Forme na retini oka. Zašto ljudsko oko vidi objekte naopako? Teorija dualnosti vida

Oko je tijelo u obliku sferne sfere. Dostiže prečnik od 25 mm i težinu od 8 g, te je vizualni analizator. Snima ono što vidi i prenosi sliku na kompjuter, a zatim preko nervnih impulsa u mozak.

Uređaj optičkog vizuelnog sistema – ljudsko oko Može se sam podesiti, ovisno o dolaznom svjetlu. U stanju je da vidi udaljene i obližnje objekte.

Retina ima vrlo složena struktura

Očna jabučica se sastoji od tri membrane. Vanjski – neproziran vezivno tkivo, koji održava oblik oka. Druga membrana je vaskularna, koja sadrži veliku mrežu krvnih žila koja hrani očnu jabučicu.

Crne je boje i upija svjetlost, sprječavajući je da se rasprši. Treća školjka je obojena, a boja očiju zavisi od njene boje. U sredini se nalazi zenica koja reguliše protok zraka i menja prečnik, u zavisnosti od intenziteta osvetljenja.

Optički sistem oka sastoji se od staklastog tijela. Objektiv može poprimiti veličinu male lopte i rastegnuti se do velike veličine, mijenjanje udaljenosti fokusa. Sposoban je promijeniti svoju zakrivljenost.

Očno dno je prekriveno retinom, debljine do 0,2 mm. Sastoji se od slojevitog nervnog sistema. Retina ima veliki vizualni dio - fotoreceptorske ćelije i slijepi prednji dio.

Vizualni receptori retine su štapići i čunjevi. Ovaj dio se sastoji od deset slojeva i može se pregledati samo pod mikroskopom.

Kako nastaje slika na retini

Projekcija slike na retinu

Kada svjetlosni zraci prolaze kroz sočivo, krećući se kroz staklasto tijelo, pogađaju mrežnicu koja se nalazi u ravnini fundusa. Nasuprot zjenice na mrežnjači nalazi se žuta mrlja - ovo je središnji dio, slika na njemu je najjasnija.

Ostalo je periferno. Centralni dio vam omogućava da jasno vidite objekte do najsitnijih detalja. Uz pomoć perifernog vida, osoba može vidjeti ne baš jasnu sliku, ali se kretati u prostoru.

Percepcija slike se javlja projekcijom slike na mrežnjaču oka. Fotoreceptori su uzbuđeni. Ove informacije se šalju u mozak i obrađuju vizuelni centri. Mrežnica svakog oka prenosi nervnih impulsa tvoja polovina slike.

Zahvaljujući tome i vizuelnom pamćenju, nastaje zajednička vizuelna slika. Slika se prikazuje na mrežnjači u smanjenom obliku, naopako. I pred vašim očima se pojavljuje ravno i u prirodnoj veličini.

Smanjen vid zbog oštećenja mrežnjače

Oštećenje mrežnice dovodi do smanjenja vida. Ako je njegov središnji dio oštećen, može doći do potpunog gubitka vida. Osoba možda neće biti svjesna oštećenja perifernog vida dugo vremena.

Oštećenje se otkriva provjerom perifernog vida. Kada je veliko područje ovog dijela mrežnice oštećeno, događa se sljedeće:

1. vizualni nedostatak u obliku gubitka pojedinačnih fragmenata;
2. smanjena orijentacija pri slabom osvjetljenju;
3. promjena u percepciji boja.

Slika objekata na mrežnjači, kontrola slike od strane mozga

Korekcija vida laserom

Ako je svjetlosni tok fokusiran ispred mrežnice, a ne u centru, tada se ovaj nedostatak vida naziva miopija. Kratkovidna osoba ima slab vid na daljinu i dobar vid na blizinu. Kada se svjetlosni zraci fokusiraju iza mrežnjače, to se naziva dalekovidnost.

Osoba, naprotiv, slabo vidi blizu i dobro razlikuje predmete u daljini. Nakon nekog vremena, ako oko ne vidi sliku objekta, on nestaje iz mrežnice. Slika koja se vizuelno pamti pohranjuje se u ljudskom umu 0,1 sekundu. Ovo svojstvo se naziva vizuelna inercija.

Kako mozak kontroliše slike

Čak je i naučnik Johannes Kepler shvatio da je projektovana slika izokrenuta. I drugi naučnik, Francuz Rene Descartes, izveo je eksperiment i potvrdio ovaj zaključak. Uklonio je stražnji neprozirni sloj sa jarkog oka.

Ubacio je oko u otvor na staklu i ugledao naopako okrenutu sliku na zidu fundusa oka. Dakle, dokazana je tvrdnja da sve slike dostavljene retini oka imaju obrnuti izgled.

A činjenica da slike ne vidimo naopačke je zasluga mozga. Mozak je taj koji kontinuirano ispravlja vizualni proces. Ovo je i naučno dokazano i empirijski. Psiholog J. Stretton odlučio je provesti eksperiment 1896. godine.

Koristio je naočare, zahvaljujući kojima su na mrežnjači oka svi predmeti izgledali ravno, a ne obrnuto. Zatim, kako je i sam Streton vidio izvrnute slike ispred sebe. Počeo je da doživljava nedoslednost između pojava: gledanje očima i osećanje drugih čula. Pojavili su se znaci morske bolesti, osjećao je mučninu, osjećao je nelagodu i neravnotežu u tijelu. To je trajalo tri dana.

Četvrtog dana mu je bilo bolje. Petog dana osjećao se odlično, kao i prije početka eksperimenta. Odnosno, mozak se prilagodio promjenama i nakon nekog vremena sve vratio u normalu.

Čim je skinuo naočare, sve se ponovo okrenulo naopačke. Ali u ovom slučaju, mozak se brže nosio sa zadatkom, nakon sat i pol sve se vratilo, a slika je postala normalna. Isti eksperiment izveden je i sa majmunom, ali on nije izdržao eksperiment i pao je u komatozno stanje.

Osobine vida

Štapovi i čunjevi

Još jedna karakteristika vida je akomodacija, to je sposobnost očiju da se prilagode da vide i na blisku i na daleku udaljenost. Sočivo ima mišiće koji mogu promijeniti zakrivljenost površine.

Kada se gledaju objekti koji se nalaze na velikoj udaljenosti, zakrivljenost površine je mala, a mišići su opušteni. Prilikom gledanja objekata iz neposredne blizine mišići dovode sočivo u komprimirano stanje, zakrivljenost se povećava, a samim tim se povećava i optička snaga.

