Kakvu sliku predmeta daje ljudsko oko? Slika objekata na mrežnjači oka, šta je retina

⁰

Pomoćni aparat vizuelnog sistema i njegove funkcije

Visual senzorni sistem opremljen složenim pomoćnim aparatom, koji uključuje očnu jabučicu i tri para mišića koji osiguravaju njegove pokrete. Elementi očne jabučice vrše primarnu transformaciju svjetlosni signal udaranje u retinu:
optički sistem oka fokusira slike na retinu;
zjenica reguliše količinu svjetlosti koja pada na retinu;
- mišići očne jabučice osiguravaju njeno kontinuirano kretanje.

Formiranje slike na retini

Prirodna svjetlost koja se odbija od površine predmeta je difuzna, tj. svetlosnih zraka iz svake tačke objekta emaniraju u različitim pravcima. Stoga, u nedostatku optičkog sistema oka, zraci iz jedne tačke objekta ( A) bi upao u različitim oblastima mrežnica ( a1, a2, a3). Takvo oko bi moglo razlikovati opšti nivo osvjetljenje, ali ne i konture objekata (slika 1 A).

Da bi se vidjeli objekti u okolnom svijetu, potrebno je da svjetlosni zraci iz svake tačke objekta pogode samo jednu tačku mrežnjače, tj. slika treba da bude fokusirana. To se može postići postavljanjem sferne lomne površine ispred mrežnice. Svjetlosni zraci koji izlaze iz jedne tačke ( A), nakon prelamanja na takvoj površini će se skupiti u jednoj tački a1(fokus). Tako će se na mrežnjači pojaviti jasna obrnuta slika (slika 1 B).

Refrakcija svjetlosti nastaje na granici između dva medija koji imaju različite indekse loma. Ima 2 u očnoj jabučici sferna sočiva: rožnjača i sočivo. U skladu s tim, postoje 4 refraktivne površine: zrak/rožnica, rožnjača/vodna očna šupljina prednje očne komore, očna vodica/sočivo, sočivo/ staklasto tijelo.

Smještaj

Akomodacija je prilagođavanje refrakcione moći optičkog aparata oka na određenu udaljenost do predmetnog objekta. Prema zakonima refrakcije, ako zraka svjetlosti padne na lomnu površinu, ona se odbija za ugao ovisno o kutu njegovog upada. Kada se objekt približi, ugao upada zraka koji izlaze iz njega će se promijeniti, pa će se lomljeni zraci konvergirati u drugoj tački, koja će se nalaziti iza mrežnjače, što će dovesti do „zamućenja“ slike (slika 2. B). Da bi se ponovo fokusirao, potrebno je povećati refrakcijsku moć optičkog aparata oka (slika 2 B). To se postiže povećanjem zakrivljenosti sočiva, što se događa s povećanjem tonusa cilijarnog mišića.

Regulacija osvjetljenja mrežnjače

Količina svjetlosti koja pada na mrežnicu proporcionalna je površini zjenice. Promjer zjenice kod odrasle osobe varira od 1,5 do 8 mm, što osigurava promjenu intenziteta svjetlosti koja pada na mrežnicu za približno 30 puta. Zjeničke reakcije obezbjeđuju dva sistema glatke mišićešarenica: sa kontrakcijom prstenastih mišića zjenica se sužava; radijalnih mišića– širi se.

Kako se lumen zenice smanjuje, oštrina slike se povećava. To se događa zato što suženje zenice sprečava svjetlost da dopre do perifernih područja sočiva i na taj način eliminira izobličenje slike uzrokovano sfernom aberacijom.

Pokreti očiju

Ljudsko oko pokreće šest očnih mišića, koje inerviraju tri kranijalna živca - okulomotorni, trohlearni i abducen. Ovi mišići pružaju dvije vrste pokreta očne jabučice - brze sakadične pokrete (sakada) i glatke pokrete praćenja.

Skokoviti pokreti očiju (sakada) nastaju kada se posmatraju nepokretni objekti (slika 3). Brzi okreti očne jabučice (10 - 80 ms) se izmjenjuju s periodima nepomične fiksacije pogleda u jednoj tački (200 - 600 ms). Ugao rotacije očne jabučice tokom jedne sakade kreće se od nekoliko lučnih minuta do 10°, a pri pomeranju pogleda s jednog predmeta na drugi može dostići 90°. Pri velikim uglovima pomaka, sakade su praćene rotacijom glave; Pomicanje očne jabučice obično prethodi pokretu glave.

Glatki pokreti očiju prate objekte koji se kreću u vidnom polju. Ugaona brzina takvih kretanja odgovara ugaonoj brzini objekta. Ako potonji premašuje 80°/s, praćenje postaje kombinovano: glatki pokreti su dopunjeni sakadama i okretima glave.

Nistagmus - periodično izmjenjivanje glatkih i trzavih pokreta. Kada osoba koja putuje u vozu pogleda kroz prozor, njegove oči glatko prate pejzaž koji se kreće izvan prozora, a zatim njegov pogled naglo prelazi na novu tačku fiksacije.

Konverzija svetlosnog signala u fotoreceptorima

Vrste retinalnih fotoreceptora i njihova svojstva

Mrežnica ima dvije vrste fotoreceptora (štapići i čunjići), koji se razlikuju po strukturi i fiziološkim svojstvima.

Tabela 1. Fiziološka svojstva štapića i čunjeva

	Štapovi	Konusi
Fotosenzitivni pigment	Rhodopsin	Jodopsin
Maksimalna apsorpcija pigmenta	Ima dva maksimuma - jedan u vidljivom dijelu spektra (500 nm), drugi u ultraljubičastom (350 nm)	Postoje 3 tipa jodopsina koji imaju različite maksimume apsorpcije: 440 nm (plavi), 520 nm (zeleni) i 580 nm (crveni)
Cell classes		Svaki konus sadrži samo jedan pigment. Shodno tome, postoje 3 klase čunjeva koji su osjetljivi na svjetlost različitih talasnih dužina
Distribucija retine	U središnjem dijelu mrežnice gustoća štapića je oko 150.000 po mm2, prema periferiji se smanjuje na 50.000 po mm2. Nema štapića u fovei i slepoj tački.	Gustoća čunjića u središnjoj fovei dostiže 150.000 po mm2, u slijepoj pjegi ih nema, a na cijeloj preostaloj površini mrežnice gustoća čunjića ne prelazi 10.000 po mm2.
Osetljivost na svetlost	Štapovi su oko 500 puta viši od čunjeva
Funkcija	Omogućite crno-bijelo (skototopski vid)	Dajte boju (fototopski vid)

Teorija dualnosti vida

Prisustvo dva fotoreceptorska sistema (konusi i štapići), koji se razlikuju po osjetljivosti na svjetlost, omogućava prilagođavanje promjenjivim nivoima vanjskog osvjetljenja. U uslovima slabog osvetljenja, percepciju svetlosti obezbeđuju štapići, dok se boje ne razlikuju ( skototopski vid e). Pri jakom svjetlu, vid se pruža uglavnom čunjevima, što vam omogućava da jasno razlikujete boje ( fototopska vizija ).

Mehanizam konverzije svjetlosnog signala u fotoreceptoru

U fotoreceptorima retine energija elektromagnetnog zračenja (svjetlosti) se pretvara u energiju fluktuacija membranskog potencijala ćelije. Proces transformacije se odvija u nekoliko faza (slika 4).

U 1. fazi, foton vidljive svjetlosti, ulazeći u molekul pigmenta osjetljivog na svjetlost, apsorbiraju p-elektroni konjugiranih dvostrukih veza 11- cis-retina, dok retina prelazi u trans-forma. Stereomerizacija 11- cis-retinal izaziva konformacijske promjene u proteinskom dijelu molekule rodopsina.

U 2. fazi aktivira se protein transducin, koji u svom neaktivnom stanju sadrži čvrsto vezan GDP. Nakon interakcije sa fotoaktiviranim rodopsinom, transducin mijenja GDP molekul za GTP.

U 3. fazi, transducin koji sadrži GTP formira kompleks s neaktivnom cGMP fosfodiesterazom, što dovodi do aktivacije potonje.

U 4. fazi, aktivirana cGMP fosfodiesteraza hidrolizuje intracelularno od GMP do GMP.

U 5. fazi, pad koncentracije cGMP dovodi do zatvaranja kationskih kanala i hiperpolarizacije fotoreceptorske membrane.

Tokom transdukcije signala duž mehanizam fosfodiesteraze ojačano je. Tokom odgovora fotoreceptora, jedan jedini molekul pobuđenog rodopsina uspijeva aktivirati nekoliko stotina molekula transducina. To. U prvoj fazi transdukcije signala dolazi do pojačanja od 100-1000 puta. Svaki aktivirani molekul transducina aktivira samo jedan molekul fosfodiesteraze, ali potonji katalizira hidrolizu nekoliko hiljada molekula s GMP-om. To. u ovoj fazi signal se pojačava još 1.000-10.000 puta. Stoga, kada se prenosi signal sa fotona na cGMP, može doći do više od 100.000-strukog pojačanja.

Obrada informacija u retini

Elementi neuronske mreže retine i njihove funkcije

Neuralna mreža retine uključuje 4 tipa nervne celije(Sl.5):

- ganglijske ćelije,
bipolarne ćelije,
- amakrine ćelije,
- horizontalne ćelije.

Ganglijske ćelije – neuroni čiji aksoni, kao dio optičkog živca, napuštaju oko i slijede do centralnog nervnog sistema. Funkcija ganglijskih ćelija je da sprovode ekscitaciju od mrežnjače do centralnog nervnog sistema.

Bipolarne ćelije povezuju receptorske i ganglijske ćelije. Dva razgranata procesa protežu se od tijela bipolarne ćelije: jedan proces formira sinaptičke kontakte sa nekoliko fotoreceptorskih ćelija, drugi sa nekoliko ganglijskih ćelija. Funkcija bipolarnih ćelija je da sprovede ekscitaciju od fotoreceptora do ganglijskih ćelija.

Horizontalne ćelije povezati obližnje fotoreceptore. Nekoliko procesa proteže se od horizontalnog tijela ćelije, koji formiraju sinaptičke kontakte s fotoreceptorima. Glavna funkcija horizontalnih ćelija je izvođenje lateralne interakcije fotoreceptora.

Amakrine ćelije nalaze se slično horizontalnim, ali nastaju kontaktima ne s fotoreceptorskim stanicama, već s ganglijskim stanicama.

Propagacija ekscitacije u retini

Kada se fotoreceptor osvijetli, u njemu se razvija receptorski potencijal, koji predstavlja hiperpolarizaciju. Receptorski potencijal koji nastaje u fotoreceptorskoj ćeliji prenosi se na bipolarne i horizontalne ćelije putem sinaptičkih kontakata uz pomoć transmitera.

U bipolarnoj ćeliji mogu se razviti i depolarizacija i hiperpolarizacija (vidi dolje za više detalja), koja se širi sinaptičkim kontaktom na ganglijske stanice. Potonji su spontano aktivni, tj. kontinuirano stvaraju akcione potencijale na određenoj frekvenciji. Hiperpolarizacija ganglijskih ćelija dovodi do smanjenja frekvencije nervnih impulsa, depolarizacija dovodi do njenog povećanja.

Električni odgovori neurona retine

Receptivno polje bipolarne ćelije je skup fotoreceptorskih ćelija sa kojima ona stvara sinaptičke kontakte. Receptivno polje ganglijske ćelije podrazumijeva se kao skup fotoreceptorskih ćelija na koje je data ganglijska ćelija povezana preko bipolarnih ćelija.

