Millise pildi objektist annab inimsilm? Pilt objektidest silma võrkkestal, mis on võrkkest

⁰

Visuaalse süsteemi lisaseade ja selle funktsioonid

Visuaalne sensoorne süsteem varustatud keeruka abiaparaadiga, mis sisaldab silmamuna ja kolme paari lihaseid, mis tagavad selle liigutused. Silmamuna elemendid viivad läbi esmase transformatsiooni valgussignaal võrkkesta löömine:
silma optiline süsteem fokuseerib kujutised võrkkestale;
pupill reguleerib võrkkestale langeva valguse hulka;
- silmamuna lihased tagavad selle pideva liikumise.

Kujutise moodustumine võrkkestale

Esemete pinnalt peegelduv loomulik valgus on hajus, s.t. valguskiired objekti igast punktist väljuvad need eri suundades. Seetõttu saavad silma optilise süsteemi puudumisel kiired objekti ühest punktist ( A) langeks sisse erinevad valdkonnad võrkkesta ( a1, a2, a3). Selline silm võiks eristada üldine tase valgustus, kuid mitte objektide kontuurid (joonis 1 A).

Ümbritseva maailma esemete nägemiseks on vajalik, et valguskiired objekti igast punktist tabaksid ainult ühte võrkkesta punkti, s.t. pilt vajab teravustamist. Seda saab saavutada, asetades võrkkesta ette sfäärilise murdumispinna. Ühest punktist lähtuvad valguskiired ( A), kogutakse sellisel pinnal pärast murdumist ühes punktis a1(fookus). Seega ilmub võrkkestale selge ümberpööratud kujutis (joonis 1 B).

Valguse murdumine toimub kahe erineva murdumisnäitajaga meediumi vahelisel liidesel. Silmamunas on 2 sfäärilised läätsed: sarvkest ja lääts. Vastavalt sellele on 4 murdumispinda: õhk/sarvkest, sarvkest/silma eeskambri vesivedelik, vesivedelik/lääts, lääts/ klaaskeha.

Majutus

Akommodatsioon on silma optilise aparaadi murdumisjõu reguleerimine teatud kaugusele kõnealusest objektist. Kui valguskiir langeb murdumispinnale, siis murdumisseaduste kohaselt kaldub see tema langemisnurgast sõltuva nurga võrra kõrvale. Kui objekt läheneb, muutub sellest lähtuvate kiirte langemisnurk, mistõttu murdunud kiired koonduvad teise punkti, mis asub võrkkesta taga, mis toob kaasa pildi hägustumise (joonis 2). B). Selle uuesti teravustamiseks on vaja suurendada silma optilise aparaadi murdumisvõimet (joonis 2 B). See saavutatakse läätse kumeruse suurendamisega, mis tekib tsiliaarse lihase toonuse suurenemisega.

Võrkkesta valgustuse reguleerimine

Võrkkestale langeva valguse hulk on võrdeline pupilli pindalaga. Pupilli läbimõõt on täiskasvanul 1,5–8 mm, mis tagab võrkkestale langeva valguse intensiivsuse muutuse ligikaudu 30 korda. Pupillide reaktsioone pakuvad kaks süsteemi silelihased iiris: rõngakujuliste lihaste kokkutõmbumisel pupill kitseneb radiaalsed lihased– laieneb.

Pupilli valendiku vähenedes suureneb pildi teravus. Selle põhjuseks on asjaolu, et pupilli ahenemine takistab valguse jõudmist läätse perifeersetesse piirkondadesse ja kõrvaldab seeläbi sfäärilisest aberratsioonist põhjustatud pildimoonutused.

Silmade liigutused

Inimsilma juhivad kuus silmalihast, mida innerveerivad kolm kraniaalnärvi – okulomotoorne, trochleaarne ja abducens. Need lihased pakuvad kahte tüüpi silmamuna liigutusi - kiireid sakkaadseid liigutusi (saccades) ja sujuvaid jälgimisliigutusi.

Hüppavad silmaliigutused (sakkaadid) tekivad seisvate objektide vaatamisel (joonis 3). Kiired silmamuna pöörded (10–80 ms) vahelduvad liikumatu pilgu fikseerimise perioodidega ühes punktis (200–600 ms). Silmamuna pöördenurk ühe sakkaadi jooksul ulatub mitmest kaareminutist kuni 10°-ni ning pilku liigutades ühelt objektilt teisele võib see ulatuda 90°-ni. Suurte nihkenurkade korral kaasneb sakkaadidega pea pöörlemine; Tavaliselt eelneb pea liikumisele silmamuna nihkumine.

Silmade sujuvad liigutused saadavad vaateväljas liikuvaid objekte. Selliste liikumiste nurkkiirus vastab objekti nurkkiirusele. Kui viimane ületab 80°/s, muutub jälgimine kombineerituks: sujuvaid liigutusi täiendavad sakkaadid ja peapöörded.

Nüstagm - sujuvate ja tõmblevate liigutuste perioodiline vaheldumine. Kui rongis reisiv inimene aknast välja vaatab, jälgivad tema silmad sujuvalt aknast väljas liikuvat maastikku ning seejärel liigub pilk järsult uude fikseerimispunkti.

Valgussignaali muundamine fotoretseptorites

Võrkkesta fotoretseptorite tüübid ja nende omadused

Võrkkestas on kahte tüüpi fotoretseptoreid (vardad ja koonused), mis erinevad struktuuri ja füsioloogiliste omaduste poolest.

Tabel 1. Varraste ja koonuste füsioloogilised omadused

	Pulgad	Koonused
Valgustundlik pigment	Rhodopsiin	jodopsiin
Maksimaalne pigmendi imendumine	Sellel on kaks maksimumi - üks spektri nähtavas osas (500 nm), teine ultraviolettkiirguses (350 nm)	On 3 tüüpi jodopsiine, millel on erinevad neeldumismaksimumid: 440 nm (sinine), 520 nm (roheline) ja 580 nm (punane)
Rakuklassid		Iga koonus sisaldab ainult ühte pigmenti. Vastavalt sellele on olemas 3 koonuste klassi, mis on tundlikud erineva lainepikkusega valguse suhtes
Võrkkesta jaotus	Võrkkesta keskosas on varraste tihedus umbes 150 000 mm2 kohta, perifeeria suunas väheneb see 50 000-ni mm2 kohta. Foveas ja pimenurgas pole vardaid.	Keskmise fovea koonuste tihedus ulatub 150 000 mm2 kohta, pimealas need puuduvad ja kogu võrkkesta ülejäänud pinnal ei ületa koonuste tihedus 10 000 mm2 kohta.
Valgustundlikkus	Vardad on umbes 500 korda kõrgemad kui koonused
Funktsioon	Pakkuda must-valget (skototoopiline nägemine)	Pakkuge värvi (fototoopiline nägemine)

Nägemisteooria duaalsus

Kahe valgustundlikkuse poolest erineva fotoretseptori süsteemi (koonused ja vardad) olemasolu võimaldab kohandada välise valgustuse muutuva tasemega. Vähese valguse tingimustes tagavad valguse tajumise vardad, samas kui värvid on eristamatud ( skotoopiline nägemine e). Eredas valguses tagavad nägemise peamiselt koonused, mis võimaldab värve selgelt eristada ( fototoopiline nägemine ).

Valgussignaali muundamise mehhanism fotoretseptoris

Võrkkesta fotoretseptorites muundub elektromagnetkiirguse (valguse) energia raku membraanipotentsiaali kõikumiste energiaks. Transformatsiooniprotsess toimub mitmes etapis (joonis 4).

Esimeses etapis neeldub nähtava valguse footon, mis siseneb valgustundliku pigmendi molekuli, konjugeeritud kaksiksidemete p-elektronite poolt 11- cis-võrkkest, samas kui võrkkesta läheb sisse transs-vorm. Stereomerisatsioon 11- cis-võrkkest põhjustab konformatsioonilisi muutusi rodopsiini molekuli valguosas.

Teises etapis aktiveeritakse transdutsiini valk, mis oma passiivses olekus sisaldab tihedalt seotud SKT-d. Pärast interaktsiooni fotoaktiveeritud rodopsiiniga vahetab transdutsiin GDP molekuli GTP vastu.

Kolmandas etapis moodustab GTP-d sisaldav transduktiin kompleksi inaktiivse cGMP fosfodiesteraasiga, mis viib viimase aktiveerimiseni.

4. etapis hüdrolüüsib aktiveeritud cGMP fosfodiesteraas rakusiseselt GMP-st GMP-ks.

5. etapis põhjustab cGMP kontsentratsiooni langus katioonikanalite sulgemise ja fotoretseptori membraani hüperpolarisatsiooni.

Signaali ülekande ajal mööda fosfodiesteraasi mehhanism see on tugevdatud. Fotoretseptori vastuse ajal suudab üks ergastatud rodopsiini molekul aktiveerida mitusada transdutsiini molekuli. See. Signaali ülekande esimeses etapis toimub võimendus 100-1000 korda. Iga aktiveeritud transdutsiini molekul aktiveerib ainult ühe fosfodiesteraasi molekuli, kuid viimane katalüüsib mitme tuhande molekuli hüdrolüüsi GMP-ga. See. selles etapis võimendatakse signaali veel 1000-10 000 korda. Seetõttu võib footonist cGMP-le signaali edastamisel tekkida enam kui 100 000-kordne võimendus.

Infotöötlus võrkkestas

Võrkkesta närvivõrgu elemendid ja nende funktsioonid

Võrkkesta närvivõrk sisaldab 4 tüüpi närvirakud(Joonis 5):

- ganglionrakud,
bipolaarsed rakud,
- amakriinrakud,
- horisontaalsed rakud.

Ganglionrakud – neuronid, mille aksonid nägemisnärvi osana väljuvad silmast ja suunduvad kesknärvisüsteemi. Ganglionrakkude ülesanne on ergastust juhtida võrkkestast kesknärvisüsteemi.

Bipolaarsed rakud ühendada retseptor- ja ganglionrakud. Bipolaarsest rakukehast ulatuvad välja kaks hargnenud protsessi: üks protsess moodustab sünaptilised kontaktid mitme fotoretseptori rakuga, teine mitme ganglionrakuga. Bipolaarsete rakkude ülesanne on ergastus fotoretseptoritelt ganglionrakkudesse.

Horisontaalsed rakud ühendage läheduses olevad fotoretseptorid. Horisontaalsest rakukehast ulatuvad välja mitmed protsessid, mis moodustavad fotoretseptoritega sünaptilisi kontakte. Horisontaalsete rakkude põhiülesanne on teostada fotoretseptorite külgmisi interaktsioone.

Amakriinsed rakud paiknevad sarnaselt horisontaalsetega, kuid need moodustuvad kontaktidest mitte fotoretseptori rakkudega, vaid ganglionrakkudega.

Ergastuse levik võrkkestas

Kui fotoretseptor on valgustatud, tekib selles retseptori potentsiaal, mis kujutab endast hüperpolarisatsiooni. Fotoretseptori rakus tekkiv retseptori potentsiaal edastatakse bipolaarsetele ja horisontaalsetele rakkudele sünaptiliste kontaktide kaudu saatja abil.

Bipolaarses rakus võib areneda nii depolarisatsioon kui ka hüperpolarisatsioon (vt täpsemalt allpool), mis levib sünaptilise kontakti kaudu ganglionrakkudesse. Viimased on spontaanselt aktiivsed, s.t. genereerib pidevalt teatud sagedusel aktsioonipotentsiaale. Ganglionrakkude hüperpolarisatsioon viib närviimpulsside sageduse vähenemiseni, depolarisatsioon viib selle suurenemiseni.

Võrkkesta neuronite elektrilised reaktsioonid

Bipolaarse raku vastuvõtuväli on fotoretseptori rakkude kogum, millega see moodustab sünaptilisi kontakte. Ganglionraku vastuvõtuvälja all mõistetakse fotoretseptori rakkude kogumit, millega antud ganglionrakk on bipolaarsete rakkude kaudu ühendatud.