Ali na vrlo maloj udaljenosti, napetost mišića postaje najveća, može se deformirati, a oči se brzo umaraju. Stoga je maksimalna udaljenost za čitanje i pisanje 25 cm do objekta.

Na mrežnjači lijevog i desnog oka dobijene slike se međusobno razlikuju jer svako oko zasebno vidi predmet sa svoje strane. Što je predmet bliži, to su razlike svjetlije.

Oči vide objekte u obimu, a ne u ravni. Ova funkcija se zove stereoskopski vid. Ako dugo gledate u crtež ili predmet, onda pomicanjem očiju na čist prostor možete na trenutak vidjeti obris ovog objekta ili crteža.

Činjenice o viziji

Mnogo je zanimljivih činjenica o građi oka.

Zanimljivosti o ljudskom i životinjskom vidu:

• Samo 2% svjetske populacije ima zelene oči.
• 1% ukupne populacije ima drugačije oči.
• Albinosi imaju crvene oči.
• Ljudski ugao gledanja je od 160 do 210°.
• Mačje oči se rotiraju do 185°.
• Konj ima vidno polje od 350°.
• Lešinar vidi male glodare sa visine od 5 km.
• Vilin konjic ima jedinstven vidni organ koji se sastoji od 30 hiljada pojedinačnih očiju. Svako oko vidi zaseban fragment, a mozak sve povezuje u veliku sliku. Ova vrsta vida naziva se fasetna vizija. Vilin konjic vidi 300 slika u sekundi.
• Noj ima veći volumen očiju od volumena mozga.
• Oko velikog kita teži 1 kg.
• Krokodili plaču kada jedu meso, oslobađajući se viška soli.
• Postoje vrste među škorpionima koje imaju do 12 očiju;
• Psi i mačke ne mogu razlikovati crvenu boju.
• Pčela također ne vidi crvenu boju, ali razlikuje druge i dobro osjeća ultraljubičasto zračenje.
• Uvriježeno mišljenje da krave i bikovi reagiraju na crvenu boju je pogrešno. Na koridi bikovi obraćaju pažnju ne na crvenu boju, već na kretanje krpe, jer su još kratkovidni.

Očni organ je složen po strukturi i funkcionalnosti. Svaki sastavni dio je individualan i jedinstven, uključujući i mrežnicu. Ispravna i jasna percepcija slike, oštrina vida i vizija svijeta u bojama i bojama ovisi o radu svakog odjela zasebno i zajedno.

O miopiji i metodama njenog liječenja - u videu:

Osnove psihofiziologije., M. INFRA-M, 1998, str. 57-72, Poglavlje 2 Odgovorni urednik. Yu.I. Aleksandrov

2.1. Građa i funkcije optičkog aparata oka

Očna jabučica ima sferni oblik, što olakšava rotaciju ka predmetnom objektu i osigurava dobro fokusiranje slike na cijelu svjetloosjetljivu membranu oka - mrežnicu. Na putu do mrežnjače, svjetlosni zraci prolaze kroz nekoliko prozirnih medija - rožnjaču, sočivo i staklasto tijelo. Određena zakrivljenost i indeks loma rožnice i, u manjoj mjeri, sočiva određuju prelamanje svjetlosnih zraka unutar oka. Slika dobijena na mrežnjači je oštro redukovana i okrenuta naopako i s desna na levo (slika 4.1 a). Refrakciona snaga bilo kog optičkog sistema izražava se u dioptrijama (D). Jedna dioptrija je jednaka snazi ​​prelamanja sočiva sa žižnom daljinom od 100 cm. Refrakciona snaga zdravog oka je 59D kada gledate udaljene predmete i 70,5D kada gledate u blizini.

Rice. 4.1.

2.2. Smještaj

Akomodacija je prilagođavanje oka da jasno vidi objekte koji se nalaze na različitim udaljenostima (slično fokusiranju na fotografiji). Da bi se objekat jasno vidio, njegova slika mora biti fokusirana na retinu (slika 4.1 b). Glavnu ulogu u akomodaciji imaju promjene u zakrivljenosti sočiva, tj. svoju refrakcijsku moć. Prilikom gledanja bliskih objekata, sočivo postaje konveksnije. Mehanizam akomodacije je kontrakcija mišića koji mijenjaju konveksnost sočiva.

2.3. Refrakcione greške oka

Dvije glavne refraktivne greške oka su miopija (miopija) i dalekovidnost (hiperopija). Ove anomalije nisu uzrokovane nedostatkom refraktivnog medija oka, već promjenom dužine očne jabučice (sl. 4.1 c, d). Ako je uzdužna os oka predugačka (slika 4.1 c), tada će zraci udaljenog objekta biti fokusirani ne na retinu, već ispred nje, u staklasto tijelo. Takvo oko se naziva kratkovidnim. Da bi jasno videla u daljinu, kratkovidna osoba mora da stavi konkavne naočare ispred očiju, koje će gurnuti fokusiranu sliku na mrežnjaču (slika 4.1 e). Nasuprot tome, kod dalekovidnog oka (slika 4.1 d) uzdužna os je skraćena, pa se zraci udaljenog objekta fokusiraju iza mrežnjače. Ovaj nedostatak se može nadoknaditi povećanjem konveksnosti sočiva. Međutim, kada se posmatraju bliski objekti, akomodacijski napori dalekovidih ​​osoba su nedovoljni. Zato za čitanje moraju da nose naočare sa bikonveksnim sočivima koje pojačavaju prelamanje svetlosti (slika 4.1 e).

2.4. Zjenički i pupilarni refleks

Zjenica je rupa u središtu šarenice kroz koju svjetlost prolazi u oko. Poboljšava jasnoću slike retine, povećavajući dubinu polja oka i eliminišući sfernu aberaciju. Zjenica, koja se širi tokom zamračenja, brzo se skuplja na svjetlu („refleks zjenice“), koji reguliše protok svjetlosti koja ulazi u oko. Dakle, pri jakom svjetlu zenica ima prečnik od 1,8 mm, na prosječnom dnevnom svjetlu širi se na 2,4 mm, a u mraku - na 7,5 mm. Ovo degradira kvalitet slike retine, ali povećava apsolutnu osjetljivost vida. Reakcija zjenice na promjene u osvjetljenju je adaptivne prirode, jer stabilizira osvjetljenje mrežnice u malom rasponu. U zdravi ljudi Zenice oba oka imaju isti prečnik. Kada se jedno oko osvetli, zjenica drugog se takođe sužava; takva reakcija se naziva prijateljskom.

