За допомогою колб людина розрізняє. Палички і колбочки: основа гострого і чіткого зору
Колбочки сітківки - це один з видів фоторецепторів, які входять до складу світлочутливого шару в очах людини. Вони являють собою дуже складні і надзвичайно важливі структури, без яких люди не могли б розрізняти кольори. Перетворюючи енергію світла в електричний імпульс, вони передають в мозок інформацію про навколишній світ. Нейрони зорового центру сприймають ці сигнали і розрізняють величезну кількість відтінків, проте механізми цього дивного процесу ще до сих пір не вивчені.
особливості будови
Ці структури дуже малі, за формою вони виглядають, як лабораторна колба. Їх довжина становить всього 0,05 мм, ширина - 0,004 мм (в найвужчому місці діаметр - 0,001 мм). При таких маленьких розмірах вони є дуже численними: у кожному оці їх налічується 6-7 мільйонів (у здорової людини зі стовідсотковим зором). Дивно, що цей мікроскопічний фоторецептор має складну анатомію і підрозділяється на чотири сегменти або відділу. Кожен з них має своє специфічне будова і виконує певні функції:
- Зовнішній сегмент - містить спеціальний пігмент, йодопсин, який зазнає хімічні зміни під дією світла. У цьому відділі колб знаходиться багато складок плазмалема, що утворюють так звані напівдиска. Їх кількість обчислюється сотнями.
- Перетяжка, або сполучний відділ - найвужча частина фоторецептора. Тут цитоплазма має вигляд дуже тонкого тяжа. Крім того, через цю ділянку проходять дві вії, мають нетипове будова (зазвичай вони утворені дев'ятьма триплетами микротрубочек по периферії і двома в центрі, тут же центральна пара відсутня).
- У внутрішньому сегменті знаходяться важливі клітинні органели, відповідальні за процеси життєдіяльності рецептора і його функціонування. Тут розташовані ядро, велику кількість мітохондрій і рибосом (полісом). Це свідчить про інтенсивні процеси вироблення енергії для роботи колб, а також активному синтезі необхідних білкових речовин.
- Синаптична область забезпечує зв'язок світлочутливих рецепторів з нервовими клітинами. Тут містяться бульбашки з речовиною - медіатором, що бере участь у передачі нервового імпульсу від световоспрінімающая в зоровий нерв. Окрема колбочка може зв'язуватися з одного моносинаптічеськие біполярної клітиною або горизонтальними і амакріловимі клітинами (спільно з іншими фоторецепторами, в тому числі і з паличками).
Як працюють фоторецептори
Функціонування колб і сприйняття ними різних кольорів і відтінків до сих пір не має загальновизнаного наукового пояснення. Але на сьогоднішній день існує дві основні гіпотези, що описують ці процеси.
Трехкомпонентная гіпотеза зору
Прихильники цієї гіпотези стверджують, що в сітківці ока людини є три різних види колб, в кожному з яких міститься певний пігмент. Справа в тому, що йодопсин - це неоднорідне речовина, є три його різновиди. З них лише два - ерітролаб і хлоролаб - знайдені і описані вченими. Третій пігмент, ціанолаб, існує лише в теорії, і його присутність підтверджується лише непрямими доказами.
Колбочки сітківки ока, що містять ерітролаб, приймають довгохвильове випромінювання, тобто жовто-червону частину спектру.
Хвилі середньої довжини поглинаються хлоролабом, і рецептори, в яких він знаходиться, бачать жовто-зелену частину спектру.
Логічно, що повинні існувати і фоторецептори, сприймають короткохвильове випромінювання (сині відтінки), тому наявність ціанолаба в світлочутливих клітинах третього типу досить імовірно.
Нелінійна двокомпонентна теорія
Ця теорія, навпаки, заперечує наявність третього пігменту, ціанолаба. Вона передбачає, що для сприйняття даної частини спектра випромінювання досить роботи паличок. Таким чином, сприймає все видимі кольору при спільному функціонуванні обох видів фоторецепторів. Причому, прихильники цієї гіпотези підкреслюють, що ці чутливі структури здатні визначити зміст жовтого кольору в суміші видимих відтінків.
Що таке додаткова колбочка
У деяких людей зустрічається рідкісне явище - додаткова колбочка сітківки. Це означає, що у них є не три, а чотири різновиди даного фоторецептора. Такі люди називаються тетрахроматамі, і вони здатні бачити 100 мільйонів відтінків замість 10 мільйонів у звичайної людини. У різних дослідженнях називають різні дані про частоті тетрахроматіі. Одні вчені говорять про те, що аномалія можлива лише у жінок, причому вона є тільки у 2% жіночого населення. Інші дослідники стверджують, що це не таке вже й рідкісне явище, і до чверті населення Землі (як жінки, так і чоловіки) мають таку особливість сприйняття кольору.
Сітківка ока людини може повноцінно сприймати зорову інформацію лише тоді, коли в обох типах світлочутливих рецепторів містяться всі необхідні пігменти і ферменти, необхідні для їх перетворення.
Якщо в фоторецепторах не виробляється якась різновид таких речовин, людина не може бачити частину видимого спектру випромінювання. Такі порушення об'єднуються під загальною назвою дальтонізм. Люди з колірною сліпотою не здатні бачити деякі кольори протягом усього життя, так як дана патологія обумовлена генетично.
Палички і колбочки сітківки ока є своєрідними фоторецепторами зорових органів. У сфері відповідальності колб лежить перетворення енергії, отриманої від світла в спеціальні відділи головного мозку, в результаті якого людське око здатне візуально сприймати навколишню середу. Палички відповідають за здатність орієнтуватися в темний час доби або так зване сутінковий зір. Палички сприймають тільки темні і світлі тони. На відміну від них колбочки сприймають мільйони квітів і їх відтінків, а також відповідають за гостроту зору. Кожен з цих рецепторів має особливою будовою, завдяки якому здійснює свої функції.
Палички і колбочки є чутливими рецепторами сітківки ока преображающие світлове роздратування в нервове
Палички отримали свою назву завдяки своїй циліндричної форми. Кожна паличка розділяється на чотири основні частини:
- базальна частина, відповідає за з'єднання нервових клітин;
- зв'язує частину, забезпечує з'єднання з віями;
- зовнішня частина;
- внутрішня частина - тут містяться мітохондрії, що виробляють енергію.
