ГОУ ВПО Челябинский государственный  университет 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по дисциплине «ОМЗ и БЖ»

Тема: «Зрительная система.

Строение  зрительного анализатора» 
 
 
 

Выполнил: студент Каримов Р.Р. 

Факультет: лингвистики и перевода

Группа: ЛПБА-101   

Проверил(а): Долгова Р.А.  

Оценка: __      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Челябинск, 2010

     Введение.

 

     Зри́тельная систе́ма — оптикобиологи-ческая бинокулярная система, эволюционно воз-никшая у животных и способная воспринимать электромагнитное излучение видимого спектра (света), создавая изображение, в виде ощущения (сенсо́рного чувства) положения предметов в пространстве. Зрительная система обеспечивает функцию зрения.

     Зрительная  система у млекопитающих включает следующие анатомические образова-ния: глаз, в частности хрусталик, сетчатка (вспо-могательные структуры: мышцы глаза, век и слёзный аппарат), зрительные нервы, хиазма, зрительный тракт, латеральное коленчатое тело промежуточного мозга, передние бугры четве-рохолмия среднего мозга, зрительная радиация, зрительная кора.

      У человека и многих других животных существует бинокулярное зрение, обеспечиваю-щее объёмное изображение. У многих дневных животных существует цветовое зрение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Глаза

 

     У животных и человека органами зрения являются глаза. Высокоорганизованными (способными создавать изображения  предметов и обеспечивать предметное зрение) глазами обладают, помимо позвоночных, головоногие моллюски и многие членистоногие, а также отдельные представители  других типов животных — книдарий, кольчатых червей, плоских червей. Фасеточные глаза насекомых имеют принципиально отличное строение по сравнению с камерными глазами позвоночных и головоногих, однако связаны с ними постепенными переходами сравнительно-морфологического ряда.

     Существуют  сходные по функции со зрением  другие системы ориентации в пространстве, например, ультразвуковая эхолокация летучих мышей и китообразных, позволяющая им обнаруживать мельчайшие объекты, электролокация некоторых  рыб и утконоса, тепловая локация  гремучих змей.

     Зрение  млекопитающих

 

     Мутация, некогда реализованная у одного из прапредков млекопитающих и закрепившаяся  во всём классе, сократила число  видов цветовых рецепторов колбочек до двух. Полагают, что предки млекопитающих  — мелкие грызуны — вели ночной образ жизни и компенсировали эту потерю значительным развитием  сумеречного зрения (с помощью  рецепторов — палочек).

     Позже, однако, у приматов (в т.ч. человека) другая мутация вызвала появление  третьего типа колбочек — цветовых рецепторов. Это было вызвано расширением  экологической ниши млекопитающих, переходом части видов к дневному образу жизни, в том числе на деревьях. Мутация была вызвана появлением изменённой копии гена, отвечающего  за восприятие средней, зелёночувствительной области спектра. Она обеспечила лучшее распознавание объектов «дневного  мира» — плодов, цветов, листьев.

     Глаз  человека состоит из глазного яблока и зрительного нерва с его  оболочками. У человека и позвоночных  имеется по два глаза, расположенных  в глазных впадинах черепа.

     Глаз  человека

     Стереоскопическое зрение

     У многих видов, образ жизни которых  требует хорошей оценки расстояния до объекта, глаза смотрят скорее вперёд, нежели в стороны. Так, у горных баранов, леопардов, обезьян обеспечивается лучшее стереоскопическое зрение, которое  помогает оценивать расстояние перед  прыжком. Человек также имеет  хорошее стереоскопическое зрение (см. ниже, раздел Бинокулярное и стереоскопическое  зрение).

     Альтернативный  механизм оценки расстояния до объекта  реализован у некоторых птиц, глаза  которых расположены по разным сторонам головы, а поле объёмного зрения невелико. Так, куры совершают постоянные колебательные движения головой, при  этом изображение на сетчатке быстро смещается, обратно пропорционально  расстоянию до объекта. Мозг обрабатывает сигнал, что позволяет поймать мелкую добычу клювом с высокой точностью.

     Глаза каждого человека внешне кажутся  идентичными, но всё же функционально  несколько различны, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение  ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие  в непрозрачном экране (дырочка в  листе бумаги на расстоянии 20—30 см) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову, поочередно закрыть правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.

     Физиология  зрения человека

     Из-за большого числа этапов процесса зрительного  восприятия его отдельные ха-рактеристики рассматриваются с точки зрения разных наук — оптики, психологии, физио-логии, химии.

     Бинокулярное  и стереоскопическое  зрение

     Бинокулярное  зрение у человека, как и у других млекопитающих, а также птиц и  рыб, обеспечивается наличием двух глаз, информация от которых обрабатывается сначала раздельно и параллельно, а затем синтезируется в мозгу  в зрительный образ. У далеких  филогенетических предшественников человека глаза были расположены латерально, их зрительные поля не перекрывались  и каждый глаз был связан только с противоположным полушарием мозга  — контралатерально. В процессе эволюции у некоторых позвоночных, в том числе и у предков  человека в связи с приобретением  стереоскопического зрения, глаза переместились  вперёд. Это привело к перекрытию левого и правого зрительных полей  и к появлению новых ипсилатеральных  связей: левый глаз — левое полушарие, правый глаз — правое. Таким образом  появилась возможность иметь  в одном месте зрительную информацию от левого и правого глаза, для  их сопоставления и измерения  глубины.

     Ипсилатеральные связи эволюционно более молодые, чем контралатеральные. В ходе развития стереоскопичности зрения по мере перехода от животных с латерально на-правленными зрительными осями к животным с фронтальной ориентацией глаз доля ипси-волокон растёт.