2.5. Struktura i funkcija retine

Retina je unutrašnji sloj oka osjetljiv na svjetlost. Ima složenu višeslojnu strukturu (slika 4.2). Postoje dvije vrste fotoreceptora (štapići i čunjići) i nekoliko tipova nervne celije. Ekscitacija fotoreceptora aktivira prvu živčanu ćeliju retine - bipolarni neuron. Ekscitacija bipolarnih neurona aktivira ganglijske stanice retine, koje prenose svoje impulse do subkortikalnih vizualnih centara. Horizontalne i amakrine ćelije su također uključene u procese prijenosa i obrade informacija u retini. Svi navedeni neuroni retine svojim procesima čine nervni aparat oka koji je uključen u analizu i obradu vizuelne informacije. Zato se retina naziva dio mozga koji se nalazi na periferiji.

2.6. Struktura i funkcija slojeva retine

Ćelije pigmentni epitel formiraju spoljašnji sloj mrežnjače, najudaljeniji od svetlosti. Sadrže melanosome koji im daju crnu boju. Pigment upija višak svjetlosti, sprječavajući njenu refleksiju i raspršivanje, što doprinosi jasnoći slike na mrežnici. Pigmentni epitel ima ključnu ulogu u regeneraciji vizuelnih ljubičastih fotoreceptora nakon njegovog izbjeljivanja, u stalnom obnavljanju vanjskih segmenata vidnih stanica, u zaštiti receptora od oštećenja svjetlom, te u transportu kisika i hranjivih tvari do njih.

Fotoreceptori. Uz sloj pigmentnog epitela iznutra je sloj vidnih receptora: štapića i čunjića. Svaka ljudska mrežnica sadrži 6-7 miliona čunjeva i 110-125 miliona štapića. Neravnomjerno su raspoređeni u retini. Centralna fovea mrežnjače, fovea (fovea centralis), sadrži samo čunjiće. Prema periferiji mrežnjače, broj čunjića se smanjuje, a broj štapića povećava, tako da se na krajnjoj periferiji nalaze samo štapići. Konusi funkcionišu u uslovima jakog osvetljenja; štapovi osjetljiviji na svjetlost odgovorni su za vid u sumrak.

Boja se najbolje percipira kada se svjetlost primjenjuje na foveu retine, koja sadrži gotovo isključivo čunjiće. Tu je i vidna oštrina najveća. Kako se udaljavamo od centra mrežnice, percepcija boje i prostorna rezolucija postepeno se smanjuju. Periferija retine, koja sadrži samo štapiće, ne percipira boju. Ali osjetljivost na svjetlost konusnog aparata retine je mnogo puta manja od one štapićaste aparature. Stoga, u sumrak, zbog naglog smanjenja vida čunjeva i prevladavanja perifernog vida štapića, ne razlikujemo boju („sve mačke su sive noću“).

Vizuelni pigmenti.Štapići ljudske retine sadrže pigment rodopsin, ili vizuelno ljubičastu, čiji je maksimalni apsorpcioni spektar u području od 500 nanometara (nm). U vanjskim segmentima tri vrstečunjići (osetljivi na plavu, zelenu i crvenu) sadrže tri vrste vizuelnih pigmenata, čiji se maksimalni spektri apsorpcije nalaze u plavoj (420 nm), zelenoj (531 nm) i crvenoj (558 nm) oblastima spektra. Pigment crvenog kupa naziva se jodopsin. Molekul vizualnog pigmenta sastoji se od proteinskog dijela (opsin) i dijela hromofora (retinal, ili vitamin A aldehid). Izvor retine u tijelu su karotenoidi; ako su deficitarni, vid u sumrak je oštećen („noćno sljepilo“).

2.7. Neuroni retine

Retinalni fotoreceptori sinapse sa bipolarnim nervnim ćelijama (vidi sliku 4.2). Kada se izloži svjetlosti, oslobađanje odašiljača iz fotoreceptora se smanjuje, što hiperpolarizira membranu bipolarne stanice. Iz njega se nervni signal prenosi na ganglijske stanice, čiji su aksoni vlakna optičkog živca.

Rice. 4.2. Dijagram strukture retine:
1 - štapovi; 2 - čunjevi; 3 - horizontalna ćelija; 4 - bipolarne ćelije; 5 - amakrine ćelije; 6 - ganglijske ćelije; 7 - optička nervna vlakna

Na 130 miliona fotoreceptorskih ćelija postoji samo 1 milion 250 hiljada ganglijskih ćelija retine. To znači da impulsi iz mnogih fotoreceptora konvergiraju (konvergiraju) kroz bipolarne neurone u jednu ganglijsku ćeliju. Fotoreceptori spojeni na jednu ganglijsku ćeliju formiraju njeno receptivno polje [Hubel, 1990; Physiol. vizija, 1992]. Dakle, svaka ganglijska ćelija sažima ekscitaciju koja se javlja velike količine fotoreceptori. Ovo povećava osjetljivost mrežnice na svjetlost, ali pogoršava njenu prostornu rezoluciju. Samo u središtu retine (u području fovee) svaki je konus povezan s jednom bipolarnom ćelijom, koja je, pak, povezana s jednom ganglijskom ćelijom. Ovo obezbeđuje visoku prostornu rezoluciju centra retine, ali naglo smanjuje njenu osetljivost na svetlost.

Interakciju susjednih neurona retine osiguravaju horizontalne i amakrine stanice, kroz čije procese se šire signali koji mijenjaju sinaptički prijenos između fotoreceptora i bipolarnih (horizontalne ćelije) te između bipolarnih i ganglijskih stanica (amakrine). Amakrine ćelije vrše lateralnu inhibiciju između susjednih ganglijskih stanica. Centrifugalni, ili eferentni, također ulaze u retinu. nervnih vlakana, donoseći mu signale iz mozga. Ovi impulsi reguliraju provođenje ekscitacije između bipolarnih i ganglijskih stanica retine.

2.8. Neuralni putevi i veze u vizuelnom sistemu

Od mrežnjače, vizualne informacije putuju duž optičkih nervnih vlakana do mozga. Nervi iz dva oka susreću se u bazi mozga, gdje neka od vlakana prelaze na suprotnu stranu (optički hijazam ili optički hijazam). Ovo svakoj hemisferi mozga daje informacije iz oba oka: okcipitalni režanj desne hemisfere prima signale od desnih polovina svake mrežnjače, a lijeva hemisfera prima signale od lijeve polovine svake retine (slika 4.3).