Для того щоб викликати збудження фоторецептора, досить енергії одного фотона. Цієї енергії вистачає для того, щоб очі отримали можливість розрізняти предмети в умовах темряви. Отримуючи світлову енергію, палички сітківки дратуються, а що міститься в них пігмент починає поглинати хвилі світла.
Колбочки отримали свою назву завдяки схожості зі звичайною медичної колбою. Вони також поділяються на чотири частини. У колбочках міститься інший пігмент, що відповідає за розпізнавання зелених і червоних відтінків. Цікавим фактом є те, що пігмент, що розпізнає відтінки синього кольору, сучасною медициною не встановлено.
Палички відповідальні за сприйняття в умовах зниженого освітлення, колбочки - за гостроту зору і сприйняття кольорів
Роль фоторецепторів в будові очного яблука
Взаємопов'язана робота колб і паличок називається фоторецепіей, тобто зміною отриманої енергії від хвиль світла в конкретні зорові образи. Якщо в очному яблуці це взаємодія порушено, то людина втрачає значну частину зору. Так, наприклад, порушення в роботі паличок може привести до того, що людина втрачає здатність орієнтуватися в умовах темряви і сутінків.
Колбочки сітківки ока сприймають хвилі світла, що надходять в умовах денного освітлення. Також завдяки їм людське око володіє «чітким» кольоровим зором.
Симптоми порушення роботи фоторецепторів
Захворювання, що супроводжуються патологіями в області фоторецепторів, мають наступну симптоматику:
- погіршення «якості» зору.
- різні світлові ефекти перед очима (відблиски, спалахи, пелена).
- погіршення зору в сутінках;
- проблеми, пов'язані з різницею кольорів;
- зменшення розмірів зорових полів.
Більшість з захворювань, пов'язаних з органами зору, мають характерні симптоми, за якими фахівця досить легко виявити хворобу. Такими захворюваннями можуть бути дальтонізм і гемералопия. Однак існує цілий ряд хвороб, які супроводжуються однаковими симптомами, і виявити певну патологію можна лише при поглибленої діагностики та тривалому зборі даних анамнезу.
Колбочки отримали таку назву завдяки своїй формі, схожій на лабораторні колби
Методика діагностики
Для діагностування патологій, пов'язаних з роботою колб і паличок, призначається цілий комплекс обстежень:
- вивчення ширини зорових полів;
- вивчення стану дна зорових органів;
- комплексна перевірка на сприйняття кольорів і їх відтінків;
- УФІ і УЗД очного яблука;
- ФАГ - обстеження, що дозволяє візуалізувати стан судинної системи;
- рефрактометрия.
Правильне сприйняття кольорів і гострота зору безпосередньо залежить від роботи паличок і колбочок. На питання, скільки колб в сітківці, точно відповісти неможливо, так як їх кількість обчислюється мільйонами. При різних захворюваннях сітківки зорового органу порушується робота цих рецепторів, що може привести до часткової або повної втрати зору.
захворювання фоторецепторів
На сьогоднішній день відомі наступні захворювання, що зачіпають фоторецептори зорових органів:
- відшарування сітківки очного яблука;
- вікова дегенерація сітківки;
- макулодистрофії сітківки;
- дальтонізм;
- хориоретинит.
Сітківка у дорослої людини уміщає близько 7 мільйонів колб
Профілактика захворювань органів зору
Тривалі навантаження на очі - основна причина втоми і напруги зорових органів. Постійне навантаження може привести до тяжких наслідків і стати причиною розвитку серйозних захворювань, в результаті яких може відбутися втрата зору.
Фахівці говорять про те, що дотримуючись певну методику, можна успішно боротися з втомою очей і попередити появу патологічних змін. Головний фактор у даному питанні - це правильне освітлення. Офтальмологи не рекомендують читання і роботу за комп'ютером в приміщенні з тьмяним світлом. Недолік освітлення може викликати сильну напругу в очних яблуках.
Якщо ви використовуєте оптичні лінзи і окуляри, розмір діоптрій повинен бути підібраний фахівцем. Для цього в кабінеті офтальмолога можна пройти спеціальні тести, які виявлять гостроту зору.
Постійна робота за комп'ютером призводить до того, що очне яблуко починає втрачати вологу. Саме тому важливо робити невеликі проміжки, щоб очі могли відпочити. Ідеальним рішенням для здоров'я зорових органів будуть п'ятихвилинні перерви з проміжком в одну годину. Раз в три або чотири години необхідно здійснювати гімнастичні вправи для очей.
Ще одним важливим фактором профілактики захворювань органів зору є правильний раціон. Вживана їжа повинна містити в собі вітаміни і корисні речовини. Рекомендується їсти більше свіжих овочів, фруктів і ягід, а також кисломолочних виробів.
Гострота зору і чутливість до освітленості.
У сітківці ока людини міститься один тип паличок (в них - яскраво-червоний пігмент родопсин), Відносно рівномірно сприймають практично весь діапазон видимого спектру (від 390 до 760 нм) і три типи колбочок (пігменти - йодопсин), Кожен з яких сприймає світло певної довжини хвилі. В результаті більш широкого спектра поглинання родопсину палички сприймають слабке світло, т. Е. Необхідні в темряві, колбочки - при яскравому світлі. Таким чином, колбочки є апаратом денного зору, а палички - сутінкового.
Паличок в сітківці міститься більше, ніж колб (120 10 6 і 6-7 10 6 відповідно). Розподіл паличок і колбочок теж неоднаково. Тонкі, витягнуті палички (розміри 50 х 3 мкм) рівномірно розподілені по всій сітківці, крім центральної ямки (жовтої плями), де розташовуються майже виключно подовжені конічні колбочки (60 х 1,5 мкм). Так як в центральній ямці колбочки дуже щільно упаковані (15 10 4 на 1 мм 2), цю ділянку вирізняється високою гостротою зору (ще одна з причин). Паличкова зір відрізняється меншою гостротою, оскільки палички розташовані менш щільно (чергова причина) і сигнали від них піддаються конвергенції (найголовніша причина), але саме це забезпечує високу чутливість, необхідну для нічного зору. Палички призначені сприймати інформацію про освітленість і форму предметів.