Bipolaarsete ja ganglionrakkude vastuvõtlikud väljad on ümara kujuga. Retseptiivses väljas saab eristada kesk- ja perifeerset osa (joon. 6). Piir kesk- ja perifeerne osa Vastuvõtlik väli on dünaamiline ja võib muutuda valguse taseme muutustega.

Võrkkesta närvirakkude reaktsioonid fotoretseptorite valgustamisel nende vastuvõtuvälja kesk- ja perifeersetes osades on tavaliselt vastupidised. Samal ajal on olemas mitut klassi ganglion- ja bipolaarsed rakud (ON -, OFF - rakud), mis näitavad erinevaid elektrilisi reaktsioone valguse toimele (joonis 6).

Tabel 2. Ganglion- ja bipolaarsete rakkude klassid ja nende elektrilised reaktsioonid

Rakuklassid	Närvirakkude reaktsioon fotoretseptorite valgustamisel
	Poola Vabariigi keskosas	RP perifeerses osas
Bipolaarsed rakud PEAL tüüp	Depolarisatsioon	Hüperpolarisatsioon
Bipolaarsed rakud VÄLJAS tüüp	Hüperpolarisatsioon	Depolarisatsioon
Ganglionrakud PEAL tüüp
Ganglionrakud VÄLJAS tüüp	Hüperpolarisatsioon ja AP sageduse vähendamine	Depolarisatsioon ja AP sageduse suurenemine
Ganglionrakud PEAL- VÄLJAS tüüp	Need annavad lühikese ON-reaktsiooni paigalseisvale valgusstiimulile ja lühikese OFF-reaktsiooni nõrgenevale valgusele.

Visuaalse teabe töötlemine kesknärvisüsteemis

Nägemissüsteemi sensoorsed rajad

Võrkkesta ganglionrakkude müeliniseerunud aksonid saadetakse kahe nägemisnärvi osana ajju (joonis 7). Parem ja vasak nägemisnärv ühinevad kolju põhjas, moodustades optiline kiasm(chiasmus). Siin närvikiud, mis tulevad kummagi silma võrkkesta mediaalsest poolest kontralateraalsele poolele ja võrkkesta lateraalsetest pooltest pärinevad kiud jätkuvad ipsilateraalselt.

Pärast ristumist suunduvad optilise trakti ganglionrakkude aksonid lateraalsesse geniculate body (LCC), kus nad moodustavad sünaptilised kontaktid kesknärvisüsteemi neuronitega. LCT närvirakkude aksonid osana nn. visuaalne sära jõuab primaarse nägemiskoore neuroniteni (Brodmanni piirkond 17). Edasi, mööda intrakortikaalseid ühendusi, levib erutus sekundaarsesse visuaalsesse ajukooresse (väljad 18b-19) ja ajukoore assotsiatiivsetesse tsoonidesse.

Nägemissüsteemi sensoorsed rajad on organiseeritud vastavalt retinotoopne põhimõte - naaberganglionrakkude erutus jõuab LCT ja ajukoore naaberpunktidesse. Võrkkesta pind on justkui projitseeritud LCT ja ajukoore pinnale.

Enamik ganglionrakkude aksoneid lõpevad LCT-ga, samas kui mõned kiud järgnevad ülemisele kollikule, hüpotalamusele, ajutüve preektaalsele piirkonnale ja nägemistrakti tuumale.

Võrkkesta ja ülemise kollikuli vaheline ühendus reguleerib silmade liikumist.

Võrkkesta projektsioon hüpotalamusele ühendab endogeenseid ööpäevaseid rütme valguse taseme igapäevase kõikumisega.

Võrkkesta ja tüve preektaalse piirkonna vaheline ühendus on ülimalt oluline pupilli valendiku ja akommodatsiooni reguleerimiseks.

Nägemisteede tuumade neuronid, mis saavad ka ganglionrakkudest sünaptilisi sisendeid, on ühendatud ajutüve vestibulaarsete tuumadega. See projektsioon võimaldab visuaalsete signaalide põhjal hinnata keha asendit ruumis ning samuti aitab see läbi viia keerulisi okulomotoorseid reaktsioone (nüstagm).

Visuaalse teabe töötlemine LCT-s

LCT neuronitel on ümmargused vastuvõtuväljad. Nende rakkude elektrilised reaktsioonid on sarnased ganglionrakkude omadega.

LCT-s on neuroneid, mis on erutatud, kui nende vastuvõtuväljas on valguse/tumeduse piir (kontrastsed neuronid) või kui see piir liigub vastuvõtuväljas (liikumisdetektorid).

Visuaalse teabe töötlemine esmases visuaalses ajukoores

Sõltuvalt vastusest valgusstiimulitele jagatakse kortikaalsed neuronid mitmesse klassi.

Lihtsa vastuvõtuväljaga neuronid. Sellise neuroni tugevaim erutus tekib siis, kui selle vastuvõtlikku välja valgustab teatud orientatsiooniga valgusriba. Sellise neuroni tekitatud närviimpulsside sagedus väheneb, kui valgusriba orientatsioon muutub (joonis 8 A).

Keerulise vastuvõtuväljaga neuronid. Maksimaalne neuronite ergastus saavutatakse siis, kui valgusstiimul liigub vastuvõtuvälja ON-tsoonis teatud suunas. Valgusstiimuli liigutamine teises suunas või valgusstiimuli jätmine väljapoole ON tsooni põhjustab nõrgema ergastuse (joonis 8 B).

Väga keerulise vastuvõtuväljaga neuronid. Sellise neuroni maksimaalne ergastus saavutatakse keeruka konfiguratsiooniga valgusstiimuli toimel. Näiteks on teada neuroneid, mille tugevaim ergastus areneb kahe valguse ja pimeduse piiri ületamisel vastuvõtuvälja ON tsoonis (joonis 23.8 B).

Vaatamata tohutule hulgale eksperimentaalsetele andmetele rakkude reageerimise mustrite kohta erinevatele visuaalsed stiimulid, seni puudub täielik teooria, mis selgitaks visuaalse teabe töötlemise mehhanisme ajus. Me ei saa selgitada, kuidas võrkkesta, LCT ja kortikaalsete neuronite mitmekesised elektrilised reaktsioonid võimaldavad mustrituvastust ja muid nähtusi. visuaalne taju.

Abivahendite funktsioonide reguleerimine

Majutuskoha reguleerimine. Läätse kumerus muutub ripslihase abil. Siliaarlihase kokkutõmbumisel suureneb läätse esipinna kumerus ja suureneb murdumisvõime. Siliaarlihase silelihaskiude innerveerivad postganglionaarsed neuronid, mille kehad paiknevad tsiliaarganglionis.

Adekvaatseks stiimuliks läätse kõverusastme muutmiseks on pildi hägustumine võrkkestal, mille registreerivad primaarse ajukoore neuronid. Tänu ajukoore laskuvatele ühendustele toimub neuronite ergastuse astme muutus pretektaalses piirkonnas, mis omakorda põhjustab okulomotoorse tuuma preganglionaarsete neuronite (Edinger-Westphali tuum) ja tsiliaari postganglioniliste neuronite aktiveerumist või pärssimist. ganglion.

Pupilli valendiku reguleerimine. Pupilli ahenemine toimub sarvkesta ümmarguste silelihaskiudude kokkutõmbumisel, mida innerveerivad tsiliaarse ganglioni parasümpaatilised postganglionilised neuronid. Viimaseid erutab võrkkestale langev kõrge intensiivsusega valgus, mida tajuvad esmase visuaalse ajukoore neuronid.

Pupillide laienemine saavutatakse sarvkesta radiaalsete lihaste kokkutõmbumisega, mida innerveerivad VSH sümpaatilised neuronid. Viimase tegevus on tsilospinaalkeskuse ja pretektaalse piirkonna kontrolli all. Pupillide laienemise stiimuliks on võrkkesta valgustuse taseme langus.

Silmade liigutuste reguleerimine. Mõned ganglionrakkude kiud järgivad ülemise kollikuli neuronit ( keskaju), mis on seotud okulomotoorsete, trochleaarsete ja abducens närvide tuumadega, mille neuronid innerveerivad silmalihaste vöötlihaskiude. Ülemiste kolliikulite närvirakud saavad sünaptilisi sisendeid kaelalihaste vestibulaarsetelt retseptoritelt ja proprioretseptoritelt, mis võimaldab kehal koordineerida silmade liigutusi kehaliigutustega ruumis.

Visuaalse taju nähtused

Mustri äratundmine

Visuaalne süsteem tal on märkimisväärne võime objekti ära tunda erinevaid valikuid tema pilte. Kujutise (tuttav nägu, täht jne) tunneme ära, kui selle osad puuduvad, kui see sisaldab ebavajalikke elemente, kui see on ruumis erinevalt orienteeritud, erinevate nurkmõõtmetega ja meie poole pööratud. erinevad küljed ja nii edasi. (joonis 9). Selle nähtuse neurofüsioloogilisi mehhanisme uuritakse praegu intensiivselt.

Kuju ja suuruse püsivus

Reeglina tajume ümbritsevaid objekte kuju ja suuruse muutumatuna. Kuigi tegelikult ei ole nende kuju ja suurus võrkkestal püsivad. Näiteks vaateväljas olev jalgrattur näib alati sama suurusega olenemata kaugusest temast. Jalgrattarattaid tajutakse ümaratena, kuigi tegelikkuses võivad nende võrkkesta kujutised olla kitsad ellipsid. See nähtus näitab kogemuse rolli meid ümbritseva maailma nägemisel. Selle nähtuse neurofüsioloogilised mehhanismid on praegu teadmata.

Ruumi sügavuse tajumine

Võrkkesta kujutis ümbritsevast maailmast on tasane. Siiski näeme maailma mahus. On mitmeid mehhanisme, mis tagavad võrkkestale moodustunud lamedate kujutiste põhjal 3-mõõtmelise ruumi ehitamise.

Kuna silmad asuvad üksteisest teatud kaugusel, on vasaku ja parema silma võrkkestale moodustunud kujutised üksteisest veidi erinevad. Mida lähemal on objekt vaatlejale, seda erinevamad on need pildid.

Kattuvad kujutised aitavad hinnata ka nende suhtelist asukohta ruumis. Lähedase objekti kujutis võib kattuda kauge objekti kujutisega, kuid mitte vastupidi.

Kui vaatleja pea liigub, nihkuvad ka võrkkesta vaadeldavate objektide kujutised (parallaksi nähtus). Sama pea nihke korral nihkuvad lähedaste objektide kujutised rohkem kui kaugete objektide pildid

Ruumi vaikuse tajumine

Kui pärast ühe silma sulgemist vajutame sõrmega teisele silmamunale, näeme, et maailm meie ümber nihkub kõrvale. Normaalsetes tingimustes maailm liikumatu, kuigi võrkkesta kujutis pidevalt "hüppab" silmamunade liikumise, pea pöörete ja keha asendi muutumise tõttu ruumis. Ümbritseva ruumi vaikuse tajumise tagab see, et visuaalsete piltide töötlemisel võetakse arvesse infot silmade liikumise, pea liikumise ja kehaasendi kohta ruumis. Visuaalne sensoorne süsteem suudab võrkkesta kujutise liikumisest "lahutada" oma silma ja keha liigutused.

Värvinägemise teooriad

Kolmekomponendiline teooria

Põhineb trikromaatiliste lisandite segamise põhimõttel. Selle teooria kohaselt on kolme tüüpi koonused (tundlikud punase, rohelise ja sinine värv) töötavad iseseisvate retseptorisüsteemidena. Võrreldes kolme tüüpi koonuste signaalide intensiivsust, tekitab visuaalne sensoorne süsteem "virtuaalse lisandväärtuse" ja arvutab tegeliku värvi. Teooria autorid on Jung, Maxwell, Helmholtz.