Rice. 4.3. Dijagram vidnih puteva od retine do primarnog vidnog korteksa:
LPZ - lijevo vidno polje; RPV - desno vidno polje; tf - tačka fiksacije pogleda; lg - lijevo oko; pg - desno oko; zn - optički nerv; x - vizuelni hijazam, ili hijazma; od - optički put; Cijevi - vanjske genikulativno tijelo; VK - vizuelni korteks; lp - leva hemisfera; pp - desna hemisfera

Nakon hijazme, optički živci se nazivaju optički traktovi i najveći dio njihovih vlakana dolazi do subkortikalnog vizualnog centra - vanjskog koljenastog tijela (EC). Odavde vizualni signali ulaze u primarno projekcijsko područje vidnog korteksa (strijatni korteks, ili Brodmannovo područje 17). Vizualni korteks se sastoji od niza polja, od kojih svako pruža svoje specifične funkcije, prima i direktne i indirektne signale iz mrežnjače i općenito održava svoju topologiju, ili retinotopiju (signali iz susjednih područja mrežnice ulaze u susjedna područja korteksa).

2.9. Električna aktivnost centara vidnog sistema

Kada su izloženi svjetlosti, električni potencijali se stvaraju u receptorima, a zatim i u neuronima mrežnjače, odražavajući parametre aktivnog stimulusa (slika 4.4a, a). Ukupni električni odgovor mrežnjače na svjetlost naziva se elektroretinogram (ERG).

Rice. 4.4. Elektroretinogram (a) i potencijal izazvan svjetlom (EP) vidnog korteksa (b):
a b c d u (a) - ERG talasi; Strelice označavaju trenutke kada je svjetlo uključeno. P 1 - P 5 - pozitivni talasi VP, N 1 - N 5 - negativni talasi VP u (b)

Može se snimiti iz cijelog oka: jedna elektroda se postavlja na površinu rožnjače, a druga na kožu lica u blizini oka (ili na ušnoj resici). ERG jasno odražava intenzitet, boju, veličinu i trajanje svjetlosnog stimulusa. Budući da ERG odražava aktivnost gotovo svih stanica retine (osim ganglijskih stanica), ovaj indikator se široko koristi za analizu rada i dijagnosticiranje bolesti retine.

Ekscitacija ganglijskih stanica retine uzrokuje da se električni impulsi šalju duž njihovih aksona (optičkih nervnih vlakana) do mozga. Retinalna ganglijska stanica je prvi neuron "klasičnog" tipa u retini koji generiše propagirajuće impulse. Opisane su tri glavne vrste ganglijskih ćelija: one koje reaguju na paljenje svjetla (uključeno - reakcija), njegovo gašenje (isključeno - reakcija) i na oba (uključeno-isključeno - reakcija). U centru retine receptivna polja ganglijskih ćelija su mala, a na periferiji mrežnjače mnogo većeg prečnika. Istovremena ekscitacija blisko lociranih ganglijskih ćelija dovodi do njihove međusobne inhibicije: odgovori svake ćelije postaju manji nego kod jedne stimulacije. Ovaj efekat se zasniva na lateralnoj ili bočnoj inhibiciji (vidi Poglavlje 3). Hvala za okruglog oblika Receptivna polja ganglijskih ćelija mrežnjače proizvode ono što se zove tačku po tačku opis slike retine: ona se prikazuje kao vrlo fin, diskretni mozaik pobuđenih neurona.

Neuroni subkortikalnog vidnog centra se pobuđuju kada impulsi stignu iz retine duž vlakana optičkog živca. Receptivna polja ovih neurona su također okrugla, ali manja od onih u retini. Rafali impulsa koje generišu kao odgovor na bljesak svjetlosti kraći su od onih u retini. Na nivou NKT postoji interakcija aferentnih signala koji dolaze iz retine sa eferentnim signalima iz vidnog korteksa, kao i iz retikularna formacija iz sluha i drugih senzorni sistemi. Ova interakcija pomaže da se istaknu najvažnije komponente signala i, moguće, je uključena u organizaciju selektivne vizualne pažnje (vidi Poglavlje 9).

Impulsna pražnjenja NKT neurona duž njihovih aksona ulaze u okcipitalni dio moždanih hemisfera, u kojem se nalazi primarno područje projekcije vidnog korteksa (striate cortex). Ovdje se kod primata i ljudi događa mnogo specijaliziranija i složenija obrada informacija nego u retini i NKT. Neuroni vidnog korteksa nemaju okrugla, već izdužena (horizontalno, vertikalno ili dijagonalno) receptivna polja (slika 4.5) male veličine [Hubel, 1990].

Rice. 4.5. Receptivno polje neurona u vidnom korteksu mačjeg mozga (A) i odgovori ovog neurona na svjetlosne trake različite orijentacije koje trepere u receptivnom polju (B). A - plusevi označavaju ekscitatornu zonu receptivnog polja, a minusi označavaju dvije lateralne inhibitorne zone. B - jasno je da ovaj neuron najsnažnije reaguje na vertikalnu i njemu blisku orijentaciju

Zahvaljujući tome, oni su u mogućnosti da sa slike odaberu pojedinačne fragmente linija sa jednom ili drugom orijentacijom i lokacijom i selektivno reaguju na njih. (detektori orijentacije). U svakom malom području vidnog korteksa, duž njegove dubine koncentrirani su neuroni s istom orijentacijom i lokalizacijom receptivnih polja u vidnom polju. Oni formiraju orijentaciju kolona neurona, koji prolaze okomito kroz sve slojeve korteksa. Stupac je primjer funkcionalne asocijacije kortikalnih neurona koji obavljaju sličnu funkciju. Grupa susjednih orijentacijskih stupaca čiji neuroni imaju preklapajuća receptivna polja, ali različite preferirane orijentacije formiraju takozvanu superkolumnu. Kako su istraživanja posljednjih godina pokazala, do funkcionalnog ujedinjenja udaljenih neurona u vidnom korteksu može doći i zbog sinhronizacije njihovih pražnjenja. Nedavno su u vidnom korteksu pronađeni neuroni sa selektivnom osjetljivošću na krstaste i ugaone figure, koji pripadaju detektorima 2. reda. Tako je počela da se popunjava „niša“ između jednostavnih detektora orijentacije koji opisuju prostorne karakteristike slike i detektora višeg reda (lice) koji se nalaze u temporalnom korteksu.