Додаткове пристосування до нічного бачення. У деяких видів тварин (корів, коней, особливо кішок і собак) спостерігається світіння очей в темряві. Це обумовлено наявністю особливої відбивної перетинки (Тапетум), Що лежить на дні ока, попереду судинної оболонки. Перетинка складається з волокон, просочених сріблястими кристалами, що відображають потрапляє в око світло. Світло вдруге проходить через сітківку і фоторецептори отримують додаткову порцію фотонів. Правда, чіткість зображення при такому відображенні знижується, зате підвищується чутливість.
сприйняття кольорів
Кожен зоровий пігмент поглинає частину падаючого на нього світла і відображає іншу частину. Поглинаючи фотон світла, зоровий пігмент змінює свою конфігурацію, при цьому звільняється енергія, яка використовується для здійснення ланцюга хімічних реакцій, що і призводить до виникнення нервового імпульсу.
У людини виявлено три типи колбочок, В кожному з яких міститься свій зоровий пігмент - один з трьох йодопсин, Максимально чутливий до синього, зеленого або жовтого світла. Електричний сигнал на виході колб того чи іншого типу залежить від кількості квантів, що збуджують фотопігмент. Кольорове відчуття, очевидно, визначається співвідношенням між нервовими сигналами від кожного з цих трьох типів колб.
Може здивувати здається невідповідність між трьома типами колбочкових пігментів - синього, зеленого і жовтого - і трьома «основними» квітами - синім, жовтим і червоним. але хоча максимуми поглинання зорових пігментів і не збігаються з трьома основними кольорами, істотного протиріччя в цьому немає, оскільки світло будь-якої довжини хвилі (як і світло, що складається зі сполучення хвиль різної довжини) створює унікальне співвідношення між рівнями збудження колірних рецепторів трьох типів. Таке співвідношення забезпечує нормальну нервову систему, переробну сигнали від «трехпігментной» рецепторной системи, достатньою інформацією для ідентифікації будь-яких світлових хвиль видимої частини спектра.
У людини і у інших приматів в колірному зорі беруть участь колбочки. Що в цьому відношенні можна сказати про паличках?
У сітківці людини палички є тільки за межами центральної ямки і грають важливу роль головним чином при слабкому освітленні. Це пояснюється двома обставинами. По-перше, палички більш чутливі до світла, ніж колбочки ( у родопсина дуже широкий спектр поглинання). По-друге, в їх нервових зв'язках сильніше виражена конвергенція, ніж в зв'язках колб, і це забезпечує більшу можливість сумації слабких стимулів. Оскільки у людини за колірний зір відповідальні колбочки, при дуже слабкому освітленні ми розрізняємо лише відтінки чорного і сірого. А так як в центральній ямці є в основному колбочки, ми краще сприймаємо слабке світло, що потрапляє на ділянки поза центральної ямки - туди, де популяція паличок більше. Наприклад, невелика зірочка на небі здається нам яскравіше, якщо її зображення виявляється не в самій ямці, а в безпосередній близькості від неї.
Дослідження сприйняття кольору у тварин проводяться методом вироблення дифференцировочного умовних рефлексів - реакцій на предмети, пофарбовані в різні кольори, при обов'язковому вирівнюванні інтенсивності яскравості. Таким чином було встановлено, що у собак і кішок кольоровий зір розвинене слабо, у мишей і кроликів відсутня, коні і велика рогата худоба здатні розрізняти червоний, зелений, синій і жовтий кольори; мабуть, це відноситься і до свиней.
Курсивом і особливим форматуванням виділено додатковий матеріал.
У 1666г. Ісаак Ньютон показав, що біле світло можна розкласти на ряд кольорових компонентів, пропустивши його крізь призму. Кожен такий спектральний колір є монохроматичним, тобто не здатний більше розкладатися на інші кольори. На той час, однак, було вже відомо, що художник може відтворити будь-який спектральний колір (наприклад, помаранчевий), змішуючи дві чисті фарби (наприклад, червону і жовту), кожна з яких відображає світло, що відрізняється по довжині хвилі від даного спектрального кольору. Таким чином, відкритий Ньютоном факт існування безлічі квітів і переконаність художників Відродження, що будь-який колір можна отримати, комбінуючи три основні фарби - червону, жовту і синю, здавалося, суперечили один одному.
Це протиріччя в 1802р. дозволив Томас Юнг, який висловив припущення, що рецептори очі вибірково сприймають три основні кольори: червоний, жовтий і синій. Згідно з його теорією, колірні рецептори кожного типу в більшій чи меншій мірі порушуються світлом з будь-якою довжиною хвилі. Іншими словами, Юнг припустив, що відчуття «помаранчевого кольору» виникає в результаті одночасного збудження «червоних» і «жовтих» рецепторів. Таким чином, він зумів примирити факт нескінченного різноманіття спектральних квітів з висновком про можливість їх відтворення за допомогою обмеженого числа фарб.
Цю тріхроматіческое теорію Юнга підтвердили в XIX столітті результати численних психофізичних досліджень Джеймса Максвелла і Германа Гельмгольца, а також більш пізні дані Вільяма Раштона.
Однак прямий доказ існування трьох типів колірних рецепторів було отримано лише в 1964 р., Коли Вільям Б. Маркс (спільно з Едвардом Ф. Мак Ніколом) вивчив спектри поглинання одиночних колб з сітківки золотої рибки. Були виявлені три типи колбочок, які розрізнялися по спектральним піків поглинання світлових хвиль і відповідали трьом зоровим пігментів. Аналогічні дослідження на сітківці людини і мавп дали схожі результати.
Відповідно до одного з принципів фотохімії, світло, що складається з хвиль різної довжини, стимулює фотохімічні реакції пропорційно поглинання світлових хвиль кожної довжини. Якщо фотон не поглинається, то ніякого впливу на молекулу пігменту він не робить. Поглинений фотон передає частину своєї енергії молекулі пігменту. Такий процес перенесення енергії означає, що хвилі різної довжини будуть порушувати фоторецепторних клітку (що виражається в її спектрі дії) пропорційно тому, наскільки ефективно пігмент цієї клітини поглинає ці хвилі (тобто відповідно до її спектром поглинання світла).
