План урока:

Строение и работа сенсорной системы (анализатора)

Зрение

Строение и работа анализатора (сенсорной системы)

Ощущения возникают в мозге. Но мозг не может сразу обработать электромагнитные или механические колебания. Нейроны работают на языке электрических сигналов (нервных импульсов). Для того, чтобы перевести сигналы окружающей и внутренней среды в последовательность импульсов, в нервной системе возникли органы чувств.

Наряду с понятием «органы чувств» используется термин выдающегося русского физиолога И.П. Павлова «анализатор» или современное понятие «сенсорная система». Орган чувств – это орган, который воспринимает сигнал внешней среды и частично его обрабатывает. Полный анализ и обработку стимулов выполняет сенсорная система (анализатор) – специальная структура нервной системы. Например, глазное яблоко – это орган чувств зрительной сенсорной системы.

Строение анализаторов и функции его частей:

• Рецептор, который воспринимает сигнал внешней среды. Он кодирует информацию о раздражителе, например, о частоте звуковых колебаний, то есть высоте звука. Код – это последовательность электрических импульсов. Чем-то это напоминает работу компьютера, когда изображение или звук переводится в последовательность 1 и 0. В таком виде информация обрабатывается и передаётся от компьютера к компьютеру. В нервной системе роль двоичного кода выполняет последовательность нервных импульсов.
• Кондуктор – путь в нервной системе, который проводит импульсы от рецептора в мозг к центрам обработки информации.
• Центры в разных структурах мозга; высший центр находится в коре.

Зрение

Зрение в жизни человека играет колоссальную роль. Можно сказать, что человеческая цивилизация – это зрительная цивилизация. По другим каналам восприятия (слух, обоняние, осязание, вкус) человек получает около 10% информации о внешнем мире. Остальные 90% - это зрительная информация.

Глазное яблоко

Глазное яблоко

Под словом «глаз» подразумевают не только глазное яблоко, но и те структуры, без которых оно не может нормально работать. Это мышцы, веки, железы, ресницы, брови, - их называют вспомогательным аппаратом глаза.

Оболочки глазного яблока

То, что выглядит как «белки глаз», называется склерой. Она очень плотная и образует овальный каркас глазного яблока.

Роговица – это уникальное творение природы. Она состоит из плотной волокнистой соединительной ткани и с обеих сторон покрыта эпителием. Но при всём своём многослойном строении она прозрачна. Это линза не из стекла, а из живых тканей.

Строение роговицы

Сосудистая оболочка состоит из артерий и вен, распределённых среди рыхлой волокнистой соединительной ткани. Также она содержит много клеток с пигментом меланином.

Радужка выглядит как круглая пластинка с отверстием внутри. Её цвет может быть голубым, зелёным, серым, коричневым. Всё зависит от количества меланина. У альбиносов меланина очень мало или его нет совсем. Через их радужку просвечивают кровеносные сосуды, поэтому она имеет красный цвет.

Чёрный круг в середине радужки – это зрачок. Он только кажется чёрным. Эффект «красных глаз» на фотографиях со вспышкой – это отражённые лучи света от сосудистой оболочки. Через зрачок врач-офтальмолог осматривает глазное дно.

Диаметр зрачка регулируются мышцами радужки. Чем меньше освещённость, тем шире становится зрачок, чтобы уловить больше света. Если света слишком много, зрачок сужается, чтобы не «засветить» сетчатку.

Ресничное тело вырабатывает внутриглазную жидкость (водянистую влагу), а его мышца изменяет форму хрусталика.

Сетчатка содержит специальные клетки, воспринимающие свет. Это палочки и колбочки, которые объединяют названием «фоторецепторные клетки» или «фоторецепторы».

Свет воспринимается задней частью сетчатки, её ещё называют зрительной частью. По зрительной части распределены палочки. Благодаря палочкам человек видит в сумерках и темноте, но в чёрно-белых тонах. Поэтому ночью все кошки серые. Колбочки в основном собраны в области так называемого жёлтого пятна. При хорошем уровне освещённости они обеспечивают восприятие цвета.

Строение сетчатки

В сетчатке, как и в мозге, есть не только нейроны, но и клетки нейроглии. Можно сказать, что сетчатка – это часть мозга, вынесенная наружу. Отростки нейронов сетчатки направляются в мозг в составе зрительного (II черепного) нерва.