Vastase värviteooria

See eeldab, et mis tahes värvi saab üheselt kirjeldada, näidates selle asukohta kahel skaalal - "sini-kollane", "punane-roheline". Nende skaalade poolustel lebavaid värve nimetatakse vastasvärvideks. Seda teooriat toetab tõsiasi, et võrkkestas, LCT-s ja ajukoores on neuroneid, mis aktiveeruvad, kui nende vastuvõtuväli on valgustatud punase valgusega, ja inhibeeritakse, kui valgus on roheline. Teisi neuroneid erutab tegevus kollast värvi ja neid pärsib sinise toime. Eeldatakse, et kui võrrelda neuronite ergastusastet "punase-rohelise" ja "kollase-sinise" süsteemides, saab visuaalne sensoorne süsteem arvutada. värvi omadused Sveta. Teooria autorid on Mach, Goering.

Seega on mõlema värvinägemise teooria kohta eksperimentaalseid tõendeid. Hetkel kaalumisel. Et kolmekomponendiline teooria kirjeldab adekvaatselt värvitaju mehhanisme võrkkesta fotoretseptorite tasemel ja vastandvärvide teooria – värvitaju mehhanisme närvivõrkude tasandil.

Valguskiir jõuab võrkkestani, läbides mitmeid murdumispindu ja keskkonda: sarvkesta, vesine huumor eesmine kamber, lääts ja klaaskeha. Ühest välisruumi punktist väljuvad kiired tuleb fokusseerida võrkkesta ühte punkti, alles siis on võimalik selge nägemine.

Võrkkesta kujutis on tõeline, tagurpidi ja vähendatud. Vaatamata sellele, et pilt on tagurpidi, tajume objekte sees otsene vorm. See juhtub seetõttu, et mõnede meeleorganite tegevust kontrollivad teised. Meie jaoks on "põhi" see, kuhu gravitatsioonijõud on suunatud.

Riis. 2. Kujutise konstrueerimine silmas, a, b - objekt: a, b" - selle ümberpööratud ja vähendatud kujutis võrkkestale; C on sõlmpunkt, mida kiired läbivad ilma murdumiseta, ja α on vaatenurk

Nägemisteravus.

Nägemisteravus on silma võime näha kahte punkti eraldi. See on normaalsele silmale kättesaadav, kui nende kujutise suurus võrkkestal on 4 µm ja nägemisnurk 1 min. Väiksema vaatenurga korral ei saa punktid kokku.

Nägemisteravus määratakse spetsiaalsete tabelite abil, mis kujutavad 12 rida tähti. Iga rea vasakus servas on kirjas, milliselt kauguselt peaks see normaalse nägemisega inimesele nähtav olema. Katsealune asetatakse tabelist teatud kaugusele ja leitakse rida, mida ta loeb vigadeta.

Nägemisteravus suureneb eredas valguses ja on nõrgas valguses väga madal.

vaateväli. Kogu ruum silmaga nähtav ettepoole suunatud liikumatu pilguga nimetatakse seda vaateväljaks.

Seal on kesksed (tähni piirkonnas) ja perifeerne nägemine. Suurim nägemisteravus on tsentraalse fovea piirkonnas. Seal on ainult koonused, nende läbimõõt on väike, nad on üksteisega tihedalt külgnevad. Iga koonus on ühendatud ühe bipolaarse neuroniga, mis omakorda on seotud ühe ganglionneuroniga, millest väljub eraldi närvikiud, mis edastab impulsse ajju.

Perifeerne nägemine on vähem terav. Seda seletatakse asjaoluga, et võrkkesta perifeerias on koonused ümbritsetud varrastega ja igaühel ei ole enam eraldi teed ajju. Koonuste rühm lõpeb ühel bipolaarsel rakul ja paljud sellised rakud saadavad oma impulsid ühte ganglionrakku. Nägemisnärvis on umbes 1 miljon kiudu ja silmas on umbes 140 miljonit retseptorit.

Võrkkesta perifeeria eristab halvasti objekti detaile, kuid tajub nende liikumist hästi. Külgmine nägemine on välismaailma tajumisel väga oluline. Erinevate transpordiliikide juhtide jaoks on selle rikkumine vastuvõetamatu.

Vaateväli määratakse spetsiaalse seadme - perimeetri (joonis 133) abil, mis koosneb kraadideks jagatud poolringist ja lõuatoest.

Riis. 3. Vaatevälja määramine Forstneri perimeetri abil

Katsealune, sulgedes ühe silma, fikseerib teisega valge punkti enda ees oleva perimeetri kaare keskel. Vaatevälja piiride määramiseks piki perimeetri kaaret, alustades selle otsast, liigutage valget märki aeglaselt edasi ja määrake nurk, mille all see on fikseeritud silmaga nähtav.

Vaateväli on suurim väljapoole, templi poole - 90 °, nina poole ja üles-alla - umbes 70 °. Saate määrata värvide nägemise piirid ja samal ajal veenduda hämmastavad faktid: võrkkesta perifeersed osad ei taju värvi; värvilised vaateväljad ei ühti erinevaid värve, kitsaim on roheline.

Majutus. Silma võrreldakse sageli kaameraga. Sellel on valgustundlik ekraan - võrkkest, millel sarvkesta ja läätse abil saadakse selge pilt välismaailmast. Silm on võimeline selgelt nägema võrdsel kaugusel asuvaid objekte. Seda tema võimet nimetatakse majutuseks.

Sarvkesta murdumisvõime jääb konstantseks; peen, täpne teravustamine toimub objektiivi kumeruse muutuste tõttu. Ta täidab seda funktsiooni passiivselt. Fakt on see, et lääts asub kapslis või kotis, mis on tsiliaarse sideme kaudu kinnitatud tsiliaarse lihase külge. Kui lihas on lõdvestunud ja side on pinges, tõmbab see kapsli külge, mis muudab läätse tasaseks. Kui akommodatsioon on pingestatud lähedaste objektide vaatamiseks, lugemiseks, kirjutamiseks, siis ripslihas tõmbub kokku, kapslit pingutav side lõdvestub ja lääts muutub elastsuse tõttu ümaramaks ning selle murdumisvõime suureneb.

Vanusega läätse elastsus väheneb, see kõveneb ja kaotab ripslihase kokkutõmbumisel võime muuta oma kumerust. Seetõttu on lähedalt selgelt näha raske. Seniilne kaugnägelikkus (presbioopia) areneb pärast 40. eluaastat. Seda korrigeeritakse prillide abil - kaksikkumerad läätsed, mida kantakse lugemisel.

Nägemise anomaalia. Noortel inimestel esinev anomaalia on enamasti tingitud silma ebaõigest arengust, nimelt selle ebaõigest pikkusest. Kui silmamuna pikeneb, tekib lühinägelikkus (lühinägelikkus) ja pilt keskendub võrkkesta ette. Kaugemad objektid pole selgelt nähtavad. Müoopia korrigeerimiseks kasutatakse kaksiknõgusaid läätsi. Kui silmamuna on lühendatud, täheldatakse kaugnägelikkust (hüperoopiat). Pilt on fokusseeritud võrkkesta taha. Korrigeerimiseks on vaja kaksikkumeraid läätsi (joonis 134).

Riis. 4. Refraktsioon normaalse nägemise korral (a), lühinägelikkuse (b) ja kaugnägemisega (d). Optiline korrektsioon lühinägelikkus (c) ja kaugnägelikkus (d) (skeem) [Kositsky G.I., 1985]

Nägemiskahjustus, mida nimetatakse astigmatismiks, tekib siis, kui sarvkesta või läätse kõverus on ebanormaalne. Sel juhul on pilt silmas moonutatud. Selle parandamiseks on vaja silindrilist klaasi, mida pole alati lihtne leida.

Silmade kohanemine.

Pimedast ruumist lahkudes ere valgus me oleme alguses pimedad ja võime isegi kogeda valu silmades. Need nähtused mööduvad väga kiiresti, silmad harjuvad ereda valgustusega.

Silma retseptorite valgustundlikkuse vähenemist nimetatakse kohanemiseks. See põhjustab visuaalse lilla tuhmumist. Valgusega kohanemine lõpeb esimese 4–6 minutiga.

Heledast ruumist pimedasse liikudes toimub pimedas kohanemine, mis kestab üle 45 minuti. Varraste tundlikkus suureneb 200 000 - 400 000 korda. IN üldine ülevaade seda nähtust võib täheldada pimendatud kinosaali sisenedes. Kohanemise edenemise uurimiseks on spetsiaalsed seadmed - adaptomeerid.

Silm- loomade ja inimeste nägemisorgan. Inimese silm koosneb silmamunast, mis on ühendatud nägemisnärvi ja ajuga, ja abiseadmed(silmalaud, pisaraorganid ja silmamuna liigutavad lihased).

Silmamuna(joon. 94) kaitstud tihe kest nimetatakse skleraks. Sklera 1 eesmist (läbipaistvat) osa nimetatakse sarvkestaks. Sarvkest on kõige tundlikum välimine osa Inimkeha(isegi kõige kergem puudutus põhjustab silmalaugude kohese refleksiivse sulgumise).

Sarvkesta taga on iiris 2, mis võib inimestel olla erinevat värvi. Sarvkesta ja vikerkesta vahel on vesine vedelik. Iirises on väike auk – pupill 3. Pupilli läbimõõt võib varieeruda 2–8 mm, valguses vähenedes ja pimedas suurenedes.

Pupilli taga on kaksikkumerat läätse meenutav läbipaistev korpus - lääts 4. Väljast on pehme ja peaaegu želatiinne, seest kõvem ja elastsem. Objektiivi ümbritseb 5 lihast, mis kinnitavad selle kõvakesta külge.

Objektiivi taga on klaaskeha 6, mis on värvitu želatiinne mass. Kõva tagumine osa – silmapõhja – on kaetud võrkkestaga (võrkkest) 7. See koosneb kõige peenematest kiududest, mis katavad silmapõhja ja esindavad nägemisnärvi hargnenud otste.

Kuidas pildid ilmuvad ja mida silm tajub erinevaid esemeid?

Valgus murdub sisse optiline süsteem Silm, mille moodustavad sarvkesta, lääts ja klaaskeha, annab võrkkestale vastavatest objektidest reaalse, vähendatud ja pöördkujutise (joonis 95). Kui valgus jõuab võrkkesta moodustava nägemisnärvi otsteni, ärritab see neid lõppu. Need ärritused kanduvad närvikiudude kaudu ajju ja inimesel on visuaalne tunne: ta näeb objekte.

Silma võrkkestale ilmuva objekti kujutis on tagurpidi. Esimene inimene, kes tõestas seda silma optilises süsteemis kiirte teekonna konstrueerimisega, oli I. Kepler. Selle järelduse kontrollimiseks võttis prantsuse teadlane R. Descartes (1596-1650) härjasilma ja pärast selle tagaseinalt läbipaistmatu kihi mahakraapimist asetas selle aknaluugi sisse tehtud auku. Ja siis nägi ta silmapõhja poolläbipaistval seinal tagurpidi pilti aknast vaadeldavast pildist.

Miks me siis näeme kõiki objekte sellistena, nagu nad on, st mitte tagurpidi? Fakt on see, et nägemisprotsessi korrigeerib pidevalt aju, mis saab teavet mitte ainult silmade, vaid ka teiste meelte kaudu. Omal ajal märkis inglise luuletaja William Blake (1757-1827) väga õigesti:

Mõistus teab, kuidas maailma vaadata.

1896. aastal viis Ameerika psühholoog J. Stretton läbi enda peal katse. Ta pani ette spetsiaalsed prillid, tänu millele ei olnud ümbritsevate objektide kujutised silma võrkkestal mitte vastupidised, vaid otsesed. Ja mida? Maailm Strettoni meelest pöördus pea peale. Ta hakkas kõiki objekte tagurpidi nägema. Seetõttu tekkis silmade töös teiste meeltega mittevastavus. Teadlasel tekkisid sümptomid merehaigus. Ta tundis iiveldust kolm päeva. Kuid neljandal päeval hakkas keha normaliseeruma ja viiendal päeval hakkas Stretton tundma end samamoodi nagu enne katset. Teadlase aju harjus uute töötingimustega ja ta hakkas kõiki objekte uuesti otse nägema. Kui ta aga prillid eest võttis, läks kõik jälle pea peale. Pooleteise tunni jooksul nägemine taastus ja ta hakkas taas normaalselt nägema.