Мікроспектрофотометріческое вивчення колб золотої рибки дозволило виявити три спектра поглинання, кожен з яких відповідає певному зоровому пігменту з характерним для нього максимумом. У людини крива для відповідного «довгохвильового» пігменту має максимум приблизно при 560 нм, т. Е. В жовтій області спектра.
Існування трьох типів колбочкових пігментів було підтверджено даними про існування трьох електрофізіологічних типів пігменту зі спектрами дії, відповідними спектрами поглинання. Таким чином, в даний час тріхроматіческое теорія Юнга може бути сформульована з урахуванням даних про колбочкових пігментах.
Кольорове зір було виявлено у представників всіх класів хребетних. Важко зробити якісь узагальнення про внесок паличок і колбочок в колірний зір. Як правило, воно пов'язане з наявністю в сітківці колб, однак в ряді випадків були виявлені і «кольорові» типи паличок. Наприклад, у жаби крім колб є два типи паличок - «червоні» (містять родопсин і поглинають синьо-зелене світло) і «зелені» (містять пігмент, який поглинає світло синьої частини спектра). З безхребетних здатність розрізняти кольори, в тому числі і ультрафіолетові промені, добре розвинена у комах.
завдання:
1. Поясніть, чому конвергенція повинна підвищувати чутливість очі до слабкого світла.
2. Поясніть, чому вночі предмети видно краще, якщо не дивитися прямо на них.
3. Поясніть біологічну основу приказки: «Вночі всі кішки сірі».
Будова паличок і колбочок
Палички і колбочки дуже подібні за своєю будовою і складаються з чотирьох ділянок:
Зовнішній сегмент.
Це той світлочутливий ділянку, де світлова енергія перетворюється в рецепторний потенціал. Весь зовнішній сегмент паличок заповнений мембранними дисками, освіченими плазматичної мембраною і тими, хто відокремився від неї. У паличках число цих дисків становить 600-1000, вони представляють собою сплощені мембранні мішечки і покладені на зразок стопки монет. У колбочках мембранних дисків менше, і вони являють собою не відокремлені складки плазматичної мембрани. На поверхні мембранних дисків і складок, зверненої до цитоплазмі знаходяться світлочутливі пігменти.
перетяжка.
Тут зовнішній сегмент майже повністю відокремлений від внутрішнього впячиванием зовнішньої мембрани. Зв'язок між двома сегментами здійснюється через цитоплазму і пару вій, які переходять з одного сегмента в інший. Вії містять тільки 9 периферичних дублетів мікротрубочок: пара центральних мікротрубочок, характерних для вій, відсутня.
Внутрішній сегмент.
Це область активного метаболізму; вона заповнена мітохондріями, що доставляють енергію для процесів зору, і полірібосомамі, на яких синтезуються білки, які беруть участь в утворенні мембранних дисків і синтезі зорового пігменту. У цій же ділянці розташоване ядро.
Синаптична область.
У цій ділянці клітина утворює синапси з біполярними клітинами. Дифузні біполярні клітини можуть утворювати синапси з декількома паличками. Це явище, зване синаптичної конвергенцією, зменшує гостроту зору, але підвищує світлочутливість очі. Моносинаптічеськие біполярні клітини пов'язують одну колбочку з одного гангліозних клітиною, Що забезпечує більшу в порівнянні з паличками гостроту зору. Горизонтальні і амакріновие клітини пов'язують разом деяке число паличок або колб. Завдяки цим клітинам зорова інформація ще до виходу з сітківки піддається певної переробці; ці клітини, зокрема, беруть участь в латеральному гальмуванні.
латеральне гальмування – одна з форм фільтрації в зоровій системі служить для посилення контрасту.
Оскільки зміни сили або якості стимулу в часі або просторі, як правило, мають для тваринного велике значення, в процесі еволюції сформувалися нервові механізми для «підкреслення» таких змін. Про посилення зорового контрасту можна отримати уявлення, побіжно глянувши на малюнок:
Здається, що кожна вертикальна смуга трохи світліше у її кордону з сусідньою більш темною смугою. І навпаки, там, де вона межує з більш світлою смугою, вона здається темнішою. Це оптична ілюзія; насправді смуги по всій її ширині зафарбовані рівномірно (при хорошій якості друку). Щоб в цьому переконатися, досить закрити папером все смуги, крім однієї.
Як виникає ця ілюзія? Сигнал, який передається фоторецептором (паличкою, або колбочкою), збуджує амакрінових клітку, яка гальмує передачу сигналів від сусідніх рецепторів, тим самим збільшуючи чіткість зображення ( «гасить відблиски»).
Перше фізіологічне пояснення латерального гальмування з'явилося в результаті вивчення фасеточного очі мечехвоста. Хоча організація такого очі набагато простіше, ніж організація сітківки хребетних, між окремими омматідія у мечехвоста також існують взаємодії. Вперше це було виявлено в середині 1950-х років в лабораторії Х. К. Хартлайн в Рокфеллеровском університеті. Спочатку в темній кімнаті реєстрували електричну активність окремого омматідія при стимуляції його яскравим променем світла, спрямованим тільки на цей омматідій. Коли включали також загальне світло в кімнаті, ця додаткова стимуляція не тільки не підвищувала частоту розрядів переданих омматідія, але навпаки приводила до її зниження. Згодом було встановлено, що причиною гальмування (зниження частоти імпульсації) даного омматідія було збудження оточуючих його омматідіев розсіяним кімнатним світлом. Цей феномен, який отримав назву латерального гальмування, пізніше спостерігався і в зоровій системі інших тварин, а також в ряді сенсорних систем іншого типу.
Механізм фоторецепції в паличках
Задамося питанням: а звідки у складі сітківки нейрони: Біполяри, гангліозних клітини, а також горизонтальні і амакріновие клітини?
Згадаймо, що сітківка розвивається як виріст переднього мозку. Отже - це нервова тканина. Парадоксально, але палички і колбочки - це теж нейрони, правда, видозмінені. Причому, не просто нейрони, а спонтанно активні: без світла їх мембрана деполяризована, і вони секретують медіатори, а світло викликає гальмування і гиперполяризацию мембрани! На прикладі паличок спробуємо розібратися, як це відбувається.