Receptivna polja bipolarnih i ganglijskih ćelija imaju okruglog oblika. U receptivnom polju mogu se razlikovati centralni i periferni dio (slika 6). Granica između centralnog i periferni dio Receptivno polje je dinamično i može se pomicati s promjenama nivoa svjetlosti.

Reakcije nervnih ćelija retine kada su osvetljene fotoreceptorima u centralnom i perifernom delu njihovog receptivnog polja obično su suprotne. Istovremeno, postoji nekoliko klasa ganglijskih i bipolarnih ćelija (ON -, OFF - ćelije), koje pokazuju različite električne odgovore na dejstvo svetlosti (slika 6).

Tabela 2. Klase ganglijskih i bipolarnih ćelija i njihovi električni odgovori

Cell classes	Reakcija nervnih ćelija kada su osvetljene fotoreceptorima koji se nalaze
	u centralnom delu Republike Poljske	u perifernom dijelu RP
Bipolarne ćelije ON tip	Depolarizacija	Hiperpolarizacija
Bipolarne ćelije ISKLJUČENO tip	Hiperpolarizacija	Depolarizacija
Ganglijske ćelije ON tip
Ganglijske ćelije ISKLJUČENO tip	Hiperpolarizacija i smanjenje frekvencije AP	Depolarizacija i povećanje frekvencije AP
Ganglijske ćelije ON- ISKLJUČENO tip	Oni daju kratak ON odgovor na stacionarni svjetlosni stimulans i kratak OFF odgovor na svjetlo koje slabi.

Obrada vizuelnih informacija u centralnom nervnom sistemu

Senzorni putevi vizuelnog sistema

Mijelinski aksoni ganglijskih ćelija retine šalju se u mozak kao dio dva optička živca (slika 7). Desni i lijevi optički živac se spajaju u bazi lubanje i formiraju se optički hijazam(hijazmus). Evo nervnih vlakana, koji dolaze iz medijalne polovine mrežnjače svakog oka prelaze na kontralateralnu stranu, a vlakna iz bočnih polovica mrežnjače nastavljaju se ipsilateralno.

Nakon ukrštanja, aksoni ganglijskih ćelija u optičkom traktu slijede do lateralnog genikulativnog tijela (LCC), gdje formiraju sinaptičke kontakte sa neuronima centralnog nervnog sistema. Aksoni nervnih ćelija LCT kao deo tzv. vizuelni sjaj dopire do neurona primarnog vidnog korteksa (Brodmannovo područje 17). Dalje, duž intrakortikalnih veza, ekscitacija se širi na sekundarni vidni korteks (polja 18b-19) i asocijativne zone korteksa.

Senzorni putevi vizuelnog sistema su organizovani prema retinotopski princip – ekscitacija iz susjednih ganglijskih ćelija dopire do susjednih tačaka LCT-a i korteksa. Površina retine je, takoreći, projektovana na površinu LCT-a i korteksa.

Većina aksona ganglijskih ćelija završava u LCT-u, dok neka vlakna prate gornji kolikulus, hipotalamus, pretektalnu regiju moždanog stabla i jezgro optičkog trakta.

Veza između retine i gornjeg kolikulusa služi za regulaciju pokreta očiju.

Projekcija retine na hipotalamus služi za spajanje endogenih cirkadijalnih ritmova sa dnevnim fluktuacijama nivoa svjetlosti.

Veza između retine i pretektalne regije trupa izuzetno je važna za regulaciju lumena zjenice i akomodaciju.

Neuroni jezgara optičkog trakta, koji također primaju sinaptičke inpute od ganglijskih stanica, povezani su s vestibularnim jezgrama moždanog stabla. Ova projekcija omogućava procjenu položaja tijela u prostoru na osnovu vizualnih signala, a služi i za izvođenje složenih okulomotornih reakcija (nistagmus).

Obrada vizuelnih informacija u LCT

LCT neuroni imaju okrugla receptivna polja. Električni odgovori ovih ćelija su slični onima ganglijskih ćelija.

U LCT-u postoje neuroni koji su pobuđeni kada postoji granica svjetlosti/tama u njihovom receptivnom polju (kontrastni neuroni) ili kada se ova granica pomiče unutar receptivnog polja (detektori pokreta).

Obrada vizuelnih informacija u primarnom vizuelnom korteksu

Ovisno o odgovoru na svjetlosne podražaje, kortikalni neuroni se dijele u nekoliko klasa.

Neuroni sa jednostavnim receptivnim poljem. Najjača ekscitacija takvog neurona nastaje kada je njegovo receptivno polje osvijetljeno svjetlosnom trakom određene orijentacije. Frekvencija nervnih impulsa koje generiše takav neuron opada kada se promeni orijentacija svetlosne trake (slika 8 A).

Neuroni sa složenim receptivnim poljem. Maksimalni stepen ekscitacije neurona postiže se kada se svjetlosni stimulus kreće unutar ON zone receptivnog polja u određenom smjeru. Pomicanje svjetlosnog stimulusa u drugom smjeru ili ostavljanje svjetlosnog stimulusa izvan zone ON uzrokuje slabiju ekscitaciju (slika 8 B).

Neuroni sa vrlo složenim receptivnim poljem. Maksimalna ekscitacija takvog neurona postiže se djelovanjem svjetlosnog stimulusa složene konfiguracije. Na primjer, poznati su neuroni čija se najjača ekscitacija razvija kada se pređu dvije granice između svjetla i tame unutar ON zone receptivnog polja (slika 23.8 B).

Unatoč ogromnoj količini eksperimentalnih podataka o obrascima ćelijskog odgovora na različite vizuelni stimulansi, do danas ne postoji potpuna teorija koja objašnjava mehanizme obrade vizualnih informacija u mozgu. Ne možemo objasniti kako različiti električni odgovori neurona retine, LCT i kortikalnih neurona omogućavaju prepoznavanje obrazaca i druge fenomene. vizuelna percepcija.

Regulacija funkcija pomoćnih uređaja

Regulacija smještaja. Zakrivljenost sočiva se mijenja uz pomoć cilijarnog mišića. Kada se cilijarni mišić kontrahira, povećava se zakrivljenost prednje površine sočiva i povećava se refrakcijska moć. Glatka mišićna vlakna cilijarnog mišića inerviraju postganglijski neuroni, čija se tijela nalaze u cilijarnom gangliju.

Adekvatan stimulans za promenu stepena zakrivljenosti sočiva je zamućenje slike na retini, koje registruju neuroni primarnog korteksa. Zbog silaznih veza korteksa dolazi do promjene stepena ekscitacije neurona u pretektalnoj regiji, što zauzvrat uzrokuje aktivaciju ili inhibiciju preganglijskih neurona okulomotornog jezgra (Edinger-Westphal nukleus) i postganglijskih neurona cilijare. ganglion.

Regulacija lumena zenice. Konstrikcija zjenice nastaje kontrakcijom kružnih glatkih mišićnih vlakana rožnjače, koja su inervirana parasimpatičkim postganglionskim neuronima cilijarnog ganglija. Potonji su pobuđeni svjetlošću visokog intenziteta koja pada na retinu, koju percipiraju neuroni u primarnom vidnom korteksu.

Proširenje zenice se postiže kontrakcijom radijalnih mišića rožnjače, koji su inervirani simpatičkim neuronima VSH. Aktivnost potonjeg je pod kontrolom ciliospinalnog centra i pretektalne regije. Stimulus za proširenje zenice je smanjenje nivoa osvetljenja mrežnjače.

Regulacija pokreta očiju. Neka od vlakana ganglijskih ćelija prate neurone gornjeg kolikulusa ( srednji mozak), koji su povezani s jezgrima okulomotornog, trohlearnog i abducensnog živca, čiji neuroni inerviraju prugasta mišićna vlakna očnih mišića. Nervne ćelije gornjih kolikula primaće sinaptičke inpute od vestibularnih receptora i proprioceptora mišića vrata, što omogućava telu da koordinira pokrete očiju sa pokretima tela u prostoru.

Fenomeni vizuelne percepcije

Prepoznavanje uzoraka

Vizuelni sistem ima izuzetnu sposobnost da prepozna objekat najviše različite opcije njegove slike. Sliku (poznato lice, slovo i sl.) možemo prepoznati kada neki njeni dijelovi nedostaju, kada sadrži nepotrebne elemente, kada je različito orijentirana u prostoru, ima različite ugaone dimenzije i okrenuta je prema nama različite strane i tako dalje. (Sl. 9). Neurofiziološki mehanizmi ovog fenomena se trenutno intenzivno proučavaju.

Konstantnost oblika i veličine

U pravilu okolne objekte doživljavamo nepromijenjenim u obliku i veličini. Iako u stvari njihov oblik i veličina na mrežnici nisu konstantni. Na primjer, biciklist se u vidnom polju uvijek pojavljuje iste veličine bez obzira na udaljenost od njega. Točkovi bicikla se percipiraju kao okrugli, iako u stvarnosti njihove retinalne slike mogu biti uske elipse. Ovaj fenomen pokazuje ulogu iskustva u sagledavanju svijeta oko nas. Neurofiziološki mehanizmi ovog fenomena su trenutno nepoznati.

Percepcija prostorne dubine

Slika okolnog svijeta na mrežnjači je ravna. Međutim, mi vidimo svijet u obimu. Postoji nekoliko mehanizama koji osiguravaju izgradnju 3-dimenzionalnog prostora na osnovu ravnih slika formiranih na mrežnjači.

Budući da se oči nalaze na određenoj udaljenosti jedna od druge, slike nastale na mrežnici lijevog i desnog oka malo se razlikuju jedna od druge. Što je objekat bliži posmatraču, to će se ove slike razlikovati.

Preklapanje slika također pomaže u procjeni njihove relativne lokacije u prostoru. Slika bliskog objekta može se preklapati sa slikom udaljenog, ali ne i obrnuto.

Kada se glava posmatrača pomeri, slike posmatranih objekata na mrežnjači će se takođe pomeriti (fenomen paralakse). Za isti pomak glave, slike bliskih objekata će se pomaknuti više od slika udaljenih objekata

Percepcija mirnoće prostora

Ako nakon zatvaranja jednog oka pritisnemo prstom drugu očnu jabučicu, vidjet ćemo da se svijet oko nas pomiče u stranu. U normalnim uslovima svijet nepomično, iako slika na mrežnjači stalno „skače“ zbog kretanja očnih jabučica, okretanja glave i promjene položaja tijela u prostoru. Percepcija mirnoće okolnog prostora osigurava se činjenicom da se prilikom obrade vizualnih slika uzimaju u obzir informacije o pokretima očiju, pokretima glave i položaju tijela u prostoru. Vizuelni senzorni sistem je u stanju da „oduzme“ svoje pokrete oka i tela od kretanja slike na mrežnjači.

Teorije vida boja

Trokomponentna teorija

Zasnovan na principu trikromatskog miješanja aditiva. Prema ovoj teoriji, tri vrste čunjeva (osjetljive na crvenu, zelenu i plava boja) rade kao nezavisni receptorski sistemi. Upoređujući intenzitet signala iz tri tipa čunjeva, vizuelni senzorni sistem proizvodi "virtuelnu aditivnu pristrasnost" i izračunava pravu boju. Autori teorije su Jung, Maxwell, Helmholtz.