Свет не сразу добирается до палочек и колбочек. Он проходит сначала через нервные клетки. Кажется, что на пути света должны сначала находиться палочки и колбочки, а потом нервные клетки. Но сетчатка как бы перевёрнута.

Отростки нервных клеток собираются в пучок и формируют зрительный нерв в особом месте сетчатки. Оно называется слепым пятном, потому что не воспринимает изображение.

Самый наружный слой сетчатки содержит пигментный эпителий, в нём есть меланин. Пигментный эпителий:

• Накапливает витамин A, который нужен для работы палочек и колбочек;
• Обеспечивает питание сетчатки;
• Поглощает свет, тем самым предотвращает засветку палочек и колбочек.

Сетчатка

В глазном яблоке находятся водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело.

Водянистая влага питает роговицу и хрусталик. Если возникает препятствие оттоку водянистой влаги, развивается глаукома. Как правило, это болезнь пожилых людей. Глаукому обязательно нужно лечить, иначе она может привести к слепоте.

Хрусталик – это линза, которая преломляет свет. Если хрусталик теряет прозрачность, развивается катаракта.

Стекловидное тело похоже на прозрачное желе. Оно находится между хрусталиком и сетчаткой. Стекловидное тело поддерживает хрусталик, пропускает свет и участвует в обмене веществ сетчатки.

Если проследить за творчеством художника Клода Моне, заметно изменение палитры в его картинах. У пожилого художника хрусталик мутнел и желтел, развивалась катаракта. Он заметил, что цвета потеряли прежнюю насыщенность, картины стали темнее. Клод Моне перенёс операцию по удалению хрусталика правого глаза.

Хрусталик задерживает короткие электромагнитные волны невидимого ультрафиолетового излучения и часть коротких волн видимого света. Теперь этой преграды не было, правый глаз видел мир в синих и фиолетовых оттенках, а левый – по-прежнему в жёлтых.

Клод Моне тяжело переживал из-за болезни и операции. Сначала ему было трудно от того, что мир и картины становились тусклыми. Потом он долго приспосабливался к новому восприятию цвета.

Тропинка под розовой аркой, Живерни, 1922 год (до операции)

Тот же сюжет, 1922 год (до операции)

Тот же сюжет 1924 год (после операции)

Восприятие света

Зрение человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне примерно от 380 до 760 нм. Нижняя граница диапазона соответствует фиолетовому свету, верхняя - красному.

Восприятие света. Роговица и хрусталик фокусируют (собирают) лучи света в одной точке на сетчатке.

В глазном яблоке много прозрачных структур. Стекловидное тело и водянистая влага пропускают свет. Роговица и хрусталик – это линзы, которые преломляют лучи света, чтобы собрать (сфокусировать) их в одну точку на сетчатке.

Ресничная мышца меняет кривизну хрусталика. Благодаря этому не имеет большого значения, насколько далеко расположен предмет. Хрусталик соберёт лучи света от них в одну точку. Человек может наблюдать за звёздами бесконечного космоса, а потом читать труды астрономов.

Под воздействием света нейроны сетчатки генерируют электрические импульсы. Они кодируют информацию о свете, цвете, объёме, движении объекта и характеристиках пространства в последовательность электрических импульсов. На этом «языке» электрических импульсов нейроны передают информацию друг другу и обрабатывают её.

От сетчатки к мозгу тянется зрительный нерв. В мозге часть нервных волокон перекрещиваются и идут в другую сторону. Получается, что часть волокон от правого глазного яблока переходит на левую сторону, а от левого глазного яблока – на правую сторону. Такой зрительный перекрест сложился в ходе эволюции. Его преимущество в том, что каждое полушарие получает информацию от обоих глаз.

Сигналы от сетчатки анализируются на нескольких уровнях. Например, центры продолговатого мозга помогают быстро отреагировать на внезапный зрительный раздражитель. В структуре мозга, которое называется наружное (латеральное) коленчатое тело, происходит распознавание объектов, восприятие движения, цвета и глубины.Часть зрительной информации обрабатывается в таламусе.

Высшие центры зрительной системы находятся в затылочной доле коры головного мозга. Здесь окончательно формируется зрительный образ.

Вспомогательные органы глаза

Глазное яблоко – очень сложный и нежный орган. Ему нужна защита от пыли, высыхания и микробов. Всё это обеспечивает вспомогательный аппарат глаза.

Конъюнктива – слизистая оболочка, которая выстилает веки изнутри и переднюю поверхность глазного яблока. Свободной от конъюнктивы остаётся только роговица.

Слёзные железы вырабатывают слезу, которая смачивает и очищает роговицу. Также слеза содержит противомикробное вещество лизоцим. Слёзная железа находится в наружном верхнем углу от глазного яблока. Слеза оттекает во внутренний угол глаза, направляется в носослёзный мешок и по носослёзному протоку (каналу) выводится в полость носа. Слёзная жидкость выделяется постоянно, при моргании веки равномерно распределяют её по роговице и конъюнктиве.

При длительной работе за компьютером развивается синдром сухого глаза. Когда человек читает или рассматривает изображение на мониторе, он реже мигает и широко распахивает глаза. Слезная жидкость плохо распределяется по поверхности глазного яблока и быстрее испаряется. Роговица и конъюнктива «подсыхают», возникает ощущение «песка в глазах».

Мышцы, поворачивающие глазное яблоко, тоже относятся к вспомогательному аппарату глаза.

Мышцы, которые обеспечивают движение глаза

Веки защищают глазное яблоко от яркого света, пыли и мелких инородных тел. Они подвижны благодаря сокращению мышечной тани. Также в их состав входит соединительная ткань. Снаружи веки покрыты кожей, а изнутри выстланы конъюнктивой. Брови и ресницы не дают пыли и более крупным частицам попасть на глазное яблоко.

Близорукость, дальнозоркость, астигматизм

Близорукость, дальнозоркость и астигматизм возникают из-за особенностей строения глазного яблока, при которых изображение на сетчатке получается нечётким. Такой дефект зрения встречается очень часто.

При близорукости и дальнозоркости хрусталик собирает лучи света так, что фокус как бы «промахивается» мимо сетчатки. При астигматизме нет одного фокуса. Астигматизм может сочетаться с близорукостью или дальнозоркостью.

Близорукие люди хорошо видят вблизи, но очертания далеко расположенных предметов становятся размытыми. При дальнозоркости человек хорошо различает то, что происходит вдали, но работать с близко расположенными предметами ему трудно. Астигматизм искажает очертания предметов.

Близорукость, дальнозоркость и астигматизм корректируются очками или контактными линзами. Если врач назначает очки в детском возрасте, носить их нужно обязательно. Иначе сенсорная зрительная система будет развиваться неправильно, возникнут другие заболевания глаз.

Самый частый дефект зрения – близорукость. К сожалению, он развивается у многих детей и подростков. Существуют основные правила профилактики близорукости:

• читать нужно сидя за столом при хорошем освещении;
• расстояние между глазами и книгой или тетрадью должно соответствовать расстоянию от локтя до кисти;
• при работе с книгами и конспектами нужно каждые 30 – 40 минут делать перерывы на физическую деятельность, например, прогулку;
• смотреть телевизор с расстояния 3 метров не более 1,5 часов в день;
• компьютер должен находиться на расстоянии 40 – 50 см;
• на экране монитора увеличивать масштаб до комфортной величины;
• работать за компьютером или смотреть телевизор нужно при хорошем освещении, резкий контраст между ярким экраном и темнотой утомляет глаза;
• заниматься физкультурой и спортом, желательно плавание, бадминтон, теннис;
• не рекомендуются виды спорта, в которых возможно сотрясение головы: борьба, тяжёлая атлетика, прыжки;
• даже если ничего не беспокоит, здоровому человеку нужно каждый год ходить на приём к офтальмологу.

Первая помощь при ожогах и травмах глаз

Обычно мелкие предметы (соринки) удаляются при частом моргании, плаче, промывании. Если после этого осталось ощущение инородного предмета в глазу, нужно сразу обратиться к врачу.

Если в глаз попал предмет наподобие металлической стружки или осколка стекла, наиболее бережно его извлечёт только врач. Нельзя тереть глаз, давить на него и вытаскивать инородный предмет. Попытка снять контактные линзы может создать дополнительную травму. Нужно закрыть глаз стерильной салфеткой и вызвать скорую помощь.

При попадании в глаза кислоты или щёлочи, нужно сразу промыть их струёй воды из крана в течение 10 - 15 минут. Можно промывать глаза до приезда бригады скорой помощи. Если получится, то лучше снять контактные линзы перед промыванием.

Если в глаз попал крупный или острый предмет, произошла травма глаза или ожог, лучше вызвать машину скорой медицинской помощи, а не пытаться попасть в поликлинику или больницу самостоятельно.