Палички містять світлочутливий пігмент родопсин, що знаходиться на зовнішній поверхні мембранних дисків. Родопсин, або зоровий пурпур, являє собою складну молекулу, що утворюється в результаті оборотного зв'язування білка опсина з невеликою молекулою поглинає світло каротиноида - ретиналь (альдегідної формою вітаміну А - ретинолу). Опсин може існувати у вигляді двох ізомерів. Поки опсин пов'язаний з ретиналь, він існує у вигляді хімічно неактивного ізомери, оскільки ретиналь, займаючи певну ділянку на поверхні його молекули, блокує реакційно-здатні групи атомів.
Під впливом світла родопсин «вицвітає» - руйнується на опсин і ретиналь. Цей процес звернемо. Зворотний процес лежить в основі темнової адаптації. У повній темряві потрібно близько 30 хв, щоб весь родопсин був ресинтезувати і очі (точніше - палички) придбали максимальну чутливість.
Встановлено, що навіть один фотон здатний викликати вицвітання родопсина. Звільнився опсин змінює свою конформацію, стає реакційно-здатним і запускає каскад процесів. Розглянемо цю ланцюг взаємообумовлених процесів послідовно.
В темряві:
1) родопсин в цілості й схоронності, неактивний;
2) в цитоплазмі фоторецепторів працює фермент ( гуанілатциклазу), Що перетворює один з нуклеотидів - гуанілат (гуанозінмонофосфорная кислота - ГМФ) з лінійною в циклічну форму - цГМФ (ГМФ → цГМФ) ;
3) цГМФ відповідальний за підтримку відкритого стану Na + -каналів плазмалемми фоторецепторів (цГМФ-залежні Na + -канали);
4) Na + -іони вільно надходять в клітину - мембрана деполяризована, клітина в стані збудження;
5) В стані збудження фоторецептори секретують медіатор в синаптичну щілину.
На світлі:
1) Поглинання світла родопсином викликає його вицвітання, Опсин змінює свою конформацію і набуває активність.
2) Поява активної форми опсина провокує активацію регуляторного G-білка (Цей пов'язаний з мембраною білок служить регуляторним агентом в клітинах самого різного типу).
3) Активоване G-білок в свою чергу активує в цитоплазмі зовнішнього сегмента фермент - фосфодіестеразу. Всі ці процеси протікають в площині мембрани диска.
4) Активована фосфодіестерази перетворює в цитоплазмі циклічний гуанозинмонофосфат в звичайну лінійну форму (ЦГМФ → ГМФ).
5) Зменшення концентрації cGMP в цитоплазмі призводить до закриття Na + -каналів, Пропускають темновой струм, і мембрана гиперполяризуется.
6) У гіперполярізованном стані клітина нЕ секретує медіатори.
Коли знову настає темрява, під дією тієї самої гуанілатциклази - відбувається регенерація цГМФ. Підвищення рівня цГМФ веде до відкриття каналів, і рецепторний ток відновлюється до свого повного «темнового» рівня.
Модель фотоперетворення в паличці хребетного.
Фотоизомеризации родопсина (Ро) призводить до активації G-білка, а він в свою чергу активує фосфодіестеразу (ФДЕ). Остання потім гідролізують цГМФ в лінійний ГМФ. Оскільки цГМФ підтримує Na + -канали в темряві відкритими, перетворення на світлі цГМФ в ГМФ викликає закриття цих каналів і зменшення темнового струму. Сигнал про цю подію передається на пресинаптическую терміналь біля основи внутрішнього сегмента в результаті поширення виникає гіперполярізаціонного потенціалу.
Таким чином, те, що відбувається в фоторецепторах, прямо протилежно тому, що зазвичай спостерігається в інших рецепторних клітинах, де роздратування викликає деполяризацію, а не гіперполяризацію. Гиперполяризация уповільнює вивільнення з паличок збудливого медіатора, який в темряві виділяється в найбільшій кількості.
Настільки складний каскад процесів необхідний для посилення сигналу. Як вже говорилося, поглинання навіть одного фотона може бути зареєстровано на виході палички. Фотоизомеризации однієї молекули фотопігмент викликає лавиноподібний каскад реакцій, кожна з яких у багато разів підсилює ефект попередньої. Так, якщо одна молекула фотопігмент активує 10 молекул G-білка, одна молекула G-білка активує 10 молекул фосфодіестерази, а кожна молекула фосфодіестерази в свою чергу гидролизует 10 молекул цГМФ, фотоизомеризации однієї молекули пігменту зможе вивести з ладу 1000 молекул цГМФ. З цих довільних, але швидше за занижених цифр неважко зрозуміти, як може посилюватися сенсорний сигнал за допомогою каскаду ферментативних реакцій.
Все це дозволяє пояснити ряд явищ, які раніше були загадковими.
По-перше, давно відомо, що людина, адаптованих до повній темряві, здатний побачити таку слабку спалах світла, при якій жоден рецептор не може отримати більше одного фотона. Як показують розрахунки, для відчуття спалаху потрібно, щоб в короткий проміжок часу близько шести близько розташованих паличок були стимульовані фотонами. Тепер стає зрозуміло, як одиночний фотон може порушити паличку і змусити її генерувати сигнал достатньої сили.
По-друге, ми тепер можемо пояснити нездатність паличок реагувати на зміни освітленості, якщо світло вже досить яскравий. Мабуть, чутливість паличок настільки висока, що при сильній освітленості, наприклад при сонячному світлі, все натрієві пори закриті, і подальше посилення світла може не давати ніякого додаткового ефекту. Тоді кажуть, що палички насичені.
завдання:
Один із законів теоретичної біології - закон органічноїдоцільності або закон Аристотеля - в даний час знайшов пояснення в навчанні Дарвіна про творчої ролі природного відбору, що виявляється в адаптивному характері біологічної еволюції. Постарайтеся пояснити, в чому полягає адаптивність спонтанної активності фоторецепторів в темряві, з огляду на, що на синтез і секрецію медіаторів витрачається багато енергії (АТФ).