Teorija boja protivnika

Pretpostavlja se da se bilo koja boja može nedvosmisleno opisati navođenjem njenog položaja na dvije skale - "plavo-žuta", "crveno-zelena". Boje koje leže na polovima ovih skala nazivaju se protivničke boje. Ovu teoriju podržava činjenica da postoje neuroni u retini, LCT i korteksu koji se aktiviraju ako je njihovo receptivno polje osvijetljeno crvenim svjetlom i inhibirano ako je svjetlo zeleno. Ostali neuroni se pobuđuju djelovanjem žuta boja i inhibirani su djelovanjem plave boje. Pretpostavlja se da poređenjem stepena ekscitacije neurona u “crveno-zelenom” i “žuto-plavom” sistemu vizuelni senzorni sistem može izračunati karakteristike boje Sveta. Autori teorije su Mach, Gering.

Dakle, postoje eksperimentalni dokazi za obje teorije vida boja. Trenutno se razmatra. Da trokomponentna teorija adekvatno opisuje mehanizme percepcije boja na nivou retinalnih fotoreceptora, a teorija suprotstavljenih boja - mehanizme percepcije boja na nivou neuronskih mreža.

Zraka svjetlosti dopire do mrežnice, prolazeći kroz brojne refrakcijske površine i medije: rožnicu, vodeni humor prednju oku, sočivo i staklasto tijelo. Zraci koji izlaze iz jedne tačke spoljašnjeg prostora moraju biti fokusirani na jednu tačku na mrežnjači, tek tada je moguć jasan vid.

Slika na retini je stvarna, obrnuta i redukovana. Unatoč činjenici da je slika obrnuta, mi opažamo objekte direktni oblik. To se događa zato što aktivnost nekih osjetila provjeravaju drugi. Za nas je "dno" mjesto gdje je usmjerena sila gravitacije.

Rice. 2. Konstrukcija slike u oku, a, b - predmet: a, b" - njegova obrnuta i redukovana slika na retini; C je čvorna tačka kroz koju zraci prolaze bez prelamanja, a α je ugao gledanja

Vidna oštrina.

Oštrina vida je sposobnost oka da vidi dvije tačke odvojeno. Ovo je dostupno normalnom oku ako je veličina njihove slike na retini 4 µm, a vidni ugao 1 min. Pod manjim uglom gledanja, ne postiže se jasan vid;

Oštrina vida se određuje pomoću posebnih tablica koje prikazuju 12 redova slova. Na lijevoj strani svake linije piše s koje udaljenosti treba da bude vidljiva osobi sa normalnim vidom. Subjekt se postavlja na određenoj udaljenosti od stola i nađe se red koji čita bez grešaka.

Oštrina vida se povećava pri jakom svjetlu i vrlo je niska pri slabom svjetlu.

linija vida. Sav prostor vidljivo oku s nepokretnim pogledom usmjerenim naprijed, naziva se vidno polje.

Postoje centralni (u predjelu makule) i periferni vid. Najveća vidna oštrina je u području centralne fovee. Postoje samo čunjevi, njihov promjer je mali, oni su usko jedni uz druge. Svaki konus je povezan s jednim bipolarnim neuronom, koji je zauzvrat povezan s jednim ganglijskim neuronom, iz kojeg odlazi zasebno nervno vlakno koje prenosi impulse u mozak.

Periferni vid je manje oštar. To se objašnjava činjenicom da su na periferiji mrežnice čunjići okruženi štapićima i svaki više nema poseban put do mozga. Grupa čunjeva završava na jednoj bipolarnoj ćeliji, a mnoge takve ćelije šalju svoje impulse u jednu ganglijsku ćeliju. Postoji oko milion vlakana u optičkom živcu, a oko 140 miliona receptora u oku.

Periferija mrežnice slabo razlikuje detalje objekta, ali dobro uočava njihove pokrete. Bočni vid je od velikog značaja za percepciju spoljašnjeg sveta. Za vozače raznih vrsta transporta, njegovo kršenje je neprihvatljivo.

Vidno polje se određuje pomoću posebnog uređaja - perimetra (Sl. 133), koji se sastoji od polukruga podijeljenog na stupnjeve i oslonca za bradu.

Rice. 3. Određivanje vidnog polja pomoću Forstnerovog perimetra

Subjekt, zatvarajući jedno oko, drugom fiksira bijelu tačku u središtu obodnog luka ispred sebe. Da biste odredili granice vidnog polja duž obodnog luka, počevši od njegovog kraja, polako napredujte bijelu oznaku i odredite ugao pod kojim je vidljiva fiksnim okom.

Vidno polje je najveće prema spolja, prema slepoočnici - 90°, prema nosu i gore-dole - oko 70°. Možete odrediti granice vida boja i istovremeno se u to uvjeriti neverovatne činjenice: periferni dijelovi retine ne percipiraju boju; vidna polja boja se ne podudaraju za razne boje, najuži je zelen.

Smještaj. Oko se često poredi sa kamerom. Ima ekran osjetljiv na svjetlost - mrežnicu, na kojoj se uz pomoć rožnjače i sočiva dobija jasna slika vanjskog svijeta. Oko je sposobno da jasno vidi objekte na jednakoj udaljenosti. Ova njegova sposobnost se zove akomodacija.

Refrakciona moć rožnjače ostaje konstantna; fino, precizno fokusiranje nastaje zbog promjena u zakrivljenosti sočiva. Ovu funkciju obavlja pasivno. Činjenica je da se leća nalazi u kapsuli, odnosno vrećici, koja je pričvršćena na cilijarni mišić kroz cilijarni ligament. Kada je mišić opušten, a ligament napet, on povlači kapsulu, što izravnava sočivo. Kada je akomodacija napregnuta zbog gledanja bliskih predmeta, čitanja, pisanja, cilijarni mišić se kontrahira, ligament koji zateže kapsulu se opušta i sočivo, zbog svoje elastičnosti, postaje okruglo, a njegova lomna moć se povećava.

S godinama, elastičnost leće opada, ona se stvrdne i gubi sposobnost promjene zakrivljenosti kada se cilijarni mišić kontrahira. Zbog toga je teško jasno vidjeti iz blizine. Senilna dalekovidost (prezbiopija) se razvija nakon 40. godine života. Ispravlja se uz pomoć naočara - bikonveksnih sočiva koje se nose pri čitanju.

Anomalija vida. Anomalija koja se javlja kod mladih ljudi najčešće je posljedica nepravilnog razvoja oka, odnosno njegove nepravilne dužine. Kada se očna jabučica produži, javlja se kratkovidnost (miopija) i slika se fokusira ispred mrežnjače. Udaljeni objekti nisu jasno vidljivi. Bikonkavna sočiva se koriste za korekciju miopije. Kada je očna jabučica skraćena, uočava se dalekovidnost (hiperopija). Slika je fokusirana iza mrežnjače. Za korekciju su potrebna bikonveksna sočiva (Sl. 134).

Rice. 4. Refrakcija sa normalnim vidom (a), sa miopijom (b) i dalekovidošću (d). Optička korekcija miopija (c) i dalekovidost (d) (dijagram) [Kositsky G.I., 1985.]

Oštećenje vida koje se naziva astigmatizam nastaje kada je zakrivljenost rožnjače ili sočiva abnormalna. U ovom slučaju, slika u oku je izobličena. Da biste to popravili, potrebno vam je cilindrično staklo, koje nije uvijek lako pronaći.

Adaptacija oka.

Prilikom izlaska iz mračne sobe jakom svjetlu u početku smo zaslijepljeni i čak možemo osjetiti bol u očima. Ove pojave prolaze vrlo brzo, oči se naviknu na jako osvjetljenje.

Smanjenje osjetljivosti očnih receptora na svjetlost naziva se adaptacija. To uzrokuje blijeđenje vizuelne ljubičaste boje. Svjetlosna adaptacija se završava u prvih 4 - 6 minuta.

Prilikom prelaska iz svijetle sobe u tamnu dolazi do adaptacije na tamu, koja traje više od 45 minuta. Osjetljivost štapova se povećava za 200.000 - 400.000 puta. IN generalni nacrt ovaj fenomen se može uočiti pri ulasku u zamračenu bioskopsku salu. Za proučavanje napretka adaptacije postoje posebni uređaji - adaptomeri.

Oko- organ vida kod životinja i ljudi. Ljudsko oko se sastoji od očne jabučice povezane optičkim živcem s mozgom, i pomoćni aparat(očni kapci, suznih organa i mišići koji pokreću očnu jabučicu).

Eyeball(Sl. 94) zaštićeno gusta školjka nazvana sklera. Prednji (providni) dio sklere 1 naziva se rožnjača. Rožnjača je najosjetljiviji vanjski dio ljudsko tijelo(čak i najlakši dodir izaziva trenutno refleksno zatvaranje očnih kapaka).

Iza rožnjače je šarenica 2, koja kod ljudi može imati različite boje. Između rožnjače i šarenice nalazi se vodenasta tečnost. U šarenici se nalazi mala rupa - zenica 3. Prečnik zjenice može varirati od 2 do 8 mm, smanjujući se na svjetlu i povećavajući u mraku.

Iza zjenice se nalazi prozirno tijelo nalik na bikonveksno sočivo – sočivo 4. Spolja je mekano i gotovo želatinasto, iznutra je tvrđe i elastično. Sočivo je okruženo sa 5 mišića koji ga pričvršćuju za bjeloočnicu.

Iza sočiva je staklasto tijelo 6, koje je bezbojna želatinasta masa. Stražnji dio bjeloočnice – fundus oka – prekriven je retinom (retinom) 7. Sastoji se od najfinijih vlakana koja pokrivaju fundus oka i predstavljaju razgranate završetke vidnog živca.

Kako se slike pojavljuju i kako ih oko percipira razne predmete?

Prelamanje svetlosti u optički sistem Oko, koje je formirano od rožnjače, sočiva i staklastog tijela, daje stvarne, smanjene i inverzne slike dotičnih objekata na mrežnjači (slika 95). Jednom kada svjetlost dođe do završetaka optičkog živca, koji čine mrežnicu, ona iritira te završetke. Ove iritacije se preko nervnih vlakana prenose do mozga, a osoba ima vizuelni osećaj: vidi predmete.

Slika objekta koji se pojavljuje na mrežnjači oka je obrnuta. Prva osoba koja je to dokazala konstruisanjem putanje zraka u optičkom sistemu oka bio je I. Kepler. Da bi testirao ovaj zaključak, francuski naučnik R. Descartes (1596-1650) uzeo je oko i, nakon što je sastrugao neprozirni sloj sa njegovog zadnjeg zida, stavio ga u rupu napravljenu u kapci na prozoru. A onda je na prozirnom zidu fundusa ugledao obrnutu sliku slike posmatrane sa prozora.

Zašto onda sve objekte vidimo onakvima kakvi jesu, odnosno ne obrnutim? Činjenica je da se proces vida kontinuirano korigira mozak, koji prima informacije ne samo preko očiju, već i putem drugih osjetila. Svojevremeno je engleski pesnik Vilijam Blejk (1757-1827) vrlo tačno primetio:

Um zna kako gledati na svijet.