     Большинство особенностей бинокулярного зрения человека обусловлено характеристиками нейронов и нейронных связей. Методами нейрофизиологии показано, что декодировать глубину изображения, заданную на сетчатках  набором диспаратностей, начинают бинокулярные нейроны первичной зрительной коры. Было показано, что самое важное требование для осуществления стереоскопического зрения — это различия в образах  на сетчатке двух глаз.

     Благодаря тому, что поля зрения обоих глаз человека и высших приматов в значительной мере пересекаются, человек способен лучше, чем многие млекопитающие, определять внешний вид и расстояние (тут  помогает также механизм аккомодации) до близких предметов в основном за счёт эффекта стереоскопичности  зрения. Стерео-скопический эффект сохраняется на дистанции приблизительно 0,1—100 м. У человека пространственно-зрительные способности и объемное воображение тесно связаны со стереоскопией и ипси-связями.

     Свойства  зрения

 

     Световая  чувствительность человеческого глаза

     Световая  чувствительность оценивается величиной  порога светового раздражителя. Человек с хорошим зрением способен разглядеть ночью свет от свечи на расстоянии нескольких километров. Однако световая чувствительность зрения многих ночных животных (совы, грызуны) гораздо выше.

     Максимальная  световая чувствительность палочек  глаза достигается после достаточно длительной темновой адаптации. Её определяют под действием светового потока в телесном угле 50° при длине  волны 500 нм (максимум, максимальный оптимум  чувствительности глаза). В этих условиях пороговая энергия света составляет величину порядка 10−9 эрг/с, что эквивалентно потоку нескольких квантов оптического  диапазона в секунду через  зрачок.

     Максимум  чувствительности при дневном освещении  лежит при 555-556 нм, а при слабом вечернем/ночном смещается в сторону  фиолетового края видимого спектра  и равен 510 нм (в течение суток  колеблется в пределах 500…560nm). Объясняется  это (зависимость зрения человека от условий освещённости при восприятии им разноцветных объектов, соотношение  их кажущейся яркости – эффект Пуркинье) двумя типами светочувствительных  элементов глаза – при ярком  свете зрение осуществляется преимущественно  колбочками, а при слабом задействуются  предпочтительно только палочки. Наш  знаменитый соотечественник Н. Н. Миклухо-Маклай установил, что у папуасов Новой  Гвинеи, живущих в гуще зелёных  джунглей, отсутствует способность  различать зеленый цвет. Подобно  тому как для эскимосов или  жителей Аляски и Гренландии мир  представляется белым.

     Весь  диапазон яркостей, которые наш зрительный механизм способен воспринять, огромен: от 10−6 кд*м² для глаза, полностью  адаптированного к темноте, до 106 кд*м² для глаза, полностью адаптированного  к свету, или на 12 порядков яркости! Механизм такого широкого диапазона чувствительности кроется в разложении и восстановлении фоточувствительных пигментов в фоторецепторах сетчатки — колбочках и палочках.

     Чувствительность  глаза зависит от полноты адаптации, от интенсивности источника света, длины волны и угловых размеров источника, а также от времени  действия раздражителя. Чувствительность глаза понижается с возрастом  из-за ухудшения оптических свойств  склеры и зрачка, а также рецепторного звена восприятия.

     Цветовое  зрение

 

     В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее  чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

     В сетчатке глаза человека есть три  вида колбочек, максимум чувствительности которых приходится на красный, зелёный  и синий участок спектра, то есть соответствует трем «основным» цветам. Они обеспечивают распознавание  тысяч цветов и оттенков. Кривые спектральной чувствительности трёх видов  колбочек частично перекрываются, что вызывает эффект метамерии. Очень сильный свет возбуждает все 3 типа рецепторов, и потому воспринимается, как излучение слепяще-белого цвета.

     За  цветовое зрение человека и обезьян  отвечают три гена, кодирующие светочувствительные  белки опсины. Наличие трёх разных белков, реагирующих на разные длины  волн, является достаточным для цветового  восприятия. У большинства млекопитающих  таких генов только два, поэтому  они имеют нецветовое зрение. В  том случае, если у человека два  белка, кодируемые разными генами, оказываются  слишком схожи, то развивается дальтонизм.

     Острота зрения

 

     Способность различных людей видеть большие  или меньшие детали предмета с  одного и того же расстояния при  одинаковой форме глазного яблока и  одинаковой преломляющей силе диоптрической  глазной системы обусловливается  различием в расстоянии между  палочками и колбочками сетчатки и называется остротой зрения. Для  проверки остроты зрения применяется  таблица Снеллена.

     Бинокулярность

 

     Рассматривая  предмет обоими глазами, мы видим  его только тогда одиночным, когда  оси зрения глаз образуют такой угол сходимости (конвергенцию), при котором  симметричные отчётливые изображения  на сетчатках получаются в определённых соответственных местах чувствительного  жёлтого пятна (fovea centralis). Благодаря  такому бинокулярному зрению, мы не только судим об относительном положении  и расстоянии предметов, но и воспринимаем рельеф и объём.

     Основными характеристиками бинокулярного зрения являются наличие элементарного  бинокулярного, глубинного и стереоскопического зрения, острота стереозрения и фузионные  резервы.

     Наличие элементарного бинокулярного зрения проверяется посредством разбиения  некоторого изображения на фрагменты, часть которых предъявляется  левому, а часть — правому глазу. Наблюдатель обладает элементарным бинокулярным зрением, если он способен составить из фрагментов единое исходное изображение.