Колбочки отримали таку назву завдяки своїй формі, схожій на лабораторні колби. Довжина колбочки дорівнює 0,00005 метра, або 0,05 мм. Її діаметр в найвужчому місці становить близько 0,000001 метра, або 0,001 мм, і 0,004 мм у найширшому. На сетчаткездорового дорослої людини близько 7 мільйонів колб.
Колбочки менш чутливі до світла, іншими словами, для їх порушення буде потрібно світловий потік в десятки разів інтенсивніше, ніж для збудження паличок. Однак колбочки здатні обробляти світло інтенсивніше паличок, через що вони краще сприймають зміна світлового потоку (наприклад, краще паличок розрізняють світло в динаміці при русі об'єктів щодо очі), а також визначають більш чітке зображення.
Колбочка людського ока складається з 4 сегментів:
1 - Зовнішній сегмент (містить мембранні диски з йодопсин),
2 - Сполучний сегмент (перетяжка),
3 - Внутрішній сегмент (містить мітохондрії),
4 - Область синаптического з'єднання (базальний сегмент).
Причиною вищеописаних властивостей колб є зміст в них біологічного пігменту йодопсіна. На момент написання цієї статті були знайдені (виділені і доведені) два види йодопсіна: ерітролаб (пігмент, чутливий до червоної частини спектра, до довгих L-хвилях), хлоролаб (пігмент, чутливий до зеленої частини спектру, до середніх M-хвилях). На сьогоднішній день пігмент, який чутливий до синьої частини спектра, до коротким S-хвилях, не знайдений, хоча за ним уже закріплено назву - ціанолаб.
Поділ колб на 3 види (по домінуванню в них колірних пігментів: ерітролаба, хлоролаба, ціанолаба) носить назву трикомпонентної гіпотези зору. Однак існує і нелінійна двокомпонентна теорія зору, прихильники якої вважають, що кожна колбочка одночасно містить в собі і ерітролаб, і хлоролаб, а значить, здатна сприймати кольору червоного і зеленого спектра. При цьому роль ціанолаба приймає на себе вицвілий родопсин з паличок. На підтримку цієї теорії говорить і те, що люди, які страждають на дальтонізм, а іменнослепотойв синьої частини спектра (трітанопія), так само відчувають труднощі з сутінковим зором (куряча сліпота), що є ознакою поганої роботи паличок сітківки ока. 6.
Найчастіше порушення рефракції обумовлені генетичними факторами, проте в даному випадку дітям передається не сама патологія, а лише схильність до її розвитку. До основних видів аномалій рефракції ока у дітей відносяться: далекозорість (гіперметропія). Це особливість заломлення променів, при якій зображення віддалених предметів фокусуються за межами сітківки. Однак в даному випадку дальнозоркость- не зовсім вдалий термін, так як при такому порушенні людина погано бачить як вдалину, так і поблизу. Для корекції цієї аномалії дітям призначаються окуляри для постійного носіння з опуклою очкової лінзою ( «плюсові»). Не000000000000000000000обходімо відзначити, що на першому році життя такого роду рефракція очі у дітей є нормальним явищем. До 3 років вона поступово зменшується, проте іноді в незначній мірі може спостерігатися і в більш пізньому віці. короткозорість (міопія). При цій аномалії зображення фокусується перед сітківкою ока, і для глядачів орган досить добре бачить зблизька. таке порушення рефракції коригується за допомогою окулярів з увігнутою очкової лінзою ( «мінусових»). Іноді у дітей в період найбільш інтенсивного росту (в 5-10 років) розвивається тимчасова міопія. астигматизм. Ця аномалія не рахується відокремленим видом порушення рефракції, так як в даній ситуації в глядацькій органі одночасно присутні 2 оптичних фокуса, через що людина бачить одні предмети досить чітко, а інші - розмито. У дитячому віці астигматизм найчастіше є тимчасовим явищем, що виникають унаслідок нерівномірного зростання очей і зміни круглого обриси рогівки на овальне. Разом з тим спровокувати розвиток порушення може неправильна форма кришталика (кришталикових астигматизм), а також різні травми ока. Корекція астигматизму в дитячому віці проводиться за допомогою спеціальних окулярів і контактних лінз. Що робити при порушеннях рефракції при міопії. При порушеннях рефракції цього типу лікування зазвичай консервативне. Винятком є прецеденти швидко прогресуючої міопії у дитини. В інших випадках для корекції аномалій рефракції застосовують комплексну терапію. Це дозволяє усунути причини, що призводять до прогресування хвороби. Крім очок для постійного або тимчасового носіння, використовуються заняття на апаратах, домашні тренування, медикаментозне лікування спеціальними краплями, підтримуюча терапія і т. Д. при далекозорості. Для корекції патологій рефракції цього типу призначаються окуляри для постійного носіння. Крім того, використовуються апаратні методи лікування аномалії оптичної системи очі. при астигматизмі. У тих випадках, когдаастігматізмвиявляется у дитини, зазвичай проводиться консервативне лікування. Хірургічні методи при даній аномалії рефракції ока, як правило, задіюються тільки після 18 років. Залежно від типу астигматизму застосовується корекція або за допомогою спеціальних окулярів, або за допомогою контактних лінз (у дітей більш старшого віку). При своєчасному виявленні прогноз сприятливий, до того ж ступінь вродженого астигматизму зазвичай знижується протягом першого року життя, а до семирічного віку при відсутності патології рогівки, як правило, стабілізується. |
7. До моменту народження зорова сенсорна система морфологічно підготовлена до діяльності, але остаточне її морфофункциональное дозрівання відбувається до 11 - 12 років.
У новонародженихочне яблуко більше кулясте, його довжина коротше, ніж у дорослих (у дорослих - 23 мм, новонароджених - 16 мм), тому промені від далеких предметів сходяться за сітківкою, тобто очей новонароджених природно далекозоре. Очне яблуко у дитини розташовано в очниці більш поверхнево порівняно з дорослими, тому очі здаються великими.