On uudishimulik, et selline kohanemisvõime on iseloomulik ainult inimese ajule. Kui ühes katses pandi ahvile ümberpööratavad prillid, sai see sellise psühholoogilise löögi, et pärast mitme vale liigutuse tegemist ja kukkumist langes ta koomat meenutavasse seisundisse. Ta refleksid hakkasid tuhmuma, ta kukkus vererõhk ja hingamine muutus sagedaseks ja pinnapealseks. Inimestel midagi sellist ei täheldata.

Inimese aju ei saa aga alati hakkama võrkkestale saadud kujutise analüüsiga. Sellistel juhtudel tekivad visuaalsed illusioonid – vaadeldav objekt ei tundu meile sellisena, nagu ta tegelikult on (joon. 96).

Nägemisel on veel üks omadus, mida ei saa tähelepanuta jätta. On teada, et kui objektiivi ja objekti kaugus muutub, muutub ka kaugus selle kujutiseni. Kuidas jääb võrkkestale selge pilt alles, kui liigume oma pilgu kaugemalt objektilt lähemale?

Selgub, et läätse külge kinnitatud lihased on võimelised muutma selle pindade kumerust ja seeläbi ka silma optilist võimsust. Kui vaatame kaugeid objekte, on need lihased pingevabas olekus ja läätse kumerus on suhteliselt väike. Lähedal asuvaid objekte vaadates suruvad silmalihased läätse kokku ning selle kumerus ja seega ka optiline võimsus suureneb.

Silma võimet kohaneda nägemisega nii lähedalt kui kaugelt nimetatakse majutus(ladina keelest accomodatio - seade). Tänu majutusele õnnestub inimesel teravustada erinevate objektide pilte objektiivist samal kaugusel - võrkkestale.

Samas väga lähedane asukoht vaatlusalusel suureneb läätse deformeerivate lihaste pinge ja silma töö muutub väsitavaks. Normaalse silma jaoks on optimaalne lugemis- ja kirjutamiskaugus umbes 25 cm. Seda kaugust nimetatakse selge (või parima) nägemise kauguseks.

Mis kasu on mõlema silmaga nägemisest?

Esiteks saame tänu kahe silma olemasolule eristada, milline objekt on meile lähemal ja kumb kaugemal. Fakt on see, et parema ja vasaku silma võrkkestad toodavad üksteisest erinevaid kujutisi (mis vastavad objekti vaatamisele justkui paremalt ja vasakult). Mida lähemal objekt, seda märgatavam on see erinevus. See loob mulje vahemaade erinevusest. See sama nägemisvõime võimaldab teil näha objekti kolmemõõtmelisena, mitte tasapinnalisena.

Teiseks suurendab kahe silma olemasolu vaatevälja. Inimese vaateväli on näidatud joonisel 97, a. Võrdluseks on kõrval toodud hobuse (joon. 97, c) ja jänese (joonis 97, b) vaateväljad. Neid pilte vaadates on lihtne aru saada, miks on kiskjatel nii raske end ära andmata nende loomade juurde hiilida.

Nägemine võimaldab inimestel üksteist näha. Kas on võimalik näha ennast, kuid olla teistele nähtamatu? Esimest korda proovis sellele küsimusele vastata inglise kirjanik oma romaanis "Nähtamatu mees". H. G. Wells(1866-1946). Inimene muutub nähtamatuks pärast seda, kui tema aine muutub läbipaistvaks ja sellel on sama optiline tihedus kui ümbritseva õhuga. Siis ei toimu inimkeha ja õhu piiril valguse peegeldumist ja murdumist ning see muutub nähtamatuks. Näiteks purustatud klaas, mis näeb õhus välja nagu valge pulber, kaob kohe vaateväljast, kui see asetatakse vette – keskkonda, mille optiline tihedus on ligikaudu sama kui klaasil.

Saksa teadlane Spalteholtz leotas 1911. aastal spetsiaalselt valmistatud vedelikuga surnud loomse koe preparaati, misjärel asetas selle sama vedelikuga anumasse. Preparaat muutus nähtamatuks.

Nähtamatu mees peab aga olema nähtamatu õhus, mitte spetsiaalselt valmistatud lahuses. Kuid seda ei ole võimalik saavutada.

Kuid oletame, et inimene suudab ikkagi läbipaistvaks saada. Inimesed lõpetavad tema nägemise. Kas ta saab neid ise näha? Ei, sest kõik selle osad, sealhulgas silmad, lõpetavad valguskiirte murdmise ja seetõttu ei ilmu silma võrkkestale pilti. Lisaks peavad inimese meeles nähtava kujutise moodustamiseks neelama valguskiired võrkkesta, kandes sellele oma energia üle. See energia on vajalik signaalide genereerimiseks, mis liiguvad mööda nägemisnärvi inimese ajju. Kui nähtamatu mehe silmad muutuvad täiesti läbipaistvaks, siis seda ei juhtu. Ja kui nii, siis ta lõpetab nägemise üldse. Nähtamatu mees jääb pimedaks.

H.G. Wells ei võtnud seda asjaolu arvesse ja andis seetõttu oma kangelasele normaalse nägemise, võimaldades tal märkamatult terroriseerida tervet linna.

1. Kuidas inimese silm töötab? Millised osad moodustavad optilise süsteemi? 2. Kirjeldage pilti, mis ilmub silma võrkkestale. 3. Kuidas kandub eseme kujutis ajju? Miks me näeme objekte otse, mitte tagurpidi? 4. Miks näeme oma pilku lähedaselt objektilt kaugemal asuvale objektile jätkuvalt selle selget pilti? 5. Mis on vahemaa? parim nägemus? 6. Mis on mõlema silmaga nägemise eelis? 7. Miks peab nähtamatu olema pime?

Visuaalse süsteemi lisaseade ja selle funktsioonid

Visuaalne sensoorne süsteem on varustatud keeruka abiaparaadiga, mis sisaldab silmamuna ja kolme paari lihaseid, mis tagavad selle liigutused. Silmamuna elemendid viivad läbi võrkkesta siseneva valgussignaali esmase transformatsiooni:
silma optiline süsteem fokuseerib kujutised võrkkestale;
pupill reguleerib võrkkestale langeva valguse hulka;
- silmamuna lihased tagavad selle pideva liikumise.

Kujutise moodustumine võrkkestale

Esemete pinnalt peegelduv loomulik valgus on hajus, s.t. Valguskiired objekti igast punktist tulevad eri suundades. Seetõttu saavad silma optilise süsteemi puudumisel kiired objekti ühest punktist ( A) langeks võrkkesta erinevatesse osadesse ( a1, a2, a3). Selline silm suudaks eristada üldist valgustuse taset, kuid mitte objektide kontuure (joonis 1 A).

Valguse murdumine toimub kahe erineva murdumisnäitajaga meediumi vahelisel liidesel. Silmamuna sisaldab kahte sfäärilist läätse: sarvkesta ja läätse. Vastavalt sellele on 4 murdumispinda: õhk/sarvkest, sarvkest/silma eeskambri vesivedelik, vesivedelik/lääts, lääts/klaaskeha.

Majutus

Võrkkesta valgustuse reguleerimine

Võrkkestale langeva valguse hulk on võrdeline pupilli pindalaga. Pupilli läbimõõt on täiskasvanul 1,5–8 mm, mis tagab võrkkestale langeva valguse intensiivsuse muutuse ligikaudu 30 korda. Pupillireaktsioonid tagavad kaks iirise silelihaste süsteemi: ringlihaste kokkutõmbumisel pupill kitseneb ja radiaalsete lihaste kokkutõmbumisel pupill laieneb.

Silmade liigutused

tõmblused silmade liigutused (sakkaad) tekivad seisvate objektide vaatamisel (joonis 3). Kiired silmamuna pöörded (10–80 ms) vahelduvad liikumatu pilgu fikseerimise perioodidega ühes punktis (200–600 ms). Silmamuna pöördenurk ühe sakkaadi jooksul ulatub mitmest kaareminutist kuni 10°-ni ning pilku liigutades ühelt objektilt teisele võib see ulatuda 90°-ni. Suurte nihkenurkade korral kaasneb sakkaadidega pea pöörlemine; Tavaliselt eelneb pea liikumisele silmamuna nihkumine.

Valgussignaali muundamine fotoretseptorites

Võrkkesta fotoretseptorite tüübid ja nende omadused

Võrkkestas on kahte tüüpi fotoretseptoreid (vardad ja koonused), mis erinevad struktuuri ja füsioloogiliste omaduste poolest.

Tabel 1. Varraste ja koonuste füsioloogilised omadused

	Pulgad	Koonused
Valgustundlik pigment	Rhodopsiin	jodopsiin
Maksimaalne pigmendi imendumine	Sellel on kaks maksimumi - üks spektri nähtavas osas (500 nm), teine ultraviolettkiirguses (350 nm)	On 3 tüüpi jodopsiine, millel on erinevad neeldumismaksimumid: 440 nm (sinine), 520 nm (roheline) ja 580 nm (punane)
Rakuklassid		Iga koonus sisaldab ainult ühte pigmenti. Vastavalt sellele on olemas 3 koonuste klassi, mis on tundlikud erineva lainepikkusega valguse suhtes
Võrkkesta jaotus	Võrkkesta keskosas on varraste tihedus umbes 150 000 mm2 kohta, perifeeria suunas väheneb see 50 000-ni mm2 kohta. Foveas ja pimenurgas pole vardaid.	Keskmise fovea koonuste tihedus ulatub 150 000 mm2 kohta, pimealas need puuduvad ja kogu võrkkesta ülejäänud pinnal ei ületa koonuste tihedus 10 000 mm2 kohta.
Valgustundlikkus	Vardad on umbes 500 korda kõrgemad kui koonused
Funktsioon	Pakkuda must-valget (skototoopiline nägemine)	Pakkuge värvi (fototoopiline nägemine)

Nägemisteooria duaalsus

Valgussignaali muundamise mehhanism fotoretseptoris

Võrkkesta fotoretseptorites muundub elektromagnetkiirguse (valguse) energia raku membraanipotentsiaali kõikumiste energiaks. Transformatsiooniprotsess toimub mitmes etapis (joonis 4).

Kolmandas etapis moodustab GTP-d sisaldav transduktiin kompleksi inaktiivse cGMP fosfodiesteraasiga, mis viib viimase aktiveerimiseni.

4. etapis hüdrolüüsib aktiveeritud cGMP fosfodiesteraas rakusiseselt GMP-st GMP-ks.

5. etapis põhjustab cGMP kontsentratsiooni langus katioonikanalite sulgemise ja fotoretseptori membraani hüperpolarisatsiooni.

Infotöötlus võrkkestas

Võrkkesta närvivõrgu elemendid ja nende funktsioonid

Võrkkesta närvivõrk sisaldab nelja tüüpi närvirakke (joonis 5):

- ganglionrakud,
bipolaarsed rakud,
- amakriinrakud,
- horisontaalsed rakud.

Amakriinsed rakud paiknevad sarnaselt horisontaalsetega, kuid need moodustuvad kontaktidest mitte fotoretseptori rakkudega, vaid ganglionrakkudega.

Ergastuse levik võrkkestas

Võrkkesta neuronite elektrilised reaktsioonid

Bipolaarsete ja ganglionrakkude vastuvõtuväljad on ümara kujuga. Retseptiivses väljas saab eristada kesk- ja perifeerset osa (joon. 6). Retseptiivse välja kesk- ja perifeerse osa vaheline piir on dünaamiline ja võib valguse taseme muutumisel nihkuda.