Godine 1896. američki psiholog J. Stretton izveo je eksperiment na sebi. Stavio je posebne naočare, zahvaljujući kojima slike okolnih objekata na mrežnjači oka nisu bile obrnute, već direktne. I šta? Svijet u Strettonovom umu se okrenuo naglavačke. Počeo je da vidi sve predmete naopačke. Zbog toga je došlo do neusklađenosti u radu očiju sa drugim čulima. Naučnik je razvio simptome morska bolest. Tri dana je osjećao mučninu. Međutim, četvrtog dana tijelo se počelo vraćati u normalu, a petog dana Stretton se osjećao isto kao prije eksperimenta. Mozak naučnika se navikao na nove uslove rada i ponovo je počeo da vidi sve predmete pravo. Ali kada je skinuo naočare, sve se ponovo okrenulo naopačke. U roku od sat i po, vid mu se vratio i ponovo je počeo normalno da vidi.

Zanimljivo je da je takva prilagodljivost karakteristična samo za ljudski mozak. Kada su u jednom od eksperimenata na majmuna stavljene invertirajuće naočale, on je zadobio takav psihološki udarac da je nakon nekoliko pogrešnih pokreta i pada pao u stanje koje je podsjećalo na komu. Njeni refleksi su počeli da blede, pala je krvni pritisak a disanje je postalo učestalo i plitko. Ništa slično nije primećeno kod ljudi.

Međutim, ljudski mozak nije uvijek u stanju nositi se s analizom slike dobivene na mrežnici. U takvim slučajevima nastaju vizuelne iluzije – posmatrani objekat nam se ne čini onakvim kakav zaista jeste (Sl. 96).

Postoji još jedna karakteristika vida koja se ne može zanemariti. Poznato je da kada se promijeni udaljenost od sočiva do objekta, mijenja se i udaljenost do njegove slike. Kako ostaje jasna slika na mrežnjači kada pomjerimo pogled s udaljenog objekta na bliži?

Ispostavilo se da su oni mišići koji su pričvršćeni za sočivo sposobni promijeniti zakrivljenost njegovih površina, a time i optičku snagu oka. Kada gledamo udaljene objekte, ovi mišići su u opuštenom stanju, a zakrivljenost sočiva je relativno mala. Prilikom gledanja obližnjih objekata očni mišići komprimiraju sočivo i povećava se njegova zakrivljenost, a time i optička snaga.

Sposobnost oka da se prilagodi vidu na bliskim i daljim udaljenostima naziva se smještaj(od latinskog accomodatio - uređaj). Zahvaljujući akomodaciji, osoba uspijeva fokusirati slike različitih objekata na istoj udaljenosti od sočiva - na mrežnjaču.

Međutim, sa vrlo bliska lokacija dotičnog subjekta povećava se napetost mišića koji deformišu sočivo, a rad oka postaje zamoran. Optimalna udaljenost za čitanje i pisanje za normalno oko je oko 25 cm. Ova udaljenost se naziva udaljenost jasnog (ili najboljeg) vida.

Koja je korist od gledanja na oba oka?

Prvo, zahvaljujući prisutnosti dva oka možemo razlikovati koji je objekt bliži, a koji dalje od nas. Činjenica je da mrežnice desnog i lijevog oka proizvode slike koje se međusobno razlikuju (što odgovara gledanju objekta kao s desne i lijeve strane). Što je objekt bliže, to je razlika uočljivija. Stvara utisak razlike u udaljenostima. Ova ista sposobnost vida omogućava vam da vidite objekat kao trodimenzionalan, a ne ravan.

Drugo, dva oka povećavaju vidno polje. Ljudsko vidno polje je prikazano na slici 97, a. Poređenja radi, pored njega su prikazana vidna polja konja (sl. 97, c) i zeca (sl. 97, b). Gledajući ove slike, lako je shvatiti zašto je grabežljivcima tako teško da se prišunjaju ovim životinjama, a da se ne odaju.

Vizija omogućava ljudima da vide jedni druge. Da li je moguće vidjeti sebe, ali biti nevidljiv drugima? Prvi put je jedan engleski pisac pokušao da odgovori na ovo pitanje u svom romanu „Nevidljivi čovek“. H.G. Wells(1866-1946). Osoba će postati nevidljiva nakon što njena supstanca postane prozirna i ima istu optičku gustoću kao i okolni zrak. Tada neće biti refleksije i prelamanja svjetlosti na granici ljudskog tijela sa zrakom, i ona će se pretvoriti u nevidljivu. Na primjer, zdrobljeno staklo, koje u zraku izgleda kao bijeli prah, odmah nestaje iz vidokruga kada se stavi u vodu, medij koji ima približno istu optičku gustoću kao staklo.

1911. godine njemački naučnik Spalteholtz natopio je preparat od mrtvog životinjskog tkiva posebno pripremljenom tečnošću, nakon čega ga je stavio u posudu sa istom tečnošću.

Međutim, nevidljivi čovjek mora biti nevidljiv u zraku, a ne u posebno pripremljenom rastvoru. Ali to se ne može postići.

Ali pretpostavimo da osoba ipak uspijeva postati transparentna. Ljudi će prestati da ga viđaju. Hoće li moći da ih sam vidi? Ne, jer će svi njegovi dijelovi, uključujući i oči, prestati da prelamaju svjetlosne zrake, pa se na mrežnici oka neće pojaviti nikakva slika. Osim toga, da bi se stvorila vidljiva slika u čovjekovom umu, svjetlosne zrake mora apsorbirati mrežnica, prenoseći na nju svoju energiju. Ova energija je neophodna za stvaranje signala koji putuju duž optičkog živca do ljudskog mozga. Ako oči nevidljivog čovjeka postanu potpuno prozirne, to se neće dogoditi. A ako je tako, onda će potpuno prestati da vidi. Nevidljivi čovek će biti slep.

H.G. Wells nije uzeo u obzir ovu okolnost i stoga je svom heroju obdario normalnu viziju, dozvoljavajući mu da teroriše cijeli grad a da ga ne primijeti.

1. Kako funkcioniše ljudsko oko? Koji dijelovi čine optički sistem? 2. Opišite sliku koja se pojavljuje na mrežnjači oka. 3. Kako se slika objekta prenosi u mozak? Zašto predmete vidimo ravno, a ne naopako? 4. Zašto, kada pomerimo pogled sa bliskog objekta na udaljeni, nastavljamo da vidimo njegovu jasnu sliku? 5. Kolika je udaljenost? najbolja vizija? 6. Koja je prednost gledanja na oba oka? 7. Zašto nevidljivi čovjek mora biti slijep?

Pomoćni aparat vizuelnog sistema i njegove funkcije

Vizualni senzorni sistem opremljen je složenim pomoćnim aparatom, koji uključuje očnu jabučicu i tri para mišića koji obezbjeđuju njegove pokrete. Elementi očne jabučice vrše primarnu transformaciju svjetlosnog signala koji ulazi u retinu:
optički sistem oka fokusira slike na retinu;
zjenica reguliše količinu svjetlosti koja pada na retinu;
- mišići očne jabučice osiguravaju njeno kontinuirano kretanje.

Formiranje slike na retini

Prirodna svjetlost koja se odbija od površine predmeta je difuzna, tj. Svjetlosni zraci iz svake tačke na objektu dolaze u različitim smjerovima. Stoga, u nedostatku optičkog sistema oka, zraci iz jedne tačke objekta ( A) pada u različite dijelove mrežnjače ( a1, a2, a3). Takvo oko bi moglo razlikovati opći nivo osvjetljenja, ali ne i konture objekata (slika 1 A).

Refrakcija svjetlosti nastaje na granici između dva medija koji imaju različite indekse loma. Očna jabučica sadrži dva sferna sočiva: rožnjaču i sočivo. U skladu s tim, postoje 4 refraktivne površine: zrak/rožnica, rožnjača/vodna vučica prednje očne komore, očna vodica/sočivo, sočivo/staklasto tijelo.

Smještaj

Regulacija osvjetljenja mrežnjače

Količina svjetlosti koja pada na mrežnicu proporcionalna je površini zjenice. Promjer zjenice kod odrasle osobe varira od 1,5 do 8 mm, što osigurava promjenu intenziteta svjetlosti koja pada na mrežnicu za približno 30 puta. Reakcije zenica obezbeđuju dva sistema glatkih mišića šarenice: kada se kružni mišići kontrahuju, zjenica se sužava, a kada se radijalni mišići skupljaju, zjenica se širi.

Pokreti očiju

Nagli pokreti očiju (sakada) nastaju kada se posmatraju nepokretni objekti (slika 3). Brzi okreti očne jabučice (10 - 80 ms) se izmjenjuju s periodima nepomične fiksacije pogleda u jednoj tački (200 - 600 ms). Ugao rotacije očne jabučice tokom jedne sakade kreće se od nekoliko lučnih minuta do 10°, a pri pomeranju pogleda s jednog predmeta na drugi može dostići 90°. Pri velikim uglovima pomaka, sakade su praćene rotacijom glave; Pomicanje očne jabučice obično prethodi pokretu glave.

Konverzija svetlosnog signala u fotoreceptorima

Vrste retinalnih fotoreceptora i njihova svojstva

Mrežnica ima dvije vrste fotoreceptora (štapići i čunjići), koji se razlikuju po strukturi i fiziološkim svojstvima.

Tabela 1. Fiziološka svojstva štapića i čunjeva

	Štapovi	Konusi
Fotosenzitivni pigment	Rhodopsin	Jodopsin
Maksimalna apsorpcija pigmenta	Ima dva maksimuma - jedan u vidljivom dijelu spektra (500 nm), drugi u ultraljubičastom (350 nm)	Postoje 3 tipa jodopsina koji imaju različite maksimume apsorpcije: 440 nm (plavi), 520 nm (zeleni) i 580 nm (crveni)
Cell classes		Svaki konus sadrži samo jedan pigment. Shodno tome, postoje 3 klase čunjeva koji su osjetljivi na svjetlost različitih talasnih dužina
Distribucija retine	U središnjem dijelu mrežnice gustoća štapića je oko 150.000 po mm2, prema periferiji se smanjuje na 50.000 po mm2. Nema štapića u fovei i slepoj tački.	Gustoća čunjića u središnjoj fovei dostiže 150.000 po mm2, u slijepoj pjegi ih nema, a na cijeloj preostaloj površini mrežnice gustoća čunjića ne prelazi 10.000 po mm2.
Osetljivost na svetlost	Štapovi su oko 500 puta viši od čunjeva
Funkcija	Omogućite crno-bijelo (skototopski vid)	Dajte boju (fototopski vid)

Teorija dualnosti vida

Mehanizam konverzije svjetlosnog signala u fotoreceptoru

U 2. fazi aktivira se protein transducin, koji u svom neaktivnom stanju sadrži čvrsto vezan GDP. Nakon interakcije sa fotoaktiviranim rodopsinom, transducin mijenja GDP molekul za GTP.

U 3. fazi, transducin koji sadrži GTP formira kompleks s neaktivnom cGMP fosfodiesterazom, što dovodi do aktivacije potonje.

U 4. fazi, aktivirana cGMP fosfodiesteraza hidrolizuje intracelularno od GMP do GMP.

U 5. fazi, pad koncentracije cGMP dovodi do zatvaranja kationskih kanala i hiperpolarizacije fotoreceptorske membrane.

Obrada informacija u retini

Elementi neuronske mreže retine i njihove funkcije

Neuralna mreža retine uključuje 4 tipa nervnih ćelija (slika 5):

- ganglijske ćelije,
bipolarne ćelije,
- amakrine ćelije,
- horizontalne ćelije.

Amakrine ćelije nalaze se slično horizontalnim, ali nastaju kontaktima ne s fotoreceptorskim stanicama, već s ganglijskim stanicama.