З віком збільшується довжина очного яблука і поступово зменшується ступінь далекозорості , В три роки кількість далекозорих дітей становить 82%, в 5 - 7 років - 69%, 8 - 10 років - 59,5%, в 15 років - близько 40%. Ця природна далекозорість не заважає чіткому баченню близьких предметів, так як кришталик у дітей має більшу еластичність, ніж у дорослих, і може приймати майже кулясту форму . Тому найближча точка ясного баченняу дітей до 10 років знаходиться на відстані 6 - 7 см від ока. У літніх людей внаслідок зменшення еластичності кришталика і ослаблення натягу волокон ціннових зв'язок кривизна кришталика збільшується незначно, або не змінюється і розвивається вікова далекозорість (Пресбіопія), тому найближча точка ясного бачення відсувається від ока: в 45 років вона становить в середньому 33 см, в 70 років - 100 - 120 см.
Гострота зору у дітей в перші тижні і навіть місяці низька, поступово вона збільшується і досягає максимуму до 5 років.
Найбільш дозрілими до моменту народження є захисні мігательний і зіничнийрефлекси на яскраве світло. слізнийрефлекс проявляється в кінці 2-го місяця, До цього часу немовлята плачуть без сліз або з малим їх кількістю, тому що не повністю дозріли слізні залози і центри сльозовиділення.
Райдужна оболонка у більшості дітей містить мало пігменту і має блакитно-сіруватий відтінок. Остаточне фарбування райдужної оболонки формується тільки до 10 - 12 років.
В процесі розвитку істотно змінюються цветоощущения дитини. У новонародженихв сітківці функціонують тільки палички, лише у 30% дітей перші ознаки відчуття кольору з'являються в кінці першого тижня. сталийдиференціювання основних кольорів (Червоного, синього, зеленого, жовтого) відзначається в 3 - 4 місяці . До цього часу для розвитку колірного зору потрібно розвішувати над ліжечком на відстані 50 см (і більше) кольорові гірлянди (вони повинні мати в центрі червоні, жовті, помаранчеві, зелені кулі, а сині або з домішкою синього по краях гірлянди), періодично міняти кольори , давати в руки дитині яскраві кольорові іграшки. До дев'яти місяцях дитина розрізняє всі основні кольори, але повноцінне колірне зірформується тільки докінця третього року життя. Форму предметів діти розпізнають раніше, ніж дізнаються колір. При знайомстві з предметом у дошкільнят першу реакцію викликає його форма, потім розміри і в останню чергу колір.
Процес розвитку і вдосконалення зорової сенсорної системи в цілому, як і інших сенсорних систем, йде від периферії до центру. Розвиток моторних і сенсорних функцій зору, відбувається, як правило, синхронно.
Механізми координації та здатність синхронно фіксувати предмет поглядом інтенсивно формуються у віці відп'яти днів дотрьох - п'яти місяців. Рухи очей в перші дні після народження можуть бути незалежні один від одного (одне око дивиться прямо, інший - в сторону, при засипанні одне око може бути вже закритий, другий - напіввідкритий). Це пов'язано з неповної миелинизацией нервових волокон окорухових нервів і зорових провідних шляхів. мієлінізація їх закінчується у більшості дітей до трьох - чотирьох місяців життя.
В перший місяць життя в зв'язку з недорозвиненням кори головного мозку зір забезпечується підкірковими відділами (Ядрами верхніх горбів четверохолмия середнього мозку). зорове сприйняття у новонароджених проявляється у вигляді спостереження, що триває протягом декількох секунд (це вроджена реакція). з другого тижня життя проявляється більш тривала фіксація погляду (затримка погляду на предметі). дозрівання зорових сенсорних зон кори головного мозку відбувається до семи - дев'яти років.
Поле зору у дітей менше, ніж у дорослих, лише досеми років досягає 80% від розмірів поля зору дорослоїлюдини. Це є однією з причин частих дорожньо-транспортних пригод з дітьми дошкільного віку. До 12 - 14 років кордони полів зору наближається до рівня дорослої людини.
Білкова у дітей значно тонше, ніж у дорослих , має підвищеної растяжимостью. Напружена зорова робота на близькій відстані, особливо з дрібним шрифтом і в умовах дефіциту світла, може викликати у дітей розвиток короткозорості.
Це може бути пояснено наступними причинами:
1. При роботі на близькій відстані відбувається сильне напруга війкового м'яза, забезпечує акомодацію, що може викликати її спастическое скорочення (спазм акомодації) і війкового м'яз втрачає здатність розслаблятися. При перекладі погляду на дальній предмет кришталик залишається в більш опуклому стані, збільшу заломлюючої силою, ніж це необхідно для чіткого бачення далекого предмета, і, незважаючи на нормальну довжину очного яблука, очей стає короткозорим.
2. При роботі на близькій відстані відбувається сильна напруга окорухових м'язів,забезпечують конвергенцію (зведення зорових осей на предметі), в результаті сильного здавлювання ними очного яблука воно поступово ущільнюється, подовжується в передньо-задньому напрямку. Організм змушений пристосовувати оптичну систему ока до чіткого бачення близьких предметів, розвивається істинна короткозорість ,
Таким чином, основні причини прогресуючої короткозорості у дітей криються в надмірній напрузі акомодації очі, що викликано великим зоровим навантаженням. Тому вона виявляється, в основному, в шкільному віці: в молодших класах - якспазм акомодації , В старших - якістинна короткозорість. Причини прогресуючої короткозорості носять також регіональний характер. Наприклад, число короткозорих в північних районах більше, ніж в південних; в деяких країнах (в Японії) кількість короткозорих істотно вище. Ці відхилення пов'язують з рівнем інсоляції, особливостями харчового раціону. В містах короткозорих більше , Ніж в сільській місцевості; в спеціалізованих школах більше , Ніж в звичайних школах.
короткозорість швидше розвивається у фізично ослаблених дітей (Погане харчування, хронічні захворювання), ніж серед займаються спортом.
У дітей , які перенеслирахіт , короткозорість зустрічається в 5 разів частіше. До семи років кількість короткозорих дітей становить в середньому 4 - 7 % від загальної кількості однолітків, за час навчання в школі% короткозорих дітей зростає до 35 - 40 %. особливо у віці від 11 до 14 років,
Слід зауважити, що схильність до короткозорості передається у спадок (Успадковується, зокрема, недостатня жорсткість склери). Однак спадкові чинники, що визначають виникнення і прогресування короткозорості, не є фатальними. Не можна ігнорувати вплив середовища і цим виправдовувати свою бездіяльність.