Tabel 2. Ganglion- ja bipolaarsete rakkude klassid ja nende elektrilised reaktsioonid

Rakuklassid	Närvirakkude reaktsioon fotoretseptorite valgustamisel
	Poola Vabariigi keskosas	RP perifeerses osas
Bipolaarsed rakud PEAL tüüp	Depolarisatsioon	Hüperpolarisatsioon
Bipolaarsed rakud VÄLJAS tüüp	Hüperpolarisatsioon	Depolarisatsioon
Ganglionrakud PEAL tüüp
Ganglionrakud VÄLJAS tüüp	Hüperpolarisatsioon ja AP sageduse vähendamine	Depolarisatsioon ja AP sageduse suurenemine
Ganglionrakud PEAL- VÄLJAS tüüp	Need annavad lühikese ON-reaktsiooni paigalseisvale valgusstiimulile ja lühikese OFF-reaktsiooni nõrgenevale valgusele.

Visuaalse teabe töötlemine kesknärvisüsteemis

Nägemissüsteemi sensoorsed rajad

Võrkkesta ganglionrakkude müeliniseerunud aksonid saadetakse kahe nägemisnärvi osana ajju (joonis 7). Parem ja vasak nägemisnärv ühinevad kolju põhjas, moodustades optilise kiasmi. Siin lähevad kummagi silma võrkkesta mediaalsest poolest tulevad närvikiud kontralateraalsele poolele ja võrkkesta külgmiste poolte kiud jätkuvad ipsilateraalselt.

Enamik ganglionrakkude aksoneid lõpevad LCT-ga, samas kui mõned kiud järgnevad ülemisele kollikule, hüpotalamusele, ajutüve preektaalsele piirkonnale ja nägemistrakti tuumale.

Võrkkesta ja ülemise kollikuli vaheline ühendus reguleerib silmade liikumist.

Võrkkesta projektsioon hüpotalamusele ühendab endogeenseid ööpäevaseid rütme valguse taseme igapäevase kõikumisega.

Võrkkesta ja tüve preektaalse piirkonna vaheline ühendus on ülimalt oluline pupilli valendiku ja akommodatsiooni reguleerimiseks.

Visuaalse teabe töötlemine LCT-s

LCT neuronitel on ümmargused vastuvõtuväljad. Nende rakkude elektrilised reaktsioonid on sarnased ganglionrakkude omadega.

LCT-s on neuroneid, mis on erutatud, kui nende vastuvõtuväljas on valguse/tumeduse piir (kontrastsed neuronid) või kui see piir liigub vastuvõtuväljas (liikumisdetektorid).

Visuaalse teabe töötlemine esmases visuaalses ajukoores

Sõltuvalt vastusest valgusstiimulitele jagatakse kortikaalsed neuronid mitmesse klassi.

Vaatamata tohutule hulgale eksperimentaalsetele andmetele rakkude reageerimise mustrite kohta erinevatele visuaalsetele stiimulitele, ei ole siiani olemas täielikku teooriat, mis selgitaks visuaalse teabe töötlemise mehhanisme ajus. Me ei saa selgitada, kuidas võrkkesta, LCT ja kortikaalsete neuronite mitmekesised elektrilised reaktsioonid võimaldavad mustrituvastust ja muid visuaalse tajumise nähtusi.

Abivahendite funktsioonide reguleerimine

Silmade liigutuste reguleerimine. Osa ganglionrakkude kiududest järgneb ülemise colliculuse (keskaju) neuronitele, mis on ühendatud silma-, trochleaar- ja abducens närvide tuumadega, mille neuronid innerveerivad silmalihaste vöötlihaskiude. Ülemiste kolliikulite närvirakud saavad sünaptilisi sisendeid kaelalihaste vestibulaarsetelt retseptoritelt ja proprioretseptoritelt, mis võimaldab kehal koordineerida silmade liigutusi kehaliigutustega ruumis.

Visuaalse taju nähtused

Mustri äratundmine

Visuaalsel süsteemil on märkimisväärne võime objekt ära tunda mitmesugustel piltidel. Kujutise (tuttav nägu, kiri jne) tunneme ära, kui selle osad puuduvad, kui see sisaldab ebavajalikke elemente, kui see on ruumis erinevalt orienteeritud, erinevate nurkmõõtmetega, erinevate külgedega meie poole pööratud. jne P. (joonis 9). Selle nähtuse neurofüsioloogilisi mehhanisme uuritakse praegu intensiivselt.

Kuju ja suuruse püsivus

Ruumi sügavuse tajumine

Kattuvad kujutised aitavad hinnata ka nende suhtelist asukohta ruumis. Lähedase objekti kujutis võib kattuda kauge objekti kujutisega, kuid mitte vastupidi.

Ruumi vaikuse tajumine

Kui pärast ühe silma sulgemist vajutame sõrmega teisele silmamunale, näeme, et maailm meie ümber nihkub kõrvale. Tavatingimustes on ümbritsev maailm liikumatu, kuigi võrkkesta kujutis pidevalt “hüppab” silmamunade liikumise, pea pöörete ja keha asendi muutumise tõttu ruumis. Ümbritseva ruumi vaikuse tajumise tagab see, et visuaalsete piltide töötlemisel võetakse arvesse infot silmade liikumise, pea liikumise ja kehaasendi kohta ruumis. Visuaalne sensoorne süsteem suudab võrkkesta kujutise liikumisest "lahutada" oma silma ja keha liigutused.

Värvinägemise teooriad

Kolmekomponendiline teooria

Põhineb trikromaatiliste lisandite segamise põhimõttel. Selle teooria kohaselt töötavad kolme tüüpi koonused (tundlikud punase, rohelise ja sinise suhtes) iseseisvate retseptorisüsteemidena. Võrreldes kolme tüüpi koonuste signaalide intensiivsust, tekitab visuaalne sensoorne süsteem "virtuaalse lisandväärtuse" ja arvutab tegeliku värvi. Teooria autorid on Jung, Maxwell, Helmholtz.

Vastase värviteooria

See eeldab, et mis tahes värvi saab üheselt kirjeldada, näidates selle asukohta kahel skaalal - "sini-kollane", "punane-roheline". Nende skaalade poolustel lebavaid värve nimetatakse vastasvärvideks. Seda teooriat toetab tõsiasi, et võrkkestas, LCT-s ja ajukoores on neuroneid, mis aktiveeruvad, kui nende vastuvõtuväli on valgustatud punase valgusega, ja inhibeeritakse, kui valgus on roheline. Teised neuronid on kollasega kokku puutudes erutatud ja sinisega kokkupuutel pärsitud. Eeldatakse, et kui võrrelda neuronite ergastusastet "punase-rohelise" ja "kollase-sinise" süsteemides, saab visuaalne sensoorne süsteem arvutada valguse värviomadused. Teooria autorid on Mach, Goering.

Läbi silma, mitte silmaga
Mõistus teab, kuidas maailma vaadata.
William Blake

Tunni eesmärgid:

Hariduslik:

paljastada visuaalse analüsaatori struktuur ja tähendus, visuaalsed aistingud ja taju;
süvendada teadmisi silma kui optilise süsteemi ehitusest ja talitlusest;
selgitada, kuidas võrkkestale kujutised tekivad,
annab aimu lühinägelikkusest ja kaugnägelikkusest ning nägemise korrigeerimise tüüpidest.

Hariduslik:

arendada oskust jälgida, võrrelda ja teha järeldusi;
edasi areneda loogiline mõtlemine;
jätkuvalt kujundama ettekujutust ümbritseva maailma mõistete ühtsusest.

Hariduslik:

üles tooma ettevaatlik suhtumine oma tervisele, paljastage nägemishügieeni probleemid;
jätkuvalt arendada vastutustundlikku suhtumist õppimisse.

Varustus:

laud" Visuaalne analüsaator",
kokkupandav silmamudel,
märgpreparaat "Mammalian Eye"
jaotusmaterjalid koos illustratsioonidega.

Tundide ajal

1. Organisatsioonimoment.

2. Teadmiste uuendamine. Teema "Silma struktuur" kordamine.

3. Uue materjali selgitus:

Silma optiline süsteem.

Võrkkesta. Kujutiste moodustumine võrkkestale.

Optilised illusioonid.

Silma majutamine.

Mõlema silmaga nägemise eelis.

Silmade liikumine.

Visuaalsed defektid ja nende parandamine.

Visuaalne hügieen.

4. Konsolideerimine.

5. Tunni kokkuvõte. Lavastus kodutöö.

Teema "Silma struktuur" kordamine.

Bioloogia õpetaja:

Viimases tunnis uurisime teemat “Silma struktuur”. Meenutagem selle õppetunni materjali. Jätkake lauset:

1) Visuaalne ala ajupoolkerad asuvad...

2) annab silmale värvi...

3) Analüsaator koosneb...

4) Silma abiorganid on...

5) Silmamunal on... membraanid

6) Silmamuna kumer-nõgus lääts on ...

Rääkige joonise abil silma koostisosade ehitusest ja eesmärgist.

Uue materjali selgitus.

Bioloogia õpetaja:

Silm on loomade ja inimeste nägemisorgan. See on isereguleeruv seade. See võimaldab teil näha lähedasi ja kaugeid objekte. Objektiiv kas kahaneb peaaegu palliks või venib, muutes seeläbi fookuskaugust.

Silma optiline süsteem koosneb sarvkestast, läätsest ja klaaskehast.

Võrkkesta (silmapõhja kattev võrk) on 0,15–0,20 mm paksune ja koosneb mitmest närvirakkude kihist. Esimene kiht külgneb mustaga pigmendirakud. Selle moodustavad visuaalsed retseptorid - vardad ja koonused. Inimese võrkkestas on vardaid sadu kordi rohkem kui käbisid. Vardad erutuvad nõrgas hämaras väga kiiresti, kuid ei taju värvi. Käbid erutuvad aeglaselt ja ainult ereda valgusega - nad on võimelised tajuma värvi. Vardad jaotuvad võrkkestale ühtlaselt. Otse võrkkesta pupilli vastas on kollane laik, mis koosneb eranditult koonustest. Objekti uurides liigub pilk nii, et pilt langeb kollasele laigule.

Protsessid ulatuvad närvirakkudest. Võrkkesta ühes kohas kogunevad nad kimpu ja moodustuvad silmanärv. Rohkem kui miljon kiudu edastavad närviimpulsside kujul visuaalset teavet ajju. Seda kohta, kus puuduvad retseptorid, nimetatakse pimealaks. Objekti värvi, kuju, valgustuse ja selle detailide analüüs, mis sai alguse võrkkestast, lõpeb ajukoores. Siin kogutakse kogu teave, dešifreeritakse ja tehakse kokkuvõte. Selle tulemusena moodustub ettekujutus teemast. "Näeb" aju, mitte silm.

Seega on nägemine subkortikaalne protsess. See sõltub silmadest ajukooresse (kuklapiirkonda) tuleva teabe kvaliteedist.

Füüsika õpetaja:

Saime teada, et silma optiline süsteem koosneb sarvkestast, läätsest ja klaaskehast. Optilises süsteemis murdunud valgus annab võrkkestale vastavate objektide tegelikud, vähendatud pöördkujutised.

Esimene, kes tõestas, et võrkkesta kujutis on ümberpööratud, joonistades kiirte teekonna silma optilises süsteemis, oli Johannes Kepler (1571 - 1630). Selle järelduse kontrollimiseks võttis prantsuse teadlane René Descartes (1596 - 1650) härjasilma ja pärast selle tagaseinalt läbipaistmatu kihi mahakraapimist asetas selle aknaluugi sisse tehtud auku. Ja siis nägi ta silmapõhja poolläbipaistval seinal tagurpidi pilti aknast vaadeldavast pildist.

Miks me siis näeme kõiki objekte sellistena, nagu nad on, st. mitte tagurpidi?

Fakt on see, et nägemisprotsessi korrigeerib pidevalt aju, mis saab teavet mitte ainult silmade, vaid ka teiste meelte kaudu.