IN poslednjih godina takozvano podešavanje „prostorne frekvencije“ neurona u vizuelnom korteksu dobro je proučavano [Glezer, 1985; Physiol. vizija, 1992]. Ona leži u činjenici da mnogi neuroni selektivno reagiraju na mrežu svijetlih i tamnih pruga određene širine koja se pojavljuje u njihovom receptivnom polju. Dakle, postoje ćelije koje su osjetljive na rešetku malih pruga, tj. do visoke prostorne frekvencije. Pronađene su ćelije sa osetljivošću na različite prostorne frekvencije. Vjeruje se da ovo svojstvo pruža vizualnom sistemu mogućnost da identifikuje područja s različitim teksturama sa slike [Glezer, 1985].

Mnogi neuroni u vidnom korteksu selektivno reaguju na određene smjerove kretanja (detektori usmjerenja) ili na određenu boju (neuroni protivnika boja), a neki neuroni najbolje reagiraju na relativnu udaljenost objekta od očiju. Informacije o različiti znakovi vizualni objekti (oblik, boja, pokret) se obrađuju paralelno u različitim dijelovima vidnog korteksa.

Za procjenu prijenosa signala uključeno različitim nivoima vizuelni sistem često koristi registraciju totala evocirani potencijali(VP), koji se kod ljudi može istovremeno ukloniti iz retine i iz vidnog korteksa (vidi sliku 4.4 b). Poređenje retinalnog odgovora (ERG) uzrokovanog svjetlosnim bljeskom i EP korteksa omogućava procjenu funkcioniranja projekcionog vidnog puta i utvrđivanje lokalizacije patološkog procesa u vidnom sistemu.

2.10. Osetljivost na svetlost

Apsolutna vizuelna osetljivost. Da bi se pojavio vizualni osjećaj, svjetlost mora imati određenu minimalnu (graničnu) energiju. Minimalni broj svjetlosnih kvanta potrebnih za stvaranje osjećaja svjetlosti u mraku kreće se od 8 do 47. Jedan štap može biti uzbuđen samo 1 kvantom svjetlosti. Dakle, osjetljivost retinalnih receptora u najpovoljnijim uvjetima percepcije svjetlosti je maksimalna. Pojedinačni štapići i čunjići retine malo se razlikuju po osjetljivosti na svjetlost. Međutim, broj fotoreceptora koji šalju signale po ganglionskoj ćeliji razlikuje se u centru i periferiji retine. Broj čunjića u receptivnom polju u centru retine je otprilike 100 puta manji od broja štapića u receptivnom polju na periferiji mrežnjače. U skladu s tim, osjetljivost štapnog sistema je 100 puta veća od one kod konusnog sistema.

2.11. Vizuelna adaptacija

Pri prelasku iz mraka u svjetlo dolazi do privremenog sljepila, a zatim se osjetljivost oka postepeno smanjuje. Ova adaptacija vizuelnog sistema na uslove jakog svetla naziva se svetlosna adaptacija. Suprotan fenomen (tamna adaptacija) se uočava kada se osoba kreće iz svijetle sobe u gotovo neosvijetljenu prostoriju. U početku ne vidi gotovo ništa zbog smanjene ekscitabilnosti fotoreceptora i vizualnih neurona. Postupno se počinju pojavljivati ​​konture objekata, a zatim se i njihovi detalji razlikuju, jer se osjetljivost fotoreceptora i vizualnih neurona u mraku postupno povećava.

Povećanje osjetljivosti na svjetlo u mraku se dešava neravnomjerno: u prvih 10 minuta povećava se desetine puta, a zatim, u roku od sat vremena, desetine hiljada puta. Obnova vidnih pigmenata igra važnu ulogu u ovom procesu. Budući da su samo štapići osjetljivi u mraku, slabo osvijetljeni predmet vidljiv je samo perifernim vidom. Značajnu ulogu u adaptaciji, pored vizualnih pigmenata, igra i prebacivanje veza između elemenata retine. U mraku se povećava područje ekscitatornog centra receptivnog polja ganglijskih stanica zbog slabljenja kružne inhibicije, što dovodi do povećanja osjetljivosti na svjetlost. Osetljivost oka na svetlost zavisi i od uticaja koji dolaze iz mozga. Osvetljenje jednog oka smanjuje osetljivost na svetlost neosvetljenog oka. Osim toga, na osjetljivost na svjetlost utiču i slušni, mirisni i ukusni signali.

2.12. Diferencijalna osjetljivost vida

Ako dodatno osvjetljenje dI padne na osvijetljenu površinu svjetline I, tada će, prema Weberovom zakonu, osoba primijetiti razliku u osvjetljenju samo ako je dI/I = K, gdje je K konstanta jednaka 0,01-0,015. Vrijednost dI/I naziva se diferencijalnim pragom osjetljivosti na svjetlost. Odnos dI/I je konstantan pod različitim osvjetljenjem i znači da da bi se uočila razlika u osvjetljenju dvije površine, jedna od njih mora biti 1 - 1,5% svjetlija od druge.

2.13. Luminance Contrast

Međusobna lateralna inhibicija vizuelnih neurona (vidi Poglavlje 3) je u osnovi opšteg ili globalnog kontrasta osvetljenosti. Dakle, siva traka papira koja leži na svijetloj pozadini izgleda tamnija od iste trake koja leži na tamnoj pozadini. To se objašnjava činjenicom da svijetla pozadina pobuđuje mnoge neurone u retini, a njihova ekscitacija inhibira stanice aktivirane trakom. Lateralna inhibicija najjače djeluje između blisko raspoređenih neurona, stvarajući lokalni kontrastni efekt. Postoji očigledan porast razlike u svjetlini na granici površina različitog osvjetljenja. Ovaj efekat se još naziva i poboljšanje ivica ili Machov efekat: na granici jarkog svetlosnog polja i tamnije površine mogu se videti dve dodatne linije (još svetlija linija na granici svetlosnog polja i veoma tamna linija na granica tamne površine).

2.14. Zasljepljujući sjaj svjetlosti

Previše jako svjetlo uzrokuje neprijatan osećaj sljepoće. Gornja granica zasljepljujuće svjetline ovisi o adaptaciji oka: što je dulja adaptacija na tamu, to manja svjetlina svjetlosti uzrokuje zasljepljivanje. Ako vrlo svijetli (zasljepljujući) predmeti dođu u vidno polje, oni ometaju diskriminaciju signala na značajnom dijelu mrežnjače (na primjer, na noćnom putu, vozači su zaslijepljeni farovima nadolazećih automobila). Za delikatan posao koji uključuje naprezanje očiju (dugo čitanje, rad na računaru, sastavljanje sitnih dijelova) treba koristiti samo difuzno svjetlo koje ne zasljepljuje oko.

2.15. Inercija vida, spajanje treperenja, sekvencijalne slike

Vizuelni osjećaj se ne pojavljuje odmah. Prije nego što dođe do osjećaja, u vizualnom sistemu se moraju dogoditi višestruke transformacije i prijenos signala. Vrijeme "inercije vida" potrebno za pojavu vidnog osjeta je u prosjeku 0,03 - 0,1 s. Treba napomenuti da i ovaj osjećaj ne nestaje odmah nakon prestanka iritacije - traje neko vrijeme. Ako u mraku pomjerimo zapaljenu šibicu kroz zrak, vidjet ćemo svijetleću liniju, jer se svjetlosni podražaji koji brzo slijede jedan za drugim spajaju u neprekidan osjećaj. Minimalna frekvencija svjetlosnih podražaja (na primjer, bljeskovi svjetlosti) pri kojoj se kombinuju pojedinačni osjeti naziva se kritična frekvencija fuzije treperenja. Pri prosječnom osvjetljenju, ova frekvencija je jednaka 10-15 bljeskova u 1 s. Bioskop i televizija zasnivaju se na ovom svojstvu vida: ne vidimo praznine između pojedinačnih kadrova (24 kadra u 1 s u bioskopu), budući da se vizualni osjećaj iz jednog kadra nastavlja sve dok se ne pojavi sljedeći. Ovo pruža iluziju kontinuiteta i kretanja slike.

Zovu se osjećaji koji se nastavljaju nakon što je iritacija prestala konzistentne slike. Ako pogledate upaljenu lampu i zatvorite oči, ona će još neko vrijeme biti vidljiva. Ako, nakon fiksiranja pogleda na osvijetljeni predmet, okrenete pogled na svijetlu pozadinu, tada se neko vrijeme može vidjeti negativna slika ovog objekta, tj. njegovi svijetli dijelovi su tamni, a tamni dijelovi su svijetli (negativni konzistentna slika). Ovo se objašnjava činjenicom da ekscitacija osvijetljenog objekta lokalno inhibira (prilagođava) određena područja mrežnice; Ako zatim svoj pogled skrenete na ravnomjerno osvijetljen ekran, njegova svjetlost će jače uzbuditi ona područja koja prethodno nisu bila uzbuđena.

2.16. Vizija boja

Čitav spektar elektromagnetnog zračenja koji vidimo leži između kratkotalasnog (talasne dužine 400 nm) zračenja, koje nazivamo ljubičastim, i dugovalnog zračenja (talasna dužina 700 nm), koje se naziva crveno. Preostale boje vidljivog spektra (plava, zelena, žuta i narandžasta) imaju srednje talasne dužine. Miješanje zraka svih boja daje bijelu boju. Može se dobiti i miješanjem dvije takozvane uparene komplementarne boje: crvene i plave, žute i plave. Ako pomiješate tri osnovne boje (crvenu, zelenu i plavu), mogu se dobiti bilo koje boje.

Trokomponentna teorija G. Helmholtza uživa maksimalno priznanje, prema kojoj percepcija boja obezbjeđuju tri vrste čunjeva različite osjetljivosti boja. Neki od njih su osjetljivi na crvenu, drugi na zelenu, a treći na plavu. Svaka boja utiče na sva tri elementa za osjet boje, ali u različitom stepenu. Ova teorija je direktno potvrđena u eksperimentima u kojima je mjerena apsorpcija zračenja različitih valnih dužina u pojedinačnim čunjićima ljudske retine.

Djelomično sljepilo za boje opisano je u kasno XVIII V. D. Daltona, koji je i sam patio od toga. Stoga je anomalija percepcije boja označena terminom "sljepoća za boje". Daltonizam se javlja kod 8% muškaraca; povezuje se sa odsutnošću određene gene u nesparenom X hromozomu koji određuje spol kod muškaraca. Za dijagnosticiranje sljepoće za boje, koja je važna u profesionalnoj selekciji, koriste se polihromatske tablice. Ljudi koji pate od toga ne mogu biti punopravni vozači transporta, jer možda ne razlikuju boju semafora i putokaza. Postoje tri vrste djelomične sljepoće za boje: protanopija, deuteranopija i tritanopija. Svaki od njih karakterizira nedostatak percepcije jedne od tri osnovne boje. Ljudi koji pate od protanopije („crveno-slijepi“) ne percipiraju plavo-plave zrake za njih. Ljudi koji pate od deuteranopije („zeleno-slijepi“) ne razlikuju zelene boje od tamno crvene i plave. Kod tritanopije (rijetka anomalija vida boja), plavo i ljubičasto svjetlo se ne percipira. Sve navedene vrste parcijalnog sljepila za boje dobro su objašnjene trokomponentnom teorijom. Svaki od njih rezultat je odsustva jedne od tri konusne supstance koje percipiraju boju.

2.17. Percepcija prostora

Vidna oštrina naziva se maksimalnom sposobnošću razlikovanja pojedinačnih detalja objekata. Određuje se najkraćom razdaljinom između dvije tačke koje oko može razlikovati, tj. vidi odvojeno, ne zajedno. Normalno oko razlikuje dvije tačke, razmak između kojih je 1 lučna minuta. Središte mrežnjače, makula, ima maksimalnu vidnu oštrinu. Na njenoj periferiji vidna oštrina je mnogo manja. Oštrina vida se mjeri pomoću posebnih tablica koje se sastoje od nekoliko redova slova ili otvorenih krugova različitih veličina. Oštrina vida, određena iz tabele, izražava se u relativnim vrednostima, pri čemu se normalna oštrina uzima kao jedan. Postoje ljudi koji imaju hiperakutnost vida (visus veći od 2).