Propagacija ekscitacije u retini

Električni odgovori neurona retine

Receptivna polja bipolarnih i ganglijskih ćelija su okruglog oblika. U receptivnom polju mogu se razlikovati centralni i periferni dio (slika 6). Granica između centralnog i perifernog dijela receptivnog polja je dinamična i može se pomicati s promjenama nivoa svjetlosti.

Tabela 2. Klase ganglijskih i bipolarnih ćelija i njihovi električni odgovori

Cell classes	Reakcija nervnih ćelija kada su osvetljene fotoreceptorima koji se nalaze
	u centralnom delu Republike Poljske	u perifernom dijelu RP
Bipolarne ćelije ON tip	Depolarizacija	Hiperpolarizacija
Bipolarne ćelije ISKLJUČENO tip	Hiperpolarizacija	Depolarizacija
Ganglijske ćelije ON tip
Ganglijske ćelije ISKLJUČENO tip	Hiperpolarizacija i smanjenje frekvencije AP	Depolarizacija i povećanje frekvencije AP
Ganglijske ćelije ON- ISKLJUČENO tip	Oni daju kratak ON odgovor na stacionarni svjetlosni stimulans i kratak OFF odgovor na svjetlo koje slabi.

Obrada vizuelnih informacija u centralnom nervnom sistemu

Senzorni putevi vizuelnog sistema

Mijelinski aksoni ganglijskih ćelija retine šalju se u mozak kao dio dva optička živca (slika 7). Desni i lijevi optički živac spajaju se u bazi lubanje i formiraju optički hijazmu. Ovdje nervna vlakna koja dolaze iz medijalne polovice retine svakog oka prelaze na kontralateralnu stranu, a vlakna iz bočnih polovica mrežnice nastavljaju se ipsilateralno.

Većina aksona ganglijskih ćelija završava u LCT-u, dok neka vlakna prate gornji kolikulus, hipotalamus, pretektalnu regiju moždanog stabla i jezgro optičkog trakta.

Veza između retine i gornjeg kolikulusa služi za regulaciju pokreta očiju.

Projekcija retine na hipotalamus služi za spajanje endogenih cirkadijalnih ritmova sa dnevnim fluktuacijama nivoa svjetlosti.

Veza između retine i pretektalne regije trupa izuzetno je važna za regulaciju lumena zjenice i akomodaciju.

Obrada vizuelnih informacija u LCT

LCT neuroni imaju okrugla receptivna polja. Električni odgovori ovih ćelija su slični onima ganglijskih ćelija.

Obrada vizuelnih informacija u primarnom vizuelnom korteksu

Ovisno o odgovoru na svjetlosne podražaje, kortikalni neuroni se dijele u nekoliko klasa.

Unatoč ogromnoj količini eksperimentalnih podataka o obrascima ćelijskog odgovora na različite vizualne podražaje, do danas ne postoji potpuna teorija koja objašnjava mehanizme obrade vizualnih informacija u mozgu. Ne možemo objasniti kako različiti električni odgovori neurona retine, LCT i kortikalnih neurona omogućavaju prepoznavanje obrazaca i druge fenomene vizualne percepcije.

Regulacija funkcija pomoćnih uređaja

Regulacija pokreta očiju. Neka od vlakana ganglijskih stanica slijede neurone gornjeg kolikula (srednjeg mozga), koji su povezani s jezgrima okulomotornog, trohlearnog i abducensnog živca, čiji neuroni inerviraju prugasta mišićna vlakna očnih mišića. Nervne ćelije gornjih kolikula primaće sinaptičke inpute od vestibularnih receptora i proprioceptora mišića vrata, što omogućava telu da koordinira pokrete očiju sa pokretima tela u prostoru.

Fenomeni vizuelne percepcije

Prepoznavanje uzoraka

Vizuelni sistem ima izuzetnu sposobnost da prepozna objekat u širokom spektru slika. Sliku (poznato lice, slovo i sl.) možemo prepoznati kada neki njeni dijelovi nedostaju, kada sadrži nepotrebne elemente, kada je različito orijentirana u prostoru, ima različite ugaone dimenzije, okrenuta je prema nama na različite strane , itd. P. (Sl. 9). Neurofiziološki mehanizmi ovog fenomena se trenutno intenzivno proučavaju.

Konstantnost oblika i veličine

Percepcija prostorne dubine

Preklapanje slika također pomaže u procjeni njihove relativne lokacije u prostoru. Slika bliskog objekta može se preklapati sa slikom udaljenog, ali ne i obrnuto.

Percepcija mirnoće prostora

Ako nakon zatvaranja jednog oka pritisnemo prstom drugu očnu jabučicu, vidjet ćemo da se svijet oko nas pomiče u stranu. U normalnim uvjetima okolni svijet je nepomičan, iako slika na mrežnjači neprestano „skače“ zbog kretanja očnih jabučica, okretanja glave i promjene položaja tijela u prostoru. Percepcija mirnoće okolnog prostora osigurava se činjenicom da se prilikom obrade vizualnih slika uzimaju u obzir informacije o pokretima očiju, pokretima glave i položaju tijela u prostoru. Vizuelni senzorni sistem je u stanju da „oduzme“ svoje pokrete oka i tela od kretanja slike na mrežnjači.

Teorije vida boja

Trokomponentna teorija

Zasnovan na principu trikromatskog miješanja aditiva. Prema ovoj teoriji, tri tipa čunjića (osetljivi na crvenu, zelenu i plavu) rade kao nezavisni receptorski sistemi. Upoređujući intenzitet signala iz tri tipa čunjeva, vizuelni senzorni sistem proizvodi "virtuelnu aditivnu pristrasnost" i izračunava pravu boju. Autori teorije su Jung, Maxwell, Helmholtz.

Teorija boja protivnika

Pretpostavlja se da se bilo koja boja može nedvosmisleno opisati navođenjem njenog položaja na dvije skale - "plavo-žuta", "crveno-zelena". Boje koje leže na polovima ovih skala nazivaju se protivničke boje. Ovu teoriju podržava činjenica da postoje neuroni u retini, LCT i korteksu koji se aktiviraju ako je njihovo receptivno polje osvijetljeno crvenim svjetlom i inhibirano ako je svjetlo zeleno. Drugi neuroni se pobuđuju kada su izloženi žutoj i inhibiraju kada su izloženi plavoj. Pretpostavlja se da upoređivanjem stepena ekscitacije neurona u „crveno-zelenom” i „žuto-plavom” sistemu vizuelni senzorni sistem može izračunati karakteristike boje svetlosti. Autori teorije su Mach, Gering.

Kroz oko, ne okom
Um zna kako gledati na svijet.
William Blake

Ciljevi lekcije:

edukativni:

otkriti strukturu i značaj vizuelnog analizatora, vizuelne senzacije i percepciju;
produbiti znanja o građi i funkciji oka kao optičkog sistema;
objasni kako nastaju slike na mrežnjači,
dati predstavu o kratkovidnosti i dalekovidnosti, te vrstama korekcije vida.

edukativni:

razvijaju sposobnost posmatranja, poređenja i izvođenja zaključaka;
nastaviti da se razvija logičko razmišljanje;
nastavljaju formirati ideju o jedinstvu koncepata okolnog svijeta.

edukativni:

spomenuti pažljiv stav za svoje zdravlje, otkrijte probleme vizuelne higijene;
nastaviti razvijati odgovoran odnos prema učenju.

Oprema:

sto" Vizuelni analizator",
sklopivi model oka,
mokri preparat "Mammalian Eye"
brošure sa ilustracijama.

Tokom nastave

1. Organizacioni momenat.

2. Ažuriranje znanja. Ponavljanje teme "Struktura oka."

3. Objašnjenje novog materijala:

Optički sistem oka.

Retina. Formiranje slike na mrežnjači.

Optičke iluzije.

Akomodacija oka.

Prednost gledanja na oba oka.

Pokret očiju.

Vizuelni nedostaci i njihova korekcija.

Vizuelna higijena.

4. Konsolidacija.

5. Sažetak lekcije. Inscenacija zadaća.

Ponavljanje teme "Struktura oka."

Nastavnik biologije:

U prošloj lekciji proučavali smo temu „Struktura oka“. Prisjetimo se materijala ove lekcije. Nastavite rečenicu:

1) Vizuelno područje moždane hemisfere se nalazi u...

2) Daje boju oku...

3) Analizator se sastoji od...

4) Pomoćni organi oka su...

5) Očna jabučica ima... membrane

6) Konveksno - konkavno sočivo očne jabučice je ...

Koristeći crtež, recite o strukturi i namjeni sastavnih dijelova oka.

Objašnjenje novog materijala.

Nastavnik biologije:

Oko je organ vida kod životinja i ljudi. Ovo je samopodešavajući uređaj. Omogućava vam da vidite bliske i udaljene objekte. Sočivo se ili skuplja gotovo u kuglu, ili se rasteže, mijenjajući tako žižnu daljinu.

Optički sistem oka sastoji se od rožnjače, sočiva i staklastog tijela.

Retina (mreža koja pokriva fundus oka) ima debljinu od 0,15 -0,20 mm i sastoji se od nekoliko slojeva nervnih ćelija. Prvi sloj je uz crni pigmentne ćelije. Formiraju ga vizuelni receptori - štapići i čunjevi. U ljudskoj mrežnjači ima stotine puta više štapića nego čunjeva. Štapovi se vrlo brzo pobuđuju slabim svjetlom sumraka, ali ne mogu uočiti boju. Šišarke se pobuđuju polako i samo jakom svetlošću - u stanju su da percipiraju boju. Štapići su ravnomjerno raspoređeni po mrežnjači. Neposredno nasuprot zjenice u mrežnjači nalazi se žuta mrlja, koja se sastoji isključivo od čunjeva. Prilikom pregleda predmeta, pogled se pomera tako da slika pada na žutu mrlju.

Procesi se protežu od nervnih ćelija. Na jednom mjestu mrežnice skupljaju se u snop i formiraju optički nerv. Više od milion vlakana prenosi vizuelne informacije u mozak u obliku nervnih impulsa. Ovo mjesto, lišeno receptora, naziva se slijepa mrlja. Analiza boje, oblika, osvjetljenja predmeta i njegovih detalja, započeta u retini, završava se u korteksu. Ovdje se sve informacije prikupljaju, dešifruju i sumiraju. Kao rezultat toga, formira se ideja o predmetu. Mozak je taj koji „vidi“, a ne oko.

Dakle, vid je subkortikalni proces. Zavisi od kvaliteta informacija koje dolaze iz očiju u moždanu koru (okcipitalnu regiju).

Nastavnik fizike:

Saznali smo da se optički sistem oka sastoji od rožnjače, sočiva i staklastog tijela. Svetlost, prelomljena u optičkom sistemu, daje stvarne, redukovane, inverzne slike dotičnih objekata na mrežnjači.

Prvi koji je dokazao da se slika na mrežnjači invertuje iscrtavanjem putanje zraka u optičkom sistemu oka bio je Johanes Kepler (1571 - 1630). Da bi testirao ovaj zaključak, francuski naučnik René Descartes (1596. - 1650.) uzeo je oko i, nakon što je sastrugao neprozirni sloj sa njegovog zadnjeg zida, stavio ga u rupu napravljenu u kapci na prozoru. A onda je na prozirnom zidu fundusa ugledao obrnutu sliku slike posmatrane sa prozora.

Zašto onda sve objekte vidimo onakvima kakvi jesu, tj. nije naopako?

Činjenica je da se proces vida kontinuirano korigira mozak, koji prima informacije ne samo preko očiju, već i putem drugih osjetila.

Godine 1896. američki psiholog J. Stretton izveo je eksperiment na sebi. Stavio je posebne naočare, zahvaljujući kojima slike okolnih objekata na mrežnjači oka nisu bile obrnuto, već naprijed. I šta? Svijet u Strettonovom umu se okrenuo naglavačke. Počeo je da vidi sve predmete naopačke. Zbog toga je došlo do neusklađenosti u radu očiju sa drugim čulima. Naučnik je razvio simptome morske bolesti. Tokom tri dana osetio je mučninu. Međutim, četvrtog dana tijelo se počelo vraćati u normalu, a petog dana Stretton se osjećao isto kao prije eksperimenta. Mozak naučnika se navikao na nove uslove rada i ponovo je počeo da vidi sve predmete pravo. Ali kada je skinuo naočare, sve se ponovo okrenulo naopačke. U roku od sat i po, vid mu se vratio i ponovo je počeo normalno da vidi.

Zanimljivo je da je takva adaptacija karakteristična samo za ljudski mozak. Kada su u jednom od eksperimenata na majmuna stavljene invertirajuće naočale, on je zadobio takav psihološki udarac da je nakon nekoliko pogrešnih pokreta i pada pao u stanje koje je podsjećalo na komu. Njeni refleksi su počeli da blede, krvni pritisak je pao, a disanje je postalo ubrzano i plitko. Ništa slično nije primećeno kod ljudi. Međutim, ljudski mozak nije uvijek u stanju nositi se s analizom slike dobivene na mrežnici. U takvim slučajevima nastaju vizualne iluzije - promatrani predmet nam se ne čini onakvim kakav stvarno jest.

Naše oči ne mogu uočiti prirodu objekata. Stoga im ne namećujte zablude razuma. (Lukrecije)

Vizuelne samoobmane

Često govorimo o „obmani oka“, „obmani sluha“, ali ti izrazi su netačni. Nema obmana osećanja. Filozof Kant je o tome prikladno rekao: „Čula nas ne varaju, ne zato što uvek sude ispravno, već zato što uopšte ne sude.

Šta nas onda vara u takozvanim "obmanama" čula? Naravno, ono što u ovom slučaju “sudi”, tj. naš sopstveni mozak. stvarno, večina optičke iluzije zavise isključivo od činjenice da ne samo da vidimo, već i nesvjesno razmišljamo i nesvjesno se obmanjujemo. Ovo su obmane rasuđivanja, a ne osjećaja.

Galerija slika, ili šta vidite

Ćerka, majka i brkati otac?

Indijac ponosno gleda u sunce i Eskim sa kapuljačom okrenut leđima...

Mladi i stari ljudi

Mlade i stare žene

Jesu li linije paralelne?

Je li četverougao kvadrat?

Koja je elipsa veća - donja ili unutrašnja gornja?

Šta je veće na ovoj slici - visina ili širina?

Koja linija je nastavak prve?

Da li primjećujete da se krug "trese"?

Kao što znate, mišići koji su pričvršćeni za sočivo mogu promijeniti zakrivljenost njegovih površina, a time i optičku snagu oka. Kada gledamo udaljene objekte, ovi mišići su u opuštenom stanju, a zakrivljenost sočiva je relativno mala. Prilikom gledanja u obližnje objekte očni mišići komprimiraju sočivo, a njegova zakrivljenost, a samim tim i optička snaga se povećava.

Sposobnost oka da se prilagodi vidu, kako na bliskim tako i na daljim, naziva se smještaj(od latinskog accomodatio - uređaj).

Zahvaljujući akomodaciji, osoba uspijeva fokusirati slike različitih objekata na istoj udaljenosti od sočiva - na mrežnjaču.

Međutim, kada je predmet u pitanju vrlo blizu, napetost mišića koji deformišu sočivo raste, a rad oka postaje zamoran. Optimalna udaljenost za čitanje i pisanje za normalno oko je oko 25 cm. Ova udaljenost se naziva udaljenost najboljeg vida.

Nastavnik biologije:

Kakvu prednost daje gledanje na oba oka?

1. Ljudsko vidno polje se povećava.

2. Zahvaljujući prisustvu dva oka možemo razlikovati koji je predmet bliži, a koji dalje od nas.

Činjenica je da mrežnica desnog i lijevog oka stvara slike koje se međusobno razlikuju (što odgovara gledanju objekata kao da su desno i lijevo). Što je objekt bliže, to je razlika uočljivija. To stvara dojam razlike u udaljenostima. Ova ista sposobnost oka omogućava vam da vidite objekat kao trodimenzionalan, a ne ravan. Ova sposobnost se naziva stereoskopski vid. Zajednički rad obje hemisfere mozga osigurava razlikovanje predmeta, njihovog oblika, veličine, lokacije i kretanja. Efekat volumetrijskog prostora može se pojaviti u slučajevima kada smatramo ravnu sliku.

Nekoliko minuta gledajte sliku na udaljenosti od 20 - 25 cm od očiju.

Gledajte 30 sekundi u vješticu na metli bez skretanja pogleda.

Brzo prebacite pogled na crtež zamka i pogledajte, brojeći do 10, u otvor kapije. U otvoru ćete vidjeti bijelu vješticu na sivoj pozadini.

Kada pogledate svoje oči u ogledalu, vjerovatno ćete primijetiti da oba oka prave velike i suptilne pokrete striktno istovremeno, u istom smjeru.

Da li oči uvijek sve ovako gledaju? Kako se ponašamo u već poznatoj prostoriji? Zašto su nam potrebni pokreti očiju? Potrebni su za početni pregled. Ispitivanjem formiramo holističku sliku, a sve se to prenosi u memoriju. Prema tome, pokreti očiju nisu neophodni za prepoznavanje dobro poznatih objekata.

Nastavnik fizike:

Jedna od glavnih karakteristika vida je oštrina. Vizija ljudi se menja sa godinama, jer... sočivo gubi elastičnost i mogućnost promjene svoje zakrivljenosti. Pojavljuje se dalekovidnost ili kratkovidnost.

Kratkovidnost je nedostatak vida u kojem se paralelni zraci, nakon prelamanja u oku, skupljaju ne na mrežnici, već bliže sočivu. Slike udaljenih objekata stoga na mrežnjači izgledaju nejasno i zamućeno. Da bi se dobila oštra slika na mrežnjači, predmetni predmet se mora približiti oku.

Udaljenost najboljeg vida za kratkovidnu osobu je manja od 25 cm. Stoga su ljudi sa sličnim nedostatkom renija primorani da čitaju tekst, stavljajući ga blizu očiju. Miopija može biti uzrokovana sljedećim razlozima:

prekomjerna optička snaga oka;
izduženje oka duž njegove optičke ose.

Obično se razvija u školske godine i obično je povezan sa dugotrajnim čitanjem ili pisanjem, posebno kod nedovoljnog osvetljenja i nepravilnog postavljanja izvora svetlosti.

Dalekovidnost je oštećenje vida u kojem se paralelne zrake, nakon prelamanja u oku, konvergiraju pod takvim kutom da se fokus ne nalazi na mrežnici, već iza nje. Slike udaljenih objekata na mrežnjači ponovo su nejasne i mutne.

Nastavnik biologije:

Da biste spriječili vizualni zamor, postoji niz vježbi. Nudimo vam neke od njih:

Opcija 1 (trajanje 3-5 minuta).

1. Početni položaj – sedeći u udobnom položaju: kičma je ravna, oči otvorene, pogled usmeren pravo. To je vrlo lako uraditi, bez stresa.

Usmjerite pogled lijevo - pravo, desno - pravo, gore - pravo, dolje - pravo, bez odlaganja u otetom položaju. Ponovite 1-10 puta.

2. Pomerite pogled dijagonalno: levo - dole - pravo, desno - gore - pravo, desno - dole - pravo, levo - gore - pravo. I postepeno povećavajte kašnjenja u otetom položaju, disanje je dobrovoljno, ali pazite da nema kašnjenja. Ponovite 1-10 puta.

3. Kružni pokreti oko: od 1 do 10 krugova lijevo i desno. U početku brže, a zatim postepeno smanjite tempo.

4. Pogledajte vrh prsta ili olovke na udaljenosti od 30 cm od očiju, a zatim u daljinu. Ponovite nekoliko puta.

5. Gledajte pravo ispred sebe pažljivo i nepomično, pokušavajući da vidite jasnije, a zatim trepnite nekoliko puta. Stisnite kapke, a zatim trepnite nekoliko puta.

6. Promjena žižne daljine: pogledajte vrh nosa, a zatim u daljinu. Ponovite nekoliko puta.

7. Masirajte kapke, nježno ih glađujući kažiprstom i srednjim prstima u smjeru od nosa prema sljepoočnicama. Ili: zatvorite oči i jastučićima dlanova, dodirujući se veoma nežno, pomerite se duž gornjih kapaka od slepoočnica do mosta nosa i nazad, ukupno 10 puta prosečnim tempom.

8. Protrljajte dlanove jedan o drugi i lako, bez napora, pokrijte njima prethodno zatvorene oči kako biste ih potpuno blokirali od svjetlosti na 1 minut. Zamislite da ste uronjeni u potpuni mrak. Otvori oči.

Opcija 2 (trajanje 1-2 minute).

1. Prilikom brojanja 1-2, oči se fiksiraju na blizak (udaljenost 15-20 cm) predmet pri brojanju 3-7, pogled se prebacuje na udaljeni predmet; Na brojanje do 8, pogled se ponovo prebacuje na najbliži predmet.

2. Sa nepomičnom glavom, na broj 1, okrenite oči okomito gore, na broj 2, dolje, pa opet gore. Ponovite 10-15 puta.

3. Zatvorite oči na 10-15 sekundi, otvorite i pomjerite oči udesno i lijevo, zatim gore-dolje (5 puta). Slobodno, bez napetosti, usmjerite pogled u daljinu.

Opcija 3 (trajanje 2-3 minute).

Vježbe se izvode u sjedećem položaju, naslonjeni na stolicu.

1. Gledajte pravo ispred sebe 2-3 sekunde, a zatim spustite oči na 3-4 sekunde. Ponavljajte vježbu 30 sekundi.

2. Podignite oči prema gore, spustite ih dole, pogledajte desno, pa lijevo. Ponovite 3-4 puta. Trajanje 6 sekundi.

3. Podignite oči prema gore, napravite kružne pokrete njima u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a zatim u smjeru kazaljke na satu. Ponovite 3-4 puta.

4. Čvrsto zatvorite oči na 3-5 sekundi, otvorite 3-5 sekundi. Ponovite 4-5 puta. Trajanje 30-50 sekundi.

Konsolidacija.

Nude se nestandardne situacije.

1. Kratkovidni učenik percipira slova napisana na tabli kao mutna i nejasna. Mora da napreže vid kako bi se oko smestilo bilo na tablu ili na notes, što je štetno i za vid i za nervni sistem. Predložite dizajn takvih naočala za školarce kako bi izbjegli stres prilikom čitanja teksta s ploče.

2. Kada se očno sočivo neke osobe zamuti (na primjer, kod katarakte), obično se uklanja i zamjenjuje plastičnim sočivom. Takva zamjena lišava oči mogućnosti akomodacije i pacijent mora koristiti naočale. Nedavno je Njemačka počela proizvoditi umjetna sočiva koja mogu samofokusirati. Pogodite koja je karakteristika dizajna izmišljena za smještaj oka?

3. H.G. Wells je napisao roman "Nevidljivi čovjek". Agresivna nevidljiva ličnost htela je da pokori ceo svet. Razmislite šta nije u redu sa ovom idejom? Kada je objekat u okruženju nevidljiv? Kako može da vidi oko nevidljivog čoveka?

Sažetak lekcije. Postavljanje domaće zadaće.

§ 57, 58 (biologija),
§ 37.38 (fizika), nudi nestandardne zadatke na temu koja se proučava (fakultativno).

Važno je znati strukturu mrežnice i način na koji primamo vizualne informacije, barem u najopštijem obliku.

1. Pogledajte strukturu očiju. Nakon što zraci svjetlosti prođu kroz sočivo, prodiru u staklasto tijelo i dospiju do unutrašnjeg, vrlo tanka ljuska oči - retina. Ona je ta koja igra glavnu ulogu u snimanju slike. Retina je centralna karika našeg vizuelnog analizatora.

Retina je u blizini choroid, ali u mnogim područjima je labav. Ovdje ima tendenciju da se ljušti zbog raznih bolesti. Kod bolesti retine, žilnica je vrlo često uključena u patološki proces. Ne u žilnici nervnih završetaka, dakle, kada je bolesna, nema bolova, što obično signalizira neku vrstu problema.

Retina koja prima svjetlost može se funkcionalno podijeliti na centralnu (područje makule) i perifernu (cijela preostala površina mrežnice). Shodno tome, razlikuju se centralni vid, što omogućava da se jasno vidi sitni dijelovi objekata i perifernog vida, u kojem se oblik predmeta opaža manje jasno, ali uz njegovu pomoć dolazi do orijentacije u prostoru.

2. Retina ima složenu višeslojnu strukturu. Sastoji se od fotoreceptora (specijaliziranog neuroepitela) i nervnih ćelija. Fotoreceptori koji se nalaze u mrežnjači oka dijele se u dvije vrste, koje se nazivaju prema svom obliku: čunjići i štapići. Štapići (ima ih oko 130 miliona u mrežnjači) su veoma fotosenzitivni i omogućavaju vam da vidite na loše osvetljenje, oni su također odgovorni za periferni vid. Čunjići (ima ih oko 7 miliona u mrežnjači), naprotiv, zahtijevaju više svjetla za svoju pobudu, ali oni su ti koji vam omogućavaju da vidite male detalje (odgovorne za centralni vid) i omogućavaju razlikovanje boja . Najveća koncentracija čunjića je u području retine poznatom kao makula ili makula, koja zauzima otprilike 1% mrežnice.

Štapovi sadrže vizuelnu ljubičastu boju, zbog čega se vrlo brzo i slabom svjetlošću pobuđuju. Vitamin A učestvuje u stvaranju vizuelne ljubičaste boje, čiji nedostatak dovodi do razvoja takozvanog noćnog sljepila. Češeri ne sadrže vizuelnu ljubičastu boju, pa se polako pobuđuju i to samo jakom svetlošću, ali su sposobni da percipiraju boju: spoljni segmenti tri vrste čunjeva (plavi, zeleni i crveni) sadrže vizuelne pigmente tri vrste, maksimumi apsorpcionih spektra su u plavoj, zelenoj i crvenoj oblasti spektra.

3 . U štapićima i čunjićima, koji se nalaze u vanjskim slojevima retine, svjetlosna energija se pretvara u električnu energiju u nervnom tkivu. Impulsi koji nastaju u vanjskim slojevima retine dopiru do srednjih neurona smještenih u njenim unutrašnjim slojevima, a zatim do živčanih stanica. Procesi ovih nervnih ćelija konvergiraju radijalno na jedno područje retine i formiraju optički disk, vidljiv pri pregledu fundusa.

Očni nerv se sastoji od procesa nervnih ćelija mrežnjače i izlazi iz očne jabučice blizu njenog zadnjeg pola. On prenosi signale od nervnih završetaka do mozga.

Dok izlazi iz oka, optički nerv se deli na dve polovine. Unutrašnja polovina se siječe sa istom polovinom drugog oka. Desna strana mrežnjače svakog oka prenosi se kroz optički nerv desna strana slike u desna strana mozak, a lijeva strana mrežnice, odnosno lijeva strana slike - u lijeva strana mozak. Opću sliku onoga što vidimo stvara mozak direktno.

Dakle, vizualna percepcija počinje projekcijom slike na mrežnicu i ekscitacijom fotoreceptora, a zatim se primljena informacija sekvencijalno obrađuje u subkortikalnom i kortikalnom dijelu. vizuelni centri. Kao rezultat toga, nastaje vizualna slika, koja zahvaljujući interakciji vizualnog analizatora s drugim analizatorima i akumuliranom iskustvu (vizuelnom pamćenju) ispravno odražava objektivnu stvarnost. Retina oka proizvodi smanjenu i obrnutu sliku objekta, ali sliku vidimo uspravno i u stvarnoj veličini. To se događa i zato što, uz vizualne slike, u mozak ulaze i nervni impulsi iz ekstraokularnih mišića, na primjer, kada pogledamo prema gore, mišići rotiraju oči prema gore. Očni mišići rade kontinuirano, opisuju konture objekta, a te pokrete također bilježi mozak.

Struktura oka.

Ljudsko oko je vizuelni analizator, preko naših očiju primamo 95% informacija o svetu oko nas. Modernom čoveku moramo da radimo po ceo dan sa bliskim predmetima: gledanje u ekran kompjutera, čitanje itd. Naše oči su pod ogromnim opterećenjem, usled čega mnogi ljudi pate očne bolesti, vizuelni nedostaci. Svi bi trebali znati kako oko funkcionira i koje su njegove funkcije.

Oko je optički sistem, ima gotovo sferni oblik. Oko je sferično tijelo prečnika oko 25 mm i mase 8 g. Zidovi očne jabučice formiraju tri membrane. Spoljna tunica albuginea sastoji se od guste, neprozirne vezivno tkivo. Omogućuje oku da zadrži svoj oblik. Sljedeći sloj oka je žilnica, ona sadrži sve krvni sudovi, njegujući tkiva oka. Koroidea je crna jer njene ćelije sadrže crni pigment koji upija svjetlosne zrake, sprečavajući ih da se rasprše oko oka. Horoid prelazi u šarenicu 2, at različiti ljudi ima različite boje, što određuje boju očiju. Šarenica je kružna mišićna dijafragma sa malom rupicom u sredini - zjenica 3. Crna je jer mjesto iz kojeg ne izlaze svjetlosni zraci percipiramo kao crno. Kroz zenicu, svetlosni zraci prodiru u oko, ali ne izlaze nazad, kao da su zarobljeni. Zjenica reguliše protok svjetlosti u oko, refleksno se sužavajući ili širi, zjenica može imati veličinu od 2 do 8 mm zavisno od osvetljenja.

Između rožnjače i šarenice nalazi se vodenasta tečnost iza koje - sočivo 4. Sočivo je bikonveksno sočivo, elastično je i može mijenjati svoju zakrivljenost uz pomoć cilijarnog mišića 5, stoga je osigurano precizno fokusiranje svjetlosnih zraka. . Indeks prelamanja sočiva je 1,45. Iza objektiva je staklasto tijelo 6, koji ispunjava glavni dio oka. Staklasto tijelo i očna vodica imaju indeks prelamanja gotovo isti kao i voda - 1,33. Stražnji zid bjeloočnice prekriven je vrlo tankim vlaknima koja oblažu dno oka, a nazivaju se retina 7. Ova vlakna su grananje očnog živca. Slika se pojavljuje na mrežnjači oka. Mjesto najbolje slike, koje se nalazi iznad izlaza vidnog živca, naziva se žuta mrlja 8, a područje mrežnice gdje optički živac izlazi iz oka, koje ne proizvodi sliku, naziva se slijepa mrlja 9.

Slika u oku.

Pogledajmo sada oko kao optički sistem. Uključuje rožnjaču, sočivo i staklasto tijelo. Glavna uloga u stvaranju slike pripada sočivu. Fokusira zrake na mrežnicu, što rezultira stvarno smanjenom invertiranom slikom objekata, koju mozak ispravlja u uspravnu. Zraci su fokusirani na retinu, na zadnji zid oči.

Odjeljak "Eksperimenti" daje primjer kako možete dobiti sliku izvora svjetlosti na zjenici koju stvaraju zraci reflektirani od oka.

Važno je znati strukturu mrežnice i način na koji primamo vizualne informacije, barem u najopštijem obliku.

1. Pogledajte strukturu očiju. Nakon što svjetlosni zraci prođu kroz sočivo, prodiru u staklasto tijelo i ulaze u unutrašnji, vrlo tanak sloj oka - retinu. Ona je ta koja igra glavnu ulogu u snimanju slike. Retina je centralna karika našeg vizuelnog analizatora.

Retina je uz žilnicu, ali je u mnogim područjima labava. Ovdje ima tendenciju da se ljušti zbog raznih bolesti. Kod bolesti retine, žilnica je vrlo često uključena u patološki proces. U horoidei nema nervnih završetaka, pa kada je ona bolesna, bol se ne javlja, što obično signalizira neku vrstu problema.

Retina koja prima svjetlost može se funkcionalno podijeliti na centralnu (područje makule) i perifernu (cijela preostala površina mrežnice). Shodno tome, razlikuje se centralni vid, koji omogućava jasno sagledavanje sitnih detalja objekata, i periferni vid, u kojem se oblik predmeta opaža manje jasno, ali uz njegovu pomoć dolazi do orijentacije u prostoru.

2. Retina ima složenu višeslojnu strukturu. Sastoji se od fotoreceptora (specijaliziranog neuroepitela) i nervnih ćelija. Fotoreceptori koji se nalaze u mrežnjači oka dijele se u dvije vrste, koje se nazivaju prema svom obliku: čunjići i štapići. Štapići (ima ih oko 130 miliona u mrežnjači) su veoma fotosenzitivni i omogućavaju vam da vidite pri slabom osvetljenju, oni su takođe odgovorni za periferni vid. Čunjići (ima ih oko 7 miliona u mrežnjači), naprotiv, zahtijevaju više svjetla za svoju pobudu, ali oni su ti koji vam omogućavaju da vidite male detalje (odgovorne za centralni vid) i omogućavaju razlikovanje boja . Najveća koncentracija čunjića je u području retine poznatom kao makula ili makula, koja zauzima otprilike 1% mrežnice.

Štapovi sadrže vizuelnu ljubičastu boju, zbog čega se vrlo brzo i slabom svjetlošću pobuđuju. Vitamin A učestvuje u stvaranju vizuelne ljubičaste boje, čiji nedostatak dovodi do razvoja takozvanog noćnog sljepila. Češeri ne sadrže vizuelnu ljubičastu boju, pa se polako pobuđuju samo jakom svetlošću, ali su sposobni da percipiraju boju: spoljni segmenti tri vrste čunjeva (plavi, zeleni i crveni) sadrže tri vrste vizuelnih pigmenti, čiji se maksimalni spektri apsorpcije nalaze u plavoj, zelenoj i crvenoj oblasti spektra.

Očni nerv se sastoji od procesa nervnih ćelija mrežnjače i izlazi iz očne jabučice blizu njenog zadnjeg pola. On prenosi signale od nervnih završetaka do mozga.