1896. aastal viis Ameerika psühholoog J. Stretton läbi enda peal katse. Ta pani ette spetsiaalsed prillid, tänu millele ei pööratud ümbritsevate objektide kujutised silma võrkkestale mitte tagurpidi, vaid ettepoole. Ja mida? Maailm Strettoni meelest pöördus pea peale. Ta hakkas kõiki objekte tagurpidi nägema. Seetõttu tekkis silmade töös teiste meeltega mittevastavus. Teadlasel tekkisid merehaiguse sümptomid. ajal kolm päeva ta tundis iiveldust. Kuid neljandal päeval hakkas keha normaliseeruma ja viiendal päeval hakkas Stretton tundma end samamoodi nagu enne katset. Teadlase aju harjus uute töötingimustega ja ta hakkas kõiki objekte uuesti otse nägema. Kui ta aga prillid eest võttis, läks kõik jälle pea peale. Pooleteise tunni jooksul nägemine taastus ja ta hakkas taas normaalselt nägema.

On uudishimulik, et selline kohanemine on iseloomulik ainult inimese ajule. Kui ühes katses pandi ahvile ümberpööratavad prillid, sai see sellise psühholoogilise löögi, et pärast mitme vale liigutuse tegemist ja kukkumist langes ta koomat meenutavasse seisundisse. Tema refleksid hakkasid hääbuma, vererõhk langes ning hingamine muutus kiireks ja pinnapealseks. Inimestel midagi sellist ei täheldata. Inimese aju ei saa aga alati hakkama võrkkestale saadud kujutise analüüsiga. Sellistel juhtudel tekivad visuaalsed illusioonid – vaadeldav objekt ei tundu meile sellisena, nagu ta tegelikult on.

Meie silmad ei suuda objektide olemust tajuda. Seetõttu ärge suruge neile peale mõistusepeteid. (Lucretius)

Visuaalsed enesepettused

Me räägime sageli "silma petmisest", "kuulmise petmisest", kuid need väljendid on valed. Puuduvad tunnete pettused. Filosoof Kant ütles selle kohta tabavalt: "Meeled ei peta meid mitte sellepärast, et nad hindavad alati õigesti, vaid sellepärast, et nad ei mõista üldse."

Mis meid siis niinimetatud meelte “pettustes” petab? Muidugi, mis antud juhul “kohtunikud”, s.t. meie enda aju. Tõesti, enamik optilised illusioonid sõltuvad ainult sellest, et me mitte ainult ei näe, vaid ka alateadlikult mõtleme ja eksitame end tahtmatult. Need on kohtuotsuse, mitte tunnete pettused.

Piltide galerii või see, mida näete

Tütar, ema ja vuntsidega isa?

Uhkelt päikest vaatav indiaanlane ja seljaga kapuutsis eskimo...

Noored ja vanad mehed

Noored ja vanad naised

Kas jooned on paralleelsed?

Kas nelinurk on ruut?

Kumb ellips on suurem - alumine või sisemine ülemine?

Mis on sellel joonisel suurem - kõrgus või laius?

Milline rida on esimese jätk?

Kas märkate ringi "raputamist"?

Teatavasti on läätse külge kinnitatud lihased võimelised muutma selle pindade kumerust ja seeläbi ka silma optilist võimsust. Kui vaatame kaugeid objekte, on need lihased pingevabas olekus ja läätse kumerus on suhteliselt väike. Lähedal asuvaid objekte vaadates suruvad silmalihased läätse kokku ning selle kumerus ja sellest tulenevalt optiline võimsus suureneb.

Silma võimet kohaneda nägemisega nii lähedalt kui kaugemalt nimetatakse majutus(ladina keelest accomodatio - seade).

Tänu majutusele õnnestub inimesel teravustada erinevate objektide pilte objektiivist samal kaugusel - võrkkestale.

Kui aga kõnealune objekt on väga lähedal, suureneb läätse deformeerivate lihaste pinge ja silma töö muutub väsitavaks. Normaalse silma jaoks on optimaalne lugemis- ja kirjutamiskaugus umbes 25 cm. Seda kaugust nimetatakse parima nägemise kauguseks.

Bioloogia õpetaja:

Mis eelise annab mõlema silmaga nägemine?

1. Inimese vaateväli suureneb.

2. Just tänu kahe silma olemasolule suudame eristada, milline objekt on meist lähemal ja kumb kaugemal.

Fakt on see, et parema ja vasaku silma võrkkest toodab üksteisest erinevaid pilte (vastab objektide vaatamisele justkui paremal ja vasakul). Mida lähemal objekt, seda märgatavam on see erinevus. See loob mulje vahemaade erinevusest. See sama silma võime võimaldab näha objekti kolmemõõtmelise ja mitte tasapinnalisena. Seda võimet nimetatakse stereoskoopiliseks nägemiseks. Mõlema ajupoolkera ühine töö tagab objektide, nende kuju, suuruse, asukoha ja liikumise eristamise. Mahulise ruumi mõju võib ilmneda juhtudel, kui käsitleme tasapinnalist pilti.

Vaadake pilti mitu minutit silmadest 20–25 cm kaugusel.

Vaata 30 sekundit luudale otsa vaatamata nõida.

Suunake oma pilk kiiresti lossi joonisele ja vaadake, lugedes 10-ni, väravaavasse. Avamisel näete hallil taustal valget nõida.

Kui vaatate oma silmi peeglist, märkate ilmselt, et mõlemad silmad teevad suuri ja peeneid liigutusi rangelt üheaegselt, samas suunas.

Kas silmad vaatavad alati kõike niimoodi? Kuidas käitume juba tuttavas ruumis? Miks me vajame silmade liigutusi? Neid on vaja esmaseks ülevaatuseks. Uurides moodustame tervikliku pildi ja see kõik kantakse üle mällu. Seetõttu pole silmade liigutamine vajalik tuntud objektide äratundmiseks.

Füüsika õpetaja:

Nägemise üks peamisi omadusi on teravus. Inimeste nägemine muutub vanusega, sest... lääts kaotab elastsuse ja võime muuta oma kumerust. Ilmub kaugnägelikkus või lühinägelikkus.

Müoopia on nägemispuudulikkus, mille korral paralleelsed kiired kogunevad pärast silma murdumist mitte võrkkestale, vaid läätsele lähemale. Pildid kauged objektid seetõttu näivad need võrkkestal hägused ja udused. Võrkkestale terava pildi saamiseks tuleb kõnealune objekt silmale lähemale tuua.

Lühinägeliku inimese parima nägemise kaugus on alla 25 cm. Seetõttu on sarnase reeniumipuudusega inimesed sunnitud teksti lugema, asetades selle silmade lähedale. Müoopia võib olla tingitud järgmistest põhjustest:

silma liigne optiline võimsus;
silma pikenemine piki selle optilist telge.

Tavaliselt areneb see välja kooliaastaid ja seda seostatakse tavaliselt pikaajalise lugemise või kirjutamisega, eriti ebapiisava valgustuse ja valgusallikate ebaõige paigutuse korral.

Kaugnägelikkus on nägemise defekt, mille korral paralleelsed kiired pärast silma murdumist koonduvad sellise nurga all, et fookus ei asu mitte võrkkestal, vaid selle taga. Võrkkesta kaugemate objektide kujutised osutuvad jällegi uduseks ja uduseks.

Bioloogia õpetaja:

Nägemisväsimuse vältimiseks on mitmeid harjutusi. Pakume teile mõnda neist:

valik 1 (kestus 3-5 minutit).

1. Lähteasend - istumine mugavas asendis: selg sirge, silmad lahti, pilk suunatud otse. Seda on väga lihtne teha, ilma stressita.

Suunake oma pilk vasakule - otse, paremale - otse, üles - otse, alla - otse, viivituseta röövitud asendis. Korda 1-10 korda.

2. Nihutage pilku diagonaalselt: vasakule - alla - otse, paremale - üles - otse, paremale - alla - otse, vasakule - üles - otse. Ja suurendage järk-järgult viivitusi röövitud asendis, hingamine on vabatahtlik, kuid veenduge, et viivitust poleks. Korda 1-10 korda.

3. Ringikujulised liigutused silm: 1 kuni 10 ringi vasakule ja paremale. Alguses kiiremini, seejärel vähendage järk-järgult tempot.

4. Vaadake silmadest 30 cm kaugusel hoitud sõrme või pliiatsi otsa ja seejärel kaugusesse. Korrake mitu korda.

5. Vaata pingsalt ja liikumatult otse ette, püüdes selgemalt näha, seejärel pilguta mitu korda silmi. Pigistage silmalauge, seejärel pilgutage mitu korda.

6. Fookuskauguse muutmine: vaadake ninaotsa, seejärel kaugusesse. Korrake mitu korda.

7. Masseeri silmalauge, silitades neid õrnalt nimetissõrmega ja keskmise sõrmega suunas ninast kuni oimukohtadeni. Või: sulgege silmad ja kasutage väga õrnalt puudutades peopesade padjandeid, et liikuda mööda ülemisi silmalaugusid oimukohtadest ninasillani ja tagasi, kokku 10 korda keskmise tempoga.

8. Hõõruge peopesad kokku ja katke nendega lihtsalt, ilma pingutuseta oma varem suletud silmad, et need 1 minutiks täielikult valguse eest varjata. Kujutage ette, et olete sukeldunud täielikku pimedusse. Avatud silmad.

2. võimalus (kestus 1-2 minutit).

1. 1-2 loendamisel fikseeruvad silmad lähedasele (kaugus 15-20 cm) 3-7 loendamisel, pilk kandub kaugel asuvale objektile; Arvestades 8, suunatakse pilk uuesti lähimale objektile.

2. Kui pea on liikumatu, lugedes 1, pöörake silmi vertikaalselt üles, lugedes 2, alla, siis uuesti üles. Korda 10-15 korda.

3. Sulgege silmad 10-15 sekundiks, avage ja liigutage silmi paremale ja vasakule, seejärel üles-alla (5 korda). Vabalt, pingevabalt suuna pilk kaugusesse.

Valik 3 (kestus 2-3 minutit).

Harjutused sooritatakse istuvas asendis, tooli seljatoega.

1. Vaadake 2-3 sekundit otse ette, seejärel langetage silmad 3-4 sekundiks alla. Korda harjutust 30 sekundit.

2. Tõstke silmad üles, langetage alla, vaadake paremale, siis vasakule. Korda 3-4 korda. Kestus 6 sekundit.

3. Tõstke silmad üles, tehke nendega ringjaid liigutusi vastupäeva, seejärel päripäeva. Korda 3-4 korda.

4. Sule silmad tihedalt 3-5 sekundiks, ava 3-5 sekundiks. Korda 4-5 korda. Kestus 30-50 sekundit.

Konsolideerimine.

Pakutakse ebastandardseid olukordi.

1. Lühinägelik õpilane tajub tahvlile kirjutatud tähti uduste ja ebaselgetena. Ta peab oma nägemist pingutama, et oma silm mahutada kas tahvlile või märkmikule, mis on kahjulik nii nägemis- kui ka närvisüsteemile. Soovitage koolilastele selliste prillide kujundust, et vältida stressi tahvlilt teksti lugemisel.

2. Kui inimese silmalääts muutub häguseks (näiteks katarakti korral), eemaldatakse see tavaliselt ja asendatakse plastikläätsega. Selline asendus jätab silmad ilma kohanemisvõimest ja patsient peab kasutama prille. Hiljuti alustas Saksamaa kunstläätsede tootmist, mis suudab ise teravustada. Arvake ära, milline disainifunktsioon silma majutuseks leiutati?

3. H.G.Wells kirjutas romaani "Nähtamatu mees". Agressiivne nähtamatu isiksus tahtis allutada kogu maailma. Mõelge, mis sellel ideel viga on? Millal on keskkonnas olev objekt nähtamatu? Kuidas näeb nähtamatu mehe silm?

Tunni kokkuvõte. Kodutöö seadmine.

§ 57, 58 (bioloogia),
§ 37.38 (füüsika), pakkuda mittestandardseid ülesandeid õpitud teemal (vabatahtlik).