Linija vida. Ako fiksirate pogled na mali predmet, njegova slika se projektuje na makulu mrežnjače. U ovom slučaju, objekt vidimo centralnim vidom. Njegova ugaona veličina kod ljudi je samo 1,5-2 ugaona stepena. Objekti čije slike padaju na preostale dijelove mrežnice percipiraju se perifernim vidom. Prostor koji je vidljiv oku kada je pogled fiksiran u jednu tačku naziva se vidno polje. Granica vidnog polja se mjeri duž perimetra. Granice vidnog polja za bezbojne objekte su 70 stepeni prema dole, 60 stepeni prema gore, 60 stepeni prema unutra i 90 stepeni prema spolja. Vidna polja oba oka kod ljudi se djelimično poklapaju, što je od velikog značaja za percepciju dubine prostora. Vidna polja za različite boje nisu ista i manja su nego za crno-bijele objekte.

Binokularni vid- Ovo je gledanje sa dva oka. Kada gleda u bilo koji predmet, osoba sa normalnim vidom nema osjećaj dva predmeta, iako postoje dvije slike na dvije mrežnice. Slika svake tačke ovog objekta pada na takozvana odgovarajuća, odnosno odgovarajuća područja dvije mrežnjače, a u ljudskoj percepciji te se dvije slike spajaju u jednu. Ako lagano pritisnete na jedno oko sa strane, vidjet ćete dvostruko, jer je poremećena korespondencija mrežnjače. Ako pogledate bliski objekt, onda slika neke udaljenije tačke pada na neidentične (razdvojene) tačke dvije mrežnice. Disparitet igra veliku ulogu u procjeni udaljenosti i, prema tome, u sagledavanju dubine prostora. Osoba može primijetiti promjenu u dubini, stvarajući pomak u slici na mrežnici od nekoliko lučnih sekundi. Binokularna fuzija, ili kombinacija signala iz dvije mrežnice u jednu neuralnu sliku, događa se u primarnom vidnom korteksu mozga.

Procjena veličine objekta. Veličina poznatog objekta procjenjuje se kao funkcija veličine njegove slike na mrežnjači i udaljenosti objekta od očiju. U slučajevima kada je teško procijeniti udaljenost do nepoznatog objekta, moguće su velike greške u određivanju njegove veličine.

Procjena udaljenosti. Percepcija dubine prostora i procena udaljenosti do objekta moguća je i sa jednim okom (monokularni vid) i sa dva oka (binokularni vid). U drugom slučaju, procjena udaljenosti je mnogo preciznija. Fenomen akomodacije je od neke važnosti u procjeni bliskih udaljenosti monokularnim vidom. Za procjenu udaljenosti važno je i da što je bliže, to je veća slika poznatog objekta na mrežnjači.

Uloga pokreta očiju za vid. Kada gledate u bilo koji predmet, oči se pomiču. Pokrete očiju izvode 6 mišića pričvršćenih za očnu jabučicu. Pokret dva oka se odvija istovremeno i na prijateljski način. Prilikom gledanja bliskih objekata potrebno ih je spojiti (konvergencija), a pri gledanju udaljenih predmeta potrebno je razdvojiti vidne ose dva oka (divergencija). Važna uloga Pokreti očiju za vid također su determinirani činjenicom da je za kontinuirano primanje vizualnih informacija mozgu neophodno kretanje slike na mrežnici. Impulsi u optičkom živcu nastaju kada se svjetlosna slika uključi i isključi. Uz kontinuirano izlaganje svjetlu na istim fotoreceptorima, impuls u vlaknima optičkog živca brzo prestaje i vizualni osjećaj kod nepokretnih očiju i predmeta nestaje nakon 1-2 s. Ako na oko postavite vent sa sićušnim izvorom svjetlosti, onda ga osoba vidi tek u trenutku uključivanja ili isključivanja, jer se ovaj podražaj kreće okom i samim tim je nepomičan u odnosu na mrežnicu. Da bi se prevazišlo takvo prilagođavanje (prilagođavanje) nepokretnoj slici, oko, kada gleda bilo koji predmet, proizvodi neprekidne skokove (sakade) koji su čovjeku neprimjetni. Kao rezultat svakog skoka, slika na mrežnici se pomiče s jednog fotoreceptora na drugi, opet izazivajući impulse u ganglijskim stanicama. Trajanje svakog skoka je jednako stotinki sekunde, a njegova amplituda ne prelazi 20 kutnih stupnjeva. Što je predmet kompleksniji, to je putanja kretanja oka složenija. Čini se da „prate“ konture slike (slika 4.6), zadržavajući se na njenim najinformativnijim područjima (na primjer, na licu su to oči). Osim skakanja, oči kontinuirano drhte i zalutaju (polako se pomjeraju sa tačke fiksacije pogleda). Ovi pokreti su takođe veoma važni za vizuelnu percepciju.

Rice. 4.6. Trajektorija kretanja oka (B) pri ispitivanju slike Nefertiti (A)

Od davnina, oko je simbol sveznanja, tajnog znanja, mudrosti i budnosti. I to nije iznenađujuće. Uostalom, kroz viziju primamo većinu informacija o svijetu oko nas. Uz pomoć očiju procjenjujemo veličinu, oblik, udaljenost i relativni položaj predmeta, uživamo u raznolikosti boja i promatramo kretanje.

Kako radi radoznalo oko?

Ljudsko oko se često poredi sa kamerom. Rožnjača, bistar i konveksan dio vanjske ljuske, je poput objektiva. Druga membrana, žilnica, predstavljena je ispred šarenice, čiji sadržaj pigmenta određuje boju očiju. Rupa u središtu šarenice - zjenica - sužava se pri jakom svjetlu i širi pri slabom svjetlu, regulišući količinu svjetlosti koja ulazi u oko, slično dijafragmi. Drugo sočivo je pokretno i fleksibilno sočivo okruženo cilijarnim mišićem, koji mijenja stepen svoje zakrivljenosti. Iza sočiva je staklasto tijelo, prozirna želatinasta supstanca koja održava elastičnost i sferni oblik očna jabučica. Zraci svjetlosti, prolazeći kroz intraokularne strukture, padaju na retinu - najtanju membranu nervnog tkiva koja oblaže unutrašnjost oka. Fotoreceptori su ćelije u retini osjetljive na svjetlost koje, poput fotografskog filma, snimaju slike.

Zašto kažu da "vidimo" svojim mozgom?

Pa ipak, organ vida je mnogo složeniji od najsavremenije fotografske opreme. Uostalom, mi ne snimamo samo ono što vidimo, već procjenjujemo situaciju i reagujemo riječima, djelima i emocijama.

Desno i lijevo oko vide predmete iz različitih uglova. Mozak povezuje obje slike zajedno, zbog čega možemo procijeniti volumen objekata i njihov relativni položaj.