Dok izlazi iz oka, optički nerv se deli na dve polovine. Unutrašnja polovina se siječe sa istom polovinom drugog oka. Desna strana mrežnjače svakog oka prenosi desni dio slike na desnu stranu mozga putem optičkog živca, a lijeva strana mrežnice, odnosno, prenosi lijevi dio slike na lijevu stranu mozak. Ukupnu sliku onoga što vidimo stvara mozak direktno.

Dakle, vizualna percepcija počinje projekcijom slike na mrežnicu i ekscitacijom fotoreceptora, a zatim se primljena informacija sekvencijalno obrađuje u subkortikalnim i kortikalnim vizualnim centrima. Kao rezultat toga, nastaje vizualna slika, koja zahvaljujući interakciji vizualnog analizatora s drugim analizatorima i akumuliranom iskustvu (vizuelnom pamćenju) ispravno odražava objektivnu stvarnost. Retina oka proizvodi smanjenu i obrnutu sliku objekta, ali sliku vidimo uspravno i u stvarnoj veličini. To se događa i zato što, uz vizualne slike, u mozak ulaze i nervni impulsi iz ekstraokularnih mišića, na primjer, kada pogledamo prema gore, mišići rotiraju oči prema gore. Očni mišići rade kontinuirano, opisuju konture objekta, a te pokrete također bilježi mozak.

Kroz oko, ne okom
Um zna kako gledati na svijet.
William Blake

Ciljevi lekcije:

edukativni:

otkriti strukturu i značaj vizuelnog analizatora, vizuelne senzacije i percepciju;
produbiti znanja o građi i funkciji oka kao optičkog sistema;
objasni kako nastaju slike na mrežnjači,
dati predstavu o kratkovidnosti i dalekovidnosti, te vrstama korekcije vida.

edukativni:

razvijaju sposobnost posmatranja, poređenja i izvođenja zaključaka;
nastaviti razvijati logičko mišljenje;
nastavljaju formirati ideju o jedinstvu koncepata okolnog svijeta.

edukativni:

negovati brižan odnos prema svom zdravlju, rješavati pitanja higijene vida;
nastaviti razvijati odgovoran odnos prema učenju.

Oprema:

tabela "Vizuelni analizator",
sklopivi model oka,
mokri preparat "Mammalian Eye"
brošure sa ilustracijama.

Tokom nastave

1. Organizacioni momenat.

2. Ažuriranje znanja. Ponavljanje teme "Struktura oka."

3. Objašnjenje novog materijala:

Optički sistem oka.

Retina. Formiranje slike na mrežnjači.

Optičke iluzije.

Akomodacija oka.

Prednost gledanja na oba oka.

Pokret očiju.

Vizuelni nedostaci i njihova korekcija.

Vizuelna higijena.

4. Konsolidacija.

5. Sažetak lekcije. Postavljanje domaće zadaće.

Ponavljanje teme "Struktura oka."

Nastavnik biologije:

U prošloj lekciji proučavali smo temu „Struktura oka“. Prisjetimo se materijala ove lekcije. Nastavite rečenicu:

1) Vizualna zona moždanih hemisfera nalazi se u ...

2) Daje boju oku...

3) Analizator se sastoji od...

4) Pomoćni organi oka su...

5) Očna jabučica ima... membrane

6) Konveksno - konkavno sočivo očne jabučice je ...

Koristeći crtež, recite o strukturi i namjeni sastavnih dijelova oka.

Objašnjenje novog materijala.

Nastavnik biologije:

Optički sistem oka sastoji se od rožnjače, sočiva i staklastog tijela.

Retina (mreža koja pokriva fundus oka) ima debljinu od 0,15 -0,20 mm i sastoji se od nekoliko slojeva nervnih ćelija. Prvi sloj je u blizini ćelija crnog pigmenta. Formiraju ga vizuelni receptori - štapići i čunjevi. U ljudskoj mrežnjači ima stotine puta više štapića nego čunjeva. Štapovi se vrlo brzo pobuđuju slabim svjetlom sumraka, ali ne mogu uočiti boju. Šišarke se pobuđuju polako i samo jakom svetlošću - u stanju su da percipiraju boju. Štapići su ravnomjerno raspoređeni po mrežnjači. Neposredno nasuprot zjenice u mrežnjači nalazi se žuta mrlja, koja se sastoji isključivo od čunjeva. Prilikom pregleda predmeta, pogled se pomera tako da slika pada na žutu mrlju.

Procesi se protežu od nervnih ćelija. Na jednom mjestu mrežnice skupljaju se u snop i formiraju optički živac. Više od milion vlakana prenosi vizuelne informacije u mozak u obliku nervnih impulsa. Ovo mjesto, lišeno receptora, naziva se slijepa mrlja. Analiza boje, oblika, osvjetljenja predmeta i njegovih detalja, započeta u retini, završava se u korteksu. Ovdje se sve informacije prikupljaju, dešifruju i sumiraju. Kao rezultat toga, formira se ideja o predmetu. Mozak je taj koji „vidi“, a ne oko.

Dakle, vid je subkortikalni proces. Zavisi od kvaliteta informacija koje dolaze iz očiju u moždanu koru (okcipitalnu regiju).

Nastavnik fizike:

Zašto onda sve objekte vidimo onakvima kakvi jesu, tj. nije naopako?

Činjenica je da se proces vida kontinuirano korigira mozak, koji prima informacije ne samo preko očiju, već i putem drugih osjetila.

Godine 1896. američki psiholog J. Stretton izveo je eksperiment na sebi. Stavio je posebne naočare, zahvaljujući kojima slike okolnih objekata na mrežnjači oka nisu bile obrnuto, već naprijed. I šta? Svijet u Strettonovom umu se okrenuo naglavačke. Počeo je da vidi sve predmete naopačke. Zbog toga je došlo do neusklađenosti u radu očiju sa drugim čulima. Naučnik je razvio simptome morske bolesti. Tri dana je osjećao mučninu. Međutim, četvrtog dana tijelo se počelo vraćati u normalu, a petog dana Stretton se osjećao isto kao prije eksperimenta. Mozak naučnika se navikao na nove uslove rada i ponovo je počeo da vidi sve predmete pravo. Ali kada je skinuo naočare, sve se ponovo okrenulo naopačke. U roku od sat i po, vid mu se vratio i ponovo je počeo normalno da vidi.

Naše oči ne mogu uočiti prirodu objekata. Stoga im ne namećujte zablude razuma. (Lukrecije)

Vizuelne samoobmane

Šta nas onda vara u takozvanim "obmanama" čula? Naravno, ono što u ovom slučaju “sudi”, tj. naš sopstveni mozak. Zaista, većina optičkih iluzija ovisi isključivo o činjenici da ne samo da vidimo, već i nesvjesno razmišljamo i nesvjesno se obmanjujemo. Ovo su obmane rasuđivanja, a ne osjećaja.

Galerija slika, ili šta vidite

Ćerka, majka i brkati otac?

Indijac ponosno gleda u sunce i Eskim sa kapuljačom okrenut leđima...

Mladi i stari ljudi

Mlade i stare žene

Jesu li linije paralelne?

Je li četverougao kvadrat?

Koja je elipsa veća - donja ili unutrašnja gornja?

Šta je veće na ovoj slici - visina ili širina?

Koja linija je nastavak prve?

Da li primjećujete da se krug "trese"?

Sposobnost oka da se prilagodi vidu, kako na bliskim tako i na daljim, naziva se smještaj(od latinskog accomodatio - uređaj).

Zahvaljujući akomodaciji, osoba uspijeva fokusirati slike različitih objekata na istoj udaljenosti od sočiva - na mrežnjaču.

Nastavnik biologije:

Kakvu prednost daje gledanje na oba oka?

1. Ljudsko vidno polje se povećava.

2. Zahvaljujući prisustvu dva oka možemo razlikovati koji je predmet bliži, a koji dalje od nas.

Nekoliko minuta gledajte sliku na udaljenosti od 20 - 25 cm od očiju.

Gledajte 30 sekundi u vješticu na metli bez skretanja pogleda.

Brzo prebacite pogled na crtež zamka i pogledajte, brojeći do 10, u otvor kapije. U otvoru ćete vidjeti bijelu vješticu na sivoj pozadini.

Kada pogledate svoje oči u ogledalu, vjerovatno ćete primijetiti da oba oka prave velike i suptilne pokrete striktno istovremeno, u istom smjeru.

Nastavnik fizike:

Kratkovidnost je nedostatak vida u kojem se paralelni zraci, nakon prelamanja u oku, skupljaju ne na mrežnici, već bliže sočivu. Slike udaljenih objekata stoga izgledaju nejasno i zamućeno na mrežnjači. Da bi se dobila oštra slika na mrežnjači, predmetni predmet se mora približiti oku.

prekomjerna optička snaga oka;
izduženje oka duž njegove optičke ose.

Obično se razvija u školskim godinama i obično je povezan sa dugotrajnim čitanjem ili pisanjem, posebno kada nema dovoljno osvetljenja i nepravilnog postavljanja izvora svetlosti.

Nastavnik biologije:

Da biste spriječili vizualni zamor, postoji niz vježbi. Nudimo vam neke od njih:

Opcija 1 (trajanje 3-5 minuta).

1. Početni položaj – sedeći u udobnom položaju: kičma je ravna, oči otvorene, pogled usmeren pravo. To je vrlo lako uraditi, bez stresa.

Usmjerite pogled lijevo - pravo, desno - pravo, gore - pravo, dolje - pravo, bez odlaganja u otetom položaju. Ponovite 1-10 puta.

3. Kružni pokreti očiju: od 1 do 10 krugova lijevo i desno. U početku brže, a zatim postepeno smanjite tempo.

4. Pogledajte vrh prsta ili olovke na udaljenosti od 30 cm od očiju, a zatim u daljinu. Ponovite nekoliko puta.

5. Gledajte pravo ispred sebe pažljivo i nepomično, pokušavajući da vidite jasnije, a zatim trepnite nekoliko puta. Stisnite kapke, a zatim trepnite nekoliko puta.

6. Promjena žižne daljine: pogledajte vrh nosa, a zatim u daljinu. Ponovite nekoliko puta.

Opcija 2 (trajanje 1-2 minute).

2. Sa nepomičnom glavom, na broj 1, okrenite oči okomito gore, na broj 2, dolje, pa opet gore. Ponovite 10-15 puta.

3. Zatvorite oči na 10-15 sekundi, otvorite i pomjerite oči udesno i lijevo, zatim gore-dolje (5 puta). Slobodno, bez napetosti, usmjerite pogled u daljinu.

Opcija 3 (trajanje 2-3 minute).

Vježbe se izvode u sjedećem položaju, naslonjeni na stolicu.

1. Gledajte pravo ispred sebe 2-3 sekunde, a zatim spustite oči na 3-4 sekunde. Ponavljajte vježbu 30 sekundi.

2. Podignite oči prema gore, spustite ih dole, pogledajte desno, pa lijevo. Ponovite 3-4 puta. Trajanje 6 sekundi.

3. Podignite oči prema gore, napravite kružne pokrete njima u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a zatim u smjeru kazaljke na satu. Ponovite 3-4 puta.

4. Čvrsto zatvorite oči na 3-5 sekundi, otvorite 3-5 sekundi. Ponovite 4-5 puta. Trajanje 30-50 sekundi.

Konsolidacija.

Nude se nestandardne situacije.

Sažetak lekcije. Postavljanje domaće zadaće.