Tähtis on teada võrkkesta ehitust ja seda, kuidas me visuaalset infot vastu võtame, vähemalt kõige üldisemal kujul.

1. Vaadake silmade struktuuri. Pärast seda, kui valguskiired läbivad läätse, tungivad nad läbi klaaskeha ja jõuavad sisemisse, väga õhuke kest silmad - võrkkest. Just tema mängib pildi jäädvustamisel peamist rolli. Võrkkesta on meie visuaalse analüsaatori keskne lüli.

Võrkkesta külgneb soonkesta, kuid paljudes piirkondades on see lahti. Siin kipub see erinevate haiguste tõttu ketendama. Võrkkesta haiguste korral on koroid väga sageli seotud patoloogilise protsessiga. Mitte koroidis närvilõpmed Seetõttu pole haigena valu, mis tavaliselt annab märku mingist probleemist.

Valgust vastuvõtva võrkkesta võib funktsionaalselt jagada keskseks (tähni piirkond) ja perifeerseks (kogu võrkkesta ülejäänud pind). Vastavalt sellele eristavad nad keskne nägemine, mis võimaldab selgelt näha väikesed osad objektid ja perifeerne nägemine, kus objekti kuju tajutakse ebaselgemini, kuid selle abil toimub ruumis orienteerumine.

2. Võrkkestal on keeruline mitmekihiline struktuur. See koosneb fotoretseptoritest (spetsiaalne neuroepiteel) ja närvirakkudest. Silma võrkkestas asuvad fotoretseptorid jagunevad kahte tüüpi, mida nimetatakse nende kuju järgi: koonused ja vardad. Vardad (neid on võrkkestas umbes 130 miljonit) on väga valgustundlikud ja võimaldavad teil näha halb valgustus, vastutavad nad ka perifeerse nägemise eest. Koonused (neid on võrkkestas umbes 7 miljonit), vastupidi, nõuavad nende ergutamiseks rohkem valgust, kuid need võimaldavad teil näha väikseid detaile (vastutavad keskse nägemise eest) ja võimaldavad eristada värve. . Suurim koonuste kontsentratsioon on võrkkesta piirkonnas, mida tuntakse makula või maakulana, mis võtab enda alla umbes 1% võrkkestast.

Vardad sisaldavad visuaalselt lillat värvi, tänu millele erutuvad nad väga kiiresti ja nõrga valgusega. A-vitamiin osaleb visuaalse lilla moodustumisel, mille puudusel tekib nn ööpimedus. Koonused ei sisalda visuaalselt lillat värvi, seetõttu erutuvad need aeglaselt ja ainult ereda valgusega, kuid nad on võimelised värvi tajuma: kolme tüüpi koonuste (sinine, roheline ja punane) välimised segmendid sisaldavad visuaalseid pigmente. kolme tüüpi, on neeldumisspektri maksimumid spektri sinises, rohelises ja punases piirkonnas.

3 . Võrkkesta välimistes kihtides asuvates varrastes ja koonustes muundatakse valgusenergia närvikoes elektrienergiaks. Võrkkesta välimistes kihtides tekkivad impulsid jõuavad selle sisemistes kihtides paiknevate vahepealsete neuroniteni ja seejärel närvirakkudeni. Nende närvirakkude protsessid koonduvad radiaalselt võrkkesta ühte piirkonda ja moodustavad silmapõhja uurimisel nähtava optilise ketta.

Nägemisnärv koosneb võrkkesta närvirakkude protsessidest ja väljub silmamunast selle tagumise pooluse lähedal. See edastab signaale närvilõpmetest ajju.

Silmast lahkudes jaguneb nägemisnärv kaheks pooleks. Sisemine pool lõikub teise silma sama poolega. Iga silma võrkkesta parem pool edastab nägemisnärvi parem pool pildid sisse parem pool aju ja võrkkesta vasak pool, vastavalt pildi vasak pool - sisse vasak pool aju. Üldpildi sellest, mida näeme, loob otse aju.

Seega algab visuaalne tajumine kujutise võrkkestale projitseerimisega ja fotoretseptorite ergastamisega ning seejärel töödeldakse saadud teavet järjestikku subkortikaalses ja kortikaalses. visuaalsed keskused. Selle tulemusena tekib visuaalne pilt, mis tänu visuaalse analüsaatori koostoimele teiste analüsaatoritega ja kogunenud kogemusele (visuaalne mälu) peegeldab õigesti objektiivset reaalsust. Silma võrkkest tekitab objektist vähendatud ja ümberpööratud kujutise, kuid me näeme kujutist püstises asendis ja reaalses suuruses. See juhtub ka seetõttu, et koos visuaalsete piltidega satuvad ajju ka silmaväliste lihaste närviimpulsid, näiteks kui vaatame üles, pööravad lihased silmi ülespoole. Silmalihased töötavad pidevalt, kirjeldades objekti kontuure ja need liigutused salvestab ka aju.

Silma struktuur.

Inimsilm on visuaalne analüsaator, mille kaudu saame 95% meid ümbritseva maailma teabest. Tänapäeva inimesele peame terve päeva töötama lähedaste objektidega: arvutiekraani vaatama, lugema jne. Meie silmad on tohutu koormuse all, mille tagajärjel kannatavad paljud inimesed silmahaigused, visuaalsed defektid. Igaüks peaks teadma, kuidas silm töötab ja millised on selle funktsioonid.

Silm on optiline süsteem, millel on peaaegu sfääriline kuju. Silm on sfääriline keha, mille läbimõõt on umbes 25 mm ja mass on 8 g. Silma seinad moodustavad kolm membraani. Välimine tunica albuginea koosneb tihedast läbipaistmatust sidekoe. See võimaldab silmal oma kuju säilitada. Silma järgmine kiht on soonkesta, see sisaldab kõike veresooned, toites silma kudesid. Kooroid on must, kuna selle rakud sisaldavad musta pigmenti, mis neelab valguskiiri, takistades nende hajumist silma ümber. Kooroid läheb iirisesse 2, kl erinevad inimesed sellel on erinevad värvid, mis määrab silmade värvi. Iiris on ümmargune lihaseline diafragma, mille keskel on väike auk – pupill 3. See on must, kuna koht, kust valguskiired ei välju, on meie jaoks must. Pupilli kaudu tungivad valguskiired silma, kuid ei tule sealt tagasi, justkui jääksid nad kinni. Pupill reguleerib valguse voolu silma, ahendab või laieneb refleksiivselt mm olenevalt valgustusest.

Sarvkesta ja vikerkesta vahel on vesine vedelik, mille taga - objektiiv 4. Objektiiv on kaksikkumer lääts, see on elastne ja võib ripslihase 5 abil muuta oma kumerust, mistõttu on tagatud valguskiirte täpne teravustamine. . Läätse murdumisnäitaja on 1,45. Objektiivi taga on klaaskeha 6, mis täidab silma põhiosa. Klaaskeha ja vesivedeliku murdumisnäitaja on peaaegu sama, mis veel – 1,33. Kõvakesta tagasein on kaetud väga õhukeste kiududega, mis ääristavad silma põhja ja mida nimetatakse võrkkesta 7. Need kiud on nägemisnärvi hargnemine. Kujutis ilmub silma võrkkestale. Parima pildi kohta, mis asub nägemisnärvi väljapääsu kohal, nimetatakse kollane laik 8 ja võrkkesta piirkonda, kus silmast väljub nägemisnärv, mis ei tekita kujutist, nimetatakse varjatud koht 9.

Pilt silmas.

Vaatame nüüd silma kui optilist süsteemi. See hõlmab sarvkesta, läätse ja klaaskeha. Peamine roll pildi loomisel kuulub objektiivile. See fokusseerib kiired võrkkestale, mille tulemuseks on tõeliselt vähendatud ümberpööratud objektide kujutis, mille aju korrigeerib püstiseks. Kiired on keskendunud võrkkestale, edasi tagasein silmad.

Jaotises "Eksperimendid" on näide sellest, kuidas saate silmast peegelduvate kiirte poolt tekitatud pildi pupillil olevast valgusallikast.

Tähtis on teada võrkkesta ehitust ja seda, kuidas me visuaalset infot vastu võtame, vähemalt kõige üldisemal kujul.

1. Vaadake silmade struktuuri. Pärast seda, kui valguskiired läbivad läätse, tungivad nad läbi klaaskeha ja sisenevad silma sisemisse, väga õhukesesse kihti - võrkkesta. Just tema mängib pildi jäädvustamisel peamist rolli. Võrkkesta on meie visuaalse analüsaatori keskne lüli.

Võrkkesta külgneb koroidiga, kuid paljudes piirkondades on see lahti. Siin kipub see erinevate haiguste tõttu ketendama. Võrkkesta haiguste korral on koroid väga sageli seotud patoloogilise protsessiga. Kooroidis puuduvad närvilõpmed, seega kui see on haige, siis valu ei teki, mis tavaliselt annab märku mingist probleemist.

Valgust vastuvõtva võrkkesta võib funktsionaalselt jagada keskseks (tähni piirkond) ja perifeerseks (kogu võrkkesta ülejäänud pind). Sellest lähtuvalt eristatakse tsentraalset nägemist, mis võimaldab selgelt uurida objektide pisidetaile, ja perifeerset nägemist, mille puhul tajutakse objekti kuju vähem selgelt, kuid selle abil toimub ruumis orienteerumine.

2. Võrkkestal on keeruline mitmekihiline struktuur. See koosneb fotoretseptoritest (spetsiaalne neuroepiteel) ja närvirakkudest. Silma võrkkestas asuvad fotoretseptorid jagunevad kahte tüüpi, mida nimetatakse nende kuju järgi: koonused ja vardad. Vardad (neid on võrkkestas umbes 130 miljonit) on väga valgustundlikud ja võimaldavad teil näha halvas valguses, nad vastutavad ka perifeerse nägemise eest. Koonused (neid on võrkkestas umbes 7 miljonit), vastupidi, nõuavad nende ergutamiseks rohkem valgust, kuid need võimaldavad teil näha väikseid detaile (vastutavad keskse nägemise eest) ja võimaldavad eristada värve. . Suurim koonuste kontsentratsioon on võrkkesta piirkonnas, mida tuntakse makula või maakulana, mis võtab enda alla umbes 1% võrkkestast.

Vardad sisaldavad visuaalselt lillat värvi, tänu millele erutuvad nad väga kiiresti ja nõrga valgusega. A-vitamiin osaleb visuaalse lilla moodustumisel, mille puudusel tekib nn ööpimedus. Koonused ei sisalda visuaalset lillat, seetõttu ergastab neid aeglaselt ainult ere valgus, kuid nad on võimelised tajuma värve: kolme tüüpi koonuste välimised segmendid (sinine-, roheline- ja punane-tundlik) sisaldavad kolme tüüpi visuaalset. pigmendid, mille maksimaalsed neeldumisspektrid asuvad spektri sinises, rohelises ja punases piirkonnas.

Nägemisnärv koosneb võrkkesta närvirakkude protsessidest ja väljub silmamunast selle tagumise pooluse lähedal. See edastab signaale närvilõpmetest ajju.

Silmast lahkudes jaguneb nägemisnärv kaheks pooleks. Sisemine pool lõikub teise silma sama poolega. Kummagi silma võrkkesta parem pool edastab pildi parema osa nägemisnärvi kaudu aju paremale poolele ja võrkkesta vasak pool vastavalt vasaku osa kujutise vasakusse poole. aju. Üldpildi sellest, mida näeme, loob otse aju.

Seega algab visuaalne tajumine kujutise võrkkestale projitseerimise ja fotoretseptorite ergastamisega ning seejärel töödeldakse saadud teavet järjestikku subkortikaalsetes ja kortikaalsetes nägemiskeskustes. Selle tulemusena tekib visuaalne pilt, mis tänu visuaalse analüsaatori koostoimele teiste analüsaatoritega ja kogunenud kogemusele (visuaalne mälu) peegeldab õigesti objektiivset reaalsust. Silma võrkkest tekitab objektist vähendatud ja ümberpööratud kujutise, kuid me näeme kujutist püstises asendis ja reaalses suuruses. See juhtub ka seetõttu, et koos visuaalsete piltidega satuvad ajju ka silmaväliste lihaste närviimpulsid, näiteks kui vaatame üles, pööravad lihased silmi ülespoole. Silmalihased töötavad pidevalt, kirjeldades objekti kontuure ja need liigutused salvestab ka aju.