Також сприяє розвитку короткозорості читання дітьми книжок в положенні лежачи, в рухомому транспорті,
для профілактики короткозорості на уроках необхідно чергувати зорову роботу на близькій відстані з іншими видами роботи (з таблицями, дошкою), тобто переводити погляд на віддалені від ока предмети.
8. Будова органу слуху
Внутрішнє вухо- (звукосприймальний апарат), середнє вухо (звукопередающій апарат) і зовнішнє вухо (звукоулавлівающій апарат) об'єднуються в поняття орган слуху.
Зовнішнє вухо складається з вушної раковини і зовнішнього слухового проходу. Забезпечує вловлювання звуків, концентрацію їх в напрямку зовнішнього слухового проходу і посилення інтенсивності звуків. Крім того структури зовнішнього вуха виконують захисну функцію, охороняючи барабанну перетинку від механічних і температурних впливів зовнішнього середовища.
На кордоні між зовнішнім і середнім вухом знаходиться барабанна перепонка.- тонка сполучнотканинна пластинка, товщиною близько 0,1 мм, зовні покрита епітелієм, а зсередини слизовою оболонкою.
Барабанна перетинка розташована наклонна і починає коливатися, коли на неї падають з боку зовнішнього слухового проходу звукові коливання. Барабанна перетинка не має власного періоду коливання, вона коливається при всякому звуці відповідно його довжині хвилі.
Середнє вухо представлено барабанним порожниною. У ній знаходиться ланцюг слухових кісточок: молоточок, ковадло і стремено.
Рукоятка молоточка зростається з барабанною перетинкою, а його головка утворює суглоб з ковадлом, яка також з'єднується суглобом з головкою стремена. На медіальній стінці барабанної порожнини знаходяться отвори: вікно передодня (овальне) і вікно равлики (кругле). Підстава стремена закриває вікно передодня, провідне в порожнину внутрішнього вуха, а вікно равлики затягнуте вторинної барабанної перетинкою. Барабанна порожнина з'єднується з носоглоткою за допомогою слухової,
або євстахієвої, труби. Через неї з носоглотки в порожнину середнього вуха потрапляє повітря, завдяки чому вирівнюється тиск на барабанну перетинку з боку зовнішнього слухового проходу і барабанної порожнини.
внутрішнє вухо- порожнисте кісткове утворення в скроневої кістки, розділене на кісткові канали та порожнини, що містять рецепторний апарат слухового і стаокінетіческого (вестибулярного) аналізаторів.
Внутрішнє вухо знаходиться в товщі кам'янистої частини скроневої кістки і складається з системи сполучених між собою кісткових каналів - кісткового лабіринту, в якому розташований перетинчастий лабіринт. Обриси кісткового лабіринту майже повністю повторюють обриси перетинкового. Простір між кістковим і перетинчастим лабіринтом, зване перилімфатична, заповнений рідиною - перилимфой, яка за складом подібна до цереброспинальной рідиною. Перетинчастийлабіринт занурений в перилімфу, він прикріплений до стінок кісткового футляра сполучнотканинними тяжами і заповнений рідиною - ендолімфою, за складом кілька відрізняється від перилімфи. Перилімфатична простір пов'язане з субарахноїдальним вузьким кістковим каналом - водопроводом равлики. Ендолімфатичне простір замкнутий, має сліпе випинання, що виходить за межі внутрішнього вуха і скроневої кістки - водопровід передодня. Останній закінчується ендолімфатичним мішечком, закладеним в товщі твердої мозкової оболонки на задній поверхні піраміди скроневої кістки.
Кістковий лабіринт (рис.2) складається з трьох відділів: передодня, півколових каналів і равлики. Переддень утворює центральну частину лабіринту. Кзади воно переходить в півкруглі канали, а наперед - в равлика. Внутрішня стінка порожнини передодня звернена до задньої черепної ямки і становить дно внутрішнього слухового проходу. Її поверхня ділиться невеликим кістковим гребенем на дві частини, одна з яких називається сферичним поглибленням, а інша - еліптичних поглибленням. У сферичному поглибленні розташований перетинчастий сферичний мішечок, з'єднаний з равликів ходом; в еліптичному - еліптичний мішечок, куди впадають кінці перетинчастих півколових каналів. У серединній стінці обох заглиблень розташовані групи дрібних отворів, призначених для гілочок вестибулярної частини переддверно-улітковий нерва. Зовнішня стінка передодня має два вікна - вікно передодня і вікно равлики, звернені до барабанної порожнини. Півкруглі канали розташовані в трьох майже перпендикулярних один до одного площинах. По розташуванню в кістки розрізняють: верхній (фронтальний), або передній, задній (сагітальний) і латеральний (горизонтальний) канали.
Кісткова равлик є звивистою канал, який відходить від передодня; він спірально 2,5 рази огинає свою горизонтальну вісь (кістковий стрижень) і поступово звужується до верхівки. Навколо кісткового стрижня спірально звивається вузька кісткова пластинка, до якої міцно прикріплена продовжує її сполучна перетинка - базальна мембрана, яка становить нижню стінку перетинкового каналу (улиткового ходу). Крім того, від кісткової спіральної пластинки під гострим кутом латерально догори відходить тонка сполучнотканинна перетинка - переддверно (вестибулярна) мембрана, яка називається також рейсснеровой мембраною; вона становить верхню стінку улиткового ходу. Утворюється між базальної і вестибулярної мембраною простір із зовнішнього боку обмежена сполучнотканинною пластинкою, що прилягає до кісткової стінки равлики. Це простір називається равликів ходом (протокою); воно заповнене ендолімфою. Догори і донизу від нього знаходяться перилімфатична простору. Нижня називається барабанної сходами, верхнє - сходами передодня. Сходи на верхівці равлики з'єднуються один з одним отвором равлики. Стрижень равлики пронизаний поздовжніми кільцями, через які проходять нервові волокна. По периферії стрижня тягнеться спірально її обвиває канал, в ньому містяться нервові клітини, що утворюють спіральний вузол равлики). До кістковому лабіринