁЗНАЯ ЖЕЛЕЗА, СЛЁЗНЫЙ КАНАЛ, БЕЛОЧНАЯ ОБОЛОЧКА (СКЛЕРА), РОГОВАЯ ОБОЛОЧКА (РОГОВИЦА), ЗРАЧОК, РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА (РАДУЖКА), ХРУСТАЛИК, РЕСНИЧНОЕ ТЕЛО, СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО, СЕТЧАТКА, ПАЛОЧКИ И КОЛБОЧКИ, ЖЁЛТОЕ ПЯТНО, СЛЕПОЕ ПЯТНО, БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ.
Вопросы
1. Какие функции выполняют брови, ресницы, веки, слёзные железы?
2. Что такое зрачок? Каковы его функции?
3. Как работает хрусталик?
4. Где располагаются колбочки и палочки? Каковы их свойства?
5. Из каких частей состоит зрительный анализатор и как работает его корковая часть?
6. Как вы считаете, существует ли взаимосвязь между строением глаза и средой, в которой обитает тот или иной организм?
7. Попробуйте предположить, что произойдёт со зрением человека, если он наденет очки, которые переворачивают изображение, и будет носить их не снимая.
Задания
1. Нарисуйте схему глазного яблока.
2. Изобразите схематично ход лучей через прозрачную среду глаза.
3. Благодаря изменению кривизны хрусталика у человека осуществляется аккомодация – «наведение на резкость». Вспомните из предыдущих курсов биологии, каков механизм аккомодации у земноводных. Что такое двойная аккомодация и представителям какого класса позвоночных она характерна?
4. Объясните, нарушение в работе каких фоторецепторов приводит к развитию дальтонизма.
Лабораторная работа
Иллюзия, связанная с бинокулярным зрением
Оборудование: трубка, свёрнутая из листа бумаги.
Ход работы
Один конец трубки приставьте к правому глазу. Ко второму концу трубки приставьте левую руку так, чтобы трубка лежала между большим и указательным пальцами. Оба глаза открыты и должны смотреть вдаль. Если изображения, полученные в правом и левом глазах, попадут на соответствующие участки коры большого мозга, возникнет иллюзия – «дырка в ладони».