Морфофункциональная характеристика зрительной сенсорной системы

Более 90% информации об окружающем мире мы получаем с помощью зрительной сенсорной системы, которая обеспечивает восприятие формы, размера, цвета, направления движения, удаленности, пространственного соотношения и свойств предметов, анализ светового изменения окружающей среды и формирует зрительные ощущения и образы.На основе зрительного восприятия обеспечивается поддержание позы и другие сложные координированные процессы. Велика роль зрительного анализатора для формирования высших психических функций человека.

Зрительный анализатор, как и другие виды сенсорных систем, включает 3 отдела: периферический, проводниковый и центральный.

Периферический отдел представлен органом зрения – глазом, проводниковый – зрительными нервами, корковый – затылочной долей коры больших полушарий.

Раздел медицины, изучающий строение, функции и патологию органа зрения, называется офтальмологией.

Периферической частью зрительного анализатора является орган зрения – глаз (лат. oculus, греч. ophthalmos).  Глаз располагается в передней части глазницы – углублении черепа, образованном лицевыми костями. Глазница скрывает большую часть глаза и защищает его от внешних повреждающих воздействий.

Глаз состоит из глазного яблока (bulbus oculi) и вспомогательного аппарата.

Глазное яблоко – часть глаза шаро­образной формы с передним и задним полюсами, экватором и меридианами. Линия, соединяющая передний и задний полюс, называется наружной осью глаза. Расстояние от задней поверхности роговицы до сетчатки называется внутренней осью глазного яблока.

Орган зрения человека значительно изменяется в онтогенезе. Например, у новорожденных длина глазного яблока составляет 16 мм, а масса – 3 г, к 20 годам эти значения увеличиваются до 23 мм и 8 г.

Глазное яблоко состоит из трех оболочек и ядра (рис. 1).

Наружная оболочка глаза – волокнистая, фиброзная, или склеротическая (tunica fibrosa bulbi) выполняет защитную и светопроводящую функцию и состоит из плотной волокнистой соединительной ткани, которая обеспечивают сохранение формы глазного яблока. Ее передний выступающий вперед прозрачный отдел называется роговицей (cornea). Роговица имеет форму часового стекла – выпуклую спереди и вогнутую сзади. Диаметр роговицы 12 мм, толщина – около 1 мм. Внешняя поверхность роговицы покрыта тонким слоем слезной жидкости, которая предохраняет ее от высыхания. На ее поверхности располагается слой прозрачных эпителиальных клеток, являющихся продолжением эпидермиса кожи, и переходящий в эпителий век – конъюнктиву (tunica conjunctiva).

Роговица богата нервными окончаниями и лишена сосудов, что обеспечивает ей прозрачность. Она обладает большой светопреломляющей способностью (40 диоптрий), поэтому основная функция роговицы заключается в преломлении световых лучей.

Задняя часть фиброзной оболочки имеет белесоватый цвет, непрозрачная и называется склерой (sclera). К ней прикрепляются глазодвигательные мышцы, сосуды и нервы, в том числе зрительный нерв (n. opticus).

Средняя оболочка глаза – сосудистая (tunica vasculosa bulbi) – богатакровеносными сосудами и пигментами. Она участвует в питании сетчатки глаза, выделении и оттоке водянистой влаги, регуляции интенсивности светового потока и кривизны хрусталика.

В сосудистой оболочке выделяют три отдела: передний – радужная оболочка, или радужка (iris), средний – ресничное тело (corpus ciliare), задний – собственно сосудистая оболочка (хориоидея) (chorioidea).

Радужка не прилегает к наружной оболочке, является продолжением ресничного тела и просвечивает через роговицу. По форме она напоминает диск, в центре которого имеется круглое отверстие – зрачок (pupilla). Диаметр зрачка зависит от освещения: суживается при ярком свете и расширяется в темноте. Радужка имеет две мышцы: сфинктер (круговая мышца), суживающий зрачок, и дилататор (радиальная мышца), обусловливающий его расширение. Радужка содержит пигментные клетки (меланоциты), богатые меланином. Количество меланина и глубина его расположения в радужке определяет цвет глаз. У новорожденных радужка содержит мало пигмента и имеет голубовато-сероватый оттенок. Окончательная окраска радужки формируется только к 10–12 годам.

Кзади от радужки находится ресничное, или цилиарное тело – круговой валик шириной около 8 мм, состоящий из ресничных выростов и ресничной, или аккомодационной мышцы. Ее сокращение передается через циннову связку на хрусталик, и он меняет свою кривизну. Помимо регуляции кривизны хрусталика, ресничное тело продуцирует водянистую влагу передней и задней камер глаза.

Собственно сосудистая оболочка выстилает изнутри заднюю часть склеры и составляет большую часть. Она образована сосудами и соединительной тканью с пигментными клетками.

Внутренняя (чувствительная) оболочка глазного яблока – сетчатка (ретина) (retina) плотно прилежит к сосудистой оболочке. Сетчатка состоит из наружной пигментной и внутренней нервной части, которую образуют разветвленные окончания зрительного нерва и несколько (до 10) слоев нервных клеток. Важнейшими из них являются фоторецепторы: палочки (bacilli) и колбочки (coni). В сетчатке содержится около 130 млн. палочек и примерно 7 млн. колбочек. Фоторецепторы контактируют с биполярными нейронами, а те – с ганглиозными, отростки которых образуют зрительный нерв. Место выхода зрительного нерва называется диском зрительного нерва (discus n. optici), или «слепое» пятно. Фоторецепторы здесь отсутствуют.

 Латеральнее диска зрительного нерва расположено пятно желтоватого цвета – «желтое» пятно – с небольшим углублением – центральной ямкой. Оно соответствует заднему полюсу глаза и является пятном наилучшего видения (macula) за счет скопления большого количества колбочек. Палочек в «желтом» пятне нет.

Вследствие большей чувствительности к свету палочки являются аппаратом сумеречного, скотопического зрения. Находятся они на периферии сетчатки. Чувствительность колбочек к свету почти в 500 раз меньше, чем у палочек. Они являются аппаратом дневного и цветового, фотопического зрения.

Внутреннее ядро глаза состоит из прозрачных светопреломляющих сред: стекловидного тела (corpus vitreum), хрусталика (lens) и водянистой влаги (humor aquosus), наполняющей глазные камеры. Вместе эти среды составляют оптическую систему, благодаря которой попадающие в глаза лучи света фокусируются на сетчатке, формируя уменьшенное перевернутое изображение предметов.

Оптическая система глаза в процессе онтогенетического развития испытывает изменения. В первые месяцы жизни ребенок видит перевернутые предметы. И только с накоплением жизненного опыта и благодаря взаимодействию сенсорных систем появляется возможность видеть нормальное изображение.

Водянистая влага передней и задней камер участвует в питании роговицы и поддерживает внутриглазное давление, в норме составляющее 16–26 мм рт. ст.

Передняя камера (camera anterior bulbi) ограничена спереди роговицей, а сзади – радужкой и хрусталиком, задняя камера (camera posterior bulbi) – спереди радужкой, а сзади – хрусталиком и ресничным телом. Через отверстие зрачка обе камеры сообщаются между собой.

Хрусталик представляет собой прозрачную двояковыпуклую линзу, состоящую из эпителиальных клеток и их производных – длинных (8–10 мм) тонких лентовидных клеток – хрусталиковых волокон. В ходе развития они утрачивают ядра, митохондрии и другие органоиды. Растворимые белки кристаллины, заполняющие волокна, обеспечивают эластичность и прозрачность хрусталика.

Хрусталик расположен между радужкой и стекловидным телом. По силе преломления он является второй после роговицы оптической системой глаза, сила преломления которой составляет 18 диоптрий.

В хрусталике различают более плотное ядро (nucleus lentis), кору (cortex lentis) и капсулу(capsula lentis), пронизанную поясковыми волокнами (fibrae zonulares), при помощи которых хрусталик крепится к ресничной мышце, регулирующей его кривизну. Изменение кривизны хрусталика за счет сокращения и расслабления ресничной мышцы обеспечивает аккомодацию – способность глаз к ясному видению разноудаленных предметов.

С возрастом хрусталик утрачивает эластичность, вследствие чего его способность фокусироваться на близких объектах снижается. Объем аккомодации, т.е. динамический диапазон хрусталика ребенка 10 лет составляет 14 диоптрий, к 40 годам он снижается до 6 диоптрий, а к 60 – до 1 диоптрии. Почти прозрачный при рождении, с возрастом, вследствие нарушения гистологической структуры, хрусталик приобретает желтоватый цвет.

За хрусталиком располагается стекловидное тело – прозрачное желеобразное вещество, покрытое мембраной и занимающее заднюю камеру глаза. Стекловидное тело состоит из прозрачной студенистой массы – стекловидной влаги (humor vitreus), состоящей из коллагеновых волокон, гиалурона, небольшого количества растворимых белков гликопротеинов, немногочисленных клеток – гиалоцитов и 99% воды. Как и хрусталик, сосудов и нервов стекловидное тело не содержит. Показатель преломления стекловидного тела, как и влаги камер, составляет примерно 1,3 диоптрии.

Проводниковый отдел зрительного анализатора представлен зрительными нервами (II пара черепно-мозговых нервов). Они очень короткие и расположены сзади глазных яблок в передней черепной ямке, на базальной поверхности больших полушарий головного мозга. Разные волокна зрительных нервов несут зрительную информацию от разных отделов сетчаток. Волокна от внутренних участков сетчаток проходят во внутренней части зрительного нерва, от наружных участков – в наружной, от верхних участков – в верхней, а от нижних – в нижней. Миелинизация зрительных нервных путей заканчивается к 3–4 месяцам жизни.