Tako se u mozgu formira slika vizualne percepcije.

Zašto, kada pokušavamo da pogledamo nešto, okrećemo pogled u ovom pravcu?

Najjasnija slika nastaje kada svjetlosni zraci udare u središnju zonu retine - makulu. Stoga, kada pokušavamo da pogledamo nešto izbliza, okrećemo pogled u odgovarajućem smjeru. Slobodno kretanje svakog oka u svim smjerovima osigurava rad šest mišića.

Kapci, trepavice i obrve - ne samo lijep okvir?

Očna jabučica je zaštićena od spoljni uticaji koštane stijenke orbite, meko masno tkivo koje oblaže njenu šupljinu i očne kapke.

Žmirimo, pokušavajući da zaštitimo oči od zasljepljujuće svjetlosti, sušećeg vjetra i prašine. Guste trepavice su spojene jedna uz drugu, formirajući zaštitnu barijeru. A obrve su dizajnirane tako da zarobe znoj koji teče sa čela.

Konjunktiva je tanka sluznica koja prekriva očnu jabučicu i unutrašnju površinu očnih kapaka, a sadrži stotine sitnih žlijezda. Oni proizvode "lubrikant" koji omogućava slobodno kretanje kapaka kada su zatvoreni i štiti rožnicu od isušivanja.

Akomodacija oka

Kako nastaje slika na mrežnjači?

Da bismo razumjeli kako se slika formira na mrežnjači, potrebno je to zapamtiti prilikom prelaska iz jedne transparentno okruženje svjetlosni zraci se prelamaju u drugu (tj. odstupaju od pravolinijskog širenja).

Prozirni medij u oku je rožnica sa suznim filmom koji je prekriva, vodeni humor, sočivo i staklasto tijelo. Rožnica ima najveću moć prelamanja, drugo po snazi ​​sočivo je sočivo. Film za suze, očne vodice i staklasto telo imaju zanemarljivu moć prelamanja.

Prolazeći kroz intraokularni medij, zraci svjetlosti se lome i konvergiraju na retini, formirajući jasnu sliku.

Šta je smještaj?

Svaki pokušaj pomjeranja pogleda dovodi do defokusiranja slike i zahtijeva dodatno podešavanje optičkog sistema oka. Izvodi se zbog akomodacije - promjene refrakcione moći sočiva.

Pokretno i fleksibilno sočivo pričvršćeno je za cilijarni mišić vlaknima ligamenta cimeta. Tokom gledanja na daljinu, mišić je opušten, vlakna cinovog ligamenta su u zategnutom stanju, sprečavajući sočivo da poprimi konveksan oblik. Kada pokušavate da pogledate objekte izbliza, cilijarni mišić se kontrahuje, mišićni krug se sužava, Zinov ligament se opušta i sočivo poprima konveksan oblik. Tako se njegova lomna moć povećava, a objekti koji se nalaze na bliskoj udaljenosti fokusiraju se na mrežnicu. Ovaj proces se naziva akomodacija.

Zašto mislimo da “ruke postaju kraće s godinama”?

Sa starenjem, sočivo gubi svoja elastična svojstva, postaje gusto i teško mijenja svoju refrakcijsku moć. Kao rezultat toga, postepeno gubimo sposobnost prilagođavanja, što otežava rad na bliskoj udaljenosti. Prilikom čitanja pokušavamo da odmaknemo novine ili knjigu što dalje od očiju, ali ubrzo nam ruke nisu dovoljno dugačke da osiguraju jasan vid.

Za korekciju presbiopije koriste se konvergentna sočiva, čija se snaga povećava s godinama.

Oštećenje vida

38% stanovnika naše zemlje ima oštećenja vida koja zahtijevaju korekciju naočala.

Normalno, optički sistem oka je u stanju da prelama svetlosne zrake tako da se tačno konvergiraju na mrežnjači, obezbeđujući jasan vid. Oko sa refrakcijskom greškom zahtijeva dodatno sočivo za fokusiranje slike na retinu.

Koje su vrste oštećenja vida?

Refrakcionu moć oka određuju dva glavna anatomska faktora: dužina anteroposteriorne ose oka i zakrivljenost rožnice.

Kratkovidnost ili miopija. Ako je dužina očne ose povećana ili rožnica ima veću moć prelamanja, slika se formira ispred retine. Ovo oštećenje vida naziva se miopija ili miopija. Kratkovidni ljudi dobro vide na blizinu, ali slabo na daljinu. Korekcija se postiže nošenjem naočara sa divergentnim (minus) sočivima.

Dalekovidnost ili hipermetropija. Ako je dužina očne ose smanjena ili je refrakcijska moć rožnice mala, slika se formira u zamišljenoj tački iza mrežnice. Ovo oštećenje vida naziva se dalekovidnost ili hiperopija. Postoji zabluda da dalekovidi ljudi dobro vide u daljinu. Imaju poteškoća u radu na blizinu i često imaju poteškoća da vide u daljinu. Korekcija se postiže nošenjem naočara sa konvergentnim (plus) sočivima.

Astigmatizam. Kada se naruši sferičnost rožnjače, postoji razlika u snazi ​​prelamanja duž dva glavna meridijana. Slika objekata na mrežnici je izobličena: neke linije su jasne, druge su zamagljene. Ovo oštećenje vida naziva se astigmatizam i zahtijeva nošenje naočara s cilindričnim sočivima.

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;
• produbljuju znanje o građi i funkciji oka kao a optički sistem;
• 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. Inscenacija zadaća.

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:

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. Češeri se pobuđuju polako i samo jakom svjetlu- Oni su u stanju da percipiraju boje. 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 korteks moždane hemisfere(okcipitalna regija).

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"?

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?

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.

Razdaljina najbolja vizija za kratkovidne osobe, manje 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. Veoma je lako za napraviti, 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 napisao roman "Nevidljivi čovek". 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 središnja karika naše vizuelni analizator.

Retina je u blizini choroid, ali u mnogim područjima je labav. Ovdje ima tendenciju da se ljušti kada razne bolesti. Kod oboljenja mrežnjače vrlo je često zahvaćena patološki proces i horoidea. 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). U skladu s tim razlikuju centralni vid, koji omogućava jasno ispitivanje malih detalja objekata, i periferni vid, u kojem se oblik objekta percipira 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.

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. Ukupnu sliku onoga što vidimo stvara mozak direktno.

dakle, vizuelna percepcija počinje projekcijom slike na retinu 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.