Läbi silma, mitte silmaga
Mõistus teab, kuidas maailma vaadata.
William Blake

Tunni eesmärgid:

Hariduslik:

paljastada visuaalse analüsaatori struktuur ja tähendus, visuaalsed aistingud ja taju;
süvendada teadmisi silma kui optilise süsteemi ehitusest ja talitlusest;
selgitada, kuidas võrkkestale kujutised tekivad,
annab aimu lühinägelikkusest ja kaugnägelikkusest ning nägemise korrigeerimise tüüpidest.

Hariduslik:

arendada oskust jälgida, võrrelda ja teha järeldusi;
jätkata loogilise mõtlemise arendamist;
jätkuvalt kujundama ettekujutust ümbritseva maailma mõistete ühtsusest.

Hariduslik:

kasvatada hoolivat suhtumist oma tervisesse, tegeleda visuaalse hügieeni küsimustega;
jätkuvalt arendada vastutustundlikku suhtumist õppimisse.

Varustus:

tabel "Visuaalne analüsaator",
kokkupandav silmamudel,
märgpreparaat "Mammalian Eye"
jaotusmaterjalid koos illustratsioonidega.

Tundide ajal

1. Organisatsioonimoment.

2. Teadmiste uuendamine. Teema "Silma struktuur" kordamine.

3. Uue materjali selgitus:

Silma optiline süsteem.

Võrkkesta. Kujutiste moodustumine võrkkestale.

Optilised illusioonid.

Silma majutamine.

Mõlema silmaga nägemise eelis.

Silmade liikumine.

Visuaalsed defektid ja nende parandamine.

Visuaalne hügieen.

4. Konsolideerimine.

5. Tunni kokkuvõte. Kodutöö seadmine.

Teema "Silma struktuur" kordamine.

Bioloogia õpetaja:

Viimases tunnis uurisime teemat “Silma struktuur”. Meenutagem selle õppetunni materjali. Jätkake lauset:

1) Ajupoolkerade visuaalne tsoon asub ...

2) annab silmale värvi...

3) Analüsaator koosneb...

4) Silma abiorganid on...

5) Silmamunal on... membraanid

6) Silmamuna kumer-nõgus lääts on ...

Rääkige joonise abil silma koostisosade ehitusest ja eesmärgist.

Uue materjali selgitus.

Bioloogia õpetaja:

Silma optiline süsteem koosneb sarvkestast, läätsest ja klaaskehast.

Võrkkesta (silmapõhja kattev võrk) on 0,15–0,20 mm paksune ja koosneb mitmest närvirakkude kihist. Esimene kiht külgneb mustade pigmendirakkudega. Selle moodustavad visuaalsed retseptorid - vardad ja koonused. Inimese võrkkestas on vardaid sadu kordi rohkem kui käbisid. Vardad erutuvad nõrgas hämaras väga kiiresti, kuid ei taju värvi. Käbid erutuvad aeglaselt ja ainult ereda valgusega - nad on võimelised tajuma värvi. Vardad jaotuvad võrkkestale ühtlaselt. Otse võrkkesta pupilli vastas on kollane laik, mis koosneb eranditult koonustest. Objekti uurides liigub pilk nii, et pilt langeb kollasele laigule.

Protsessid ulatuvad närvirakkudest. Võrkkesta ühes kohas kogunevad nad kimpu ja moodustavad nägemisnärvi. Rohkem kui miljon kiudu edastavad närviimpulsside kujul visuaalset teavet ajju. Seda kohta, kus puuduvad retseptorid, nimetatakse pimealaks. Objekti värvi, kuju, valgustuse ja selle detailide analüüs, mis sai alguse võrkkestast, lõpeb ajukoores. Siin kogutakse kogu teave, dešifreeritakse ja tehakse kokkuvõte. Selle tulemusena moodustub ettekujutus teemast. "Näeb" aju, mitte silm.

Seega on nägemine subkortikaalne protsess. See sõltub silmadest ajukooresse (kuklapiirkonda) tuleva teabe kvaliteedist.

Füüsika õpetaja:

Miks me siis näeme kõiki objekte sellistena, nagu nad on, st. mitte tagurpidi?

Fakt on see, et nägemisprotsessi korrigeerib pidevalt aju, mis saab teavet mitte ainult silmade, vaid ka teiste meelte kaudu.

1896. aastal viis Ameerika psühholoog J. Stretton läbi enda peal katse. Ta pani ette spetsiaalsed prillid, tänu millele ei pööratud ümbritsevate objektide kujutised silma võrkkestale mitte tagurpidi, vaid ettepoole. Ja mida? Maailm Strettoni meelest pöördus pea peale. Ta hakkas kõiki objekte tagurpidi nägema. Seetõttu tekkis silmade töös teiste meeltega mittevastavus. Teadlasel tekkisid merehaiguse sümptomid. Kolm päeva tundis ta iiveldust. Kuid neljandal päeval hakkas keha normaliseeruma ja viiendal päeval hakkas Stretton tundma end samamoodi nagu enne katset. Teadlase aju harjus uute töötingimustega ja ta hakkas kõiki objekte uuesti otse nägema. Kui ta aga prillid eest võttis, läks kõik jälle pea peale. Pooleteise tunni jooksul nägemine taastus ja ta hakkas taas normaalselt nägema.

Meie silmad ei suuda objektide olemust tajuda. Seetõttu ärge suruge neile peale mõistusepeteid. (Lucretius)

Visuaalsed enesepettused

Mis meid siis niinimetatud meelte “pettustes” petab? Muidugi, mis antud juhul “kohtunikud”, s.t. meie enda aju. Tõepoolest, enamik optilistest illusioonidest sõltuvad ainult sellest, et me mitte ainult ei näe, vaid ka alateadlikult mõtleme ja eksitame end tahtmatult. Need on kohtuotsuse, mitte tunnete pettused.

Piltide galerii või see, mida näete

Tütar, ema ja vuntsidega isa?

Uhkelt päikest vaatav indiaanlane ja seljaga kapuutsis eskimo...

Noored ja vanad mehed

Noored ja vanad naised

Kas jooned on paralleelsed?

Kas nelinurk on ruut?

Kumb ellips on suurem - alumine või sisemine ülemine?

Mis on sellel joonisel suurem - kõrgus või laius?

Milline rida on esimese jätk?

Kas märkate ringi "raputamist"?

Silma võimet kohaneda nägemisega nii lähedalt kui kaugemalt nimetatakse majutus(ladina keelest accomodatio - seade).

Tänu majutusele õnnestub inimesel teravustada erinevate objektide pilte objektiivist samal kaugusel - võrkkestale.

Bioloogia õpetaja:

Mis eelise annab mõlema silmaga nägemine?

1. Inimese vaateväli suureneb.

2. Just tänu kahe silma olemasolule suudame eristada, milline objekt on meist lähemal ja kumb kaugemal.

Vaadake pilti mitu minutit silmadest 20–25 cm kaugusel.

Vaata 30 sekundit luudale otsa vaatamata nõida.

Suunake oma pilk kiiresti lossi joonisele ja vaadake, lugedes 10-ni, väravaavasse. Avamisel näete hallil taustal valget nõida.

Kui vaatate oma silmi peeglist, märkate ilmselt, et mõlemad silmad teevad suuri ja peeneid liigutusi rangelt üheaegselt, samas suunas.

Füüsika õpetaja:

Nägemise üks peamisi omadusi on teravus. Inimeste nägemine muutub vanusega, sest... lääts kaotab elastsuse ja võime muuta oma kumerust. Ilmub kaugnägelikkus või lühinägelikkus.

Müoopia on nägemispuudulikkus, mille korral paralleelsed kiired kogunevad pärast silma murdumist mitte võrkkestale, vaid läätsele lähemale. Seetõttu paistavad kaugemate objektide kujutised võrkkestal hägused ja udused. Võrkkestale terava pildi saamiseks tuleb kõnealune objekt silmale lähemale tuua.

silma liigne optiline võimsus;
silma pikenemine piki selle optilist telge.

Tavaliselt areneb see välja kooliaastatel ja on tavaliselt seotud pikaajalise lugemise või kirjutamisega, eriti kui on ebapiisav valgustus ja valgusallikate ebaõige paigutus.

Bioloogia õpetaja:

Nägemisväsimuse vältimiseks on mitmeid harjutusi. Pakume teile mõnda neist:

valik 1 (kestus 3-5 minutit).

1. Lähteasend - istumine mugavas asendis: selg sirge, silmad lahti, pilk suunatud otse. Seda on väga lihtne teha, ilma stressita.

Suunake oma pilk vasakule - otse, paremale - otse, üles - otse, alla - otse, viivituseta röövitud asendis. Korda 1-10 korda.

3. Ringikujulised silmade liigutused: 1 kuni 10 ringi vasakule ja paremale. Alguses kiiremini, seejärel vähendage järk-järgult tempot.

4. Vaadake silmadest 30 cm kaugusel hoitud sõrme või pliiatsi otsa ja seejärel kaugusesse. Korrake mitu korda.

5. Vaata pingsalt ja liikumatult otse ette, püüdes selgemalt näha, seejärel pilguta mitu korda silmi. Pigistage silmalauge, seejärel pilgutage mitu korda.

6. Fookuskauguse muutmine: vaadake ninaotsa, seejärel kaugusesse. Korrake mitu korda.

2. võimalus (kestus 1-2 minutit).

1. 1-2 loendamisel fikseeruvad silmad lähedasele (kaugus 15-20 cm) 3-7 loendamisel, pilk kandub kaugel asuvale objektile; Arvestades 8, suunatakse pilk uuesti lähimale objektile.

2. Kui pea on liikumatu, lugedes 1, pöörake silmi vertikaalselt üles, lugedes 2, alla, siis uuesti üles. Korda 10-15 korda.

3. Sulgege silmad 10-15 sekundiks, avage ja liigutage silmi paremale ja vasakule, seejärel üles-alla (5 korda). Vabalt, pingevabalt suuna pilk kaugusesse.

Valik 3 (kestus 2-3 minutit).

Harjutused sooritatakse istuvas asendis, tooli seljatoega.

1. Vaadake 2-3 sekundit otse ette, seejärel langetage silmad 3-4 sekundiks alla. Korda harjutust 30 sekundit.

2. Tõstke silmad üles, langetage alla, vaadake paremale, siis vasakule. Korda 3-4 korda. Kestus 6 sekundit.

3. Tõstke silmad üles, tehke nendega ringjaid liigutusi vastupäeva, seejärel päripäeva. Korda 3-4 korda.

4. Sule silmad tihedalt 3-5 sekundiks, ava 3-5 sekundiks. Korda 4-5 korda. Kestus 30-50 sekundit.

Konsolideerimine.

Pakutakse ebastandardseid olukordi.

Tunni kokkuvõte. Kodutöö seadmine.

§ 57, 58 (bioloogia),
§ 37.38 (füüsika), pakkuda mittestandardseid ülesandeid õpitud teemal (vabatahtlik).

Loe ka

Konsultatsioon proktoloogiga

Kuidas koerale õigesti süsti teha

2023-11-03 01:38:00 Kommentaarid veel puuduvad

Traditsiooniline hemorroidide ravi

Sharapovo, sorteerimiskeskus: kus see asub, kirjeldus, funktsioonid

2023-11-03 01:38:00 Kommentaarid veel puuduvad

Hemorroidide ennetamine

Usaldusväärsus – mõõtmistehnika korduval rakendamisel saadud tulemuste järjepidevuse aste

2023-11-03 01:38:00 Kommentaarid veel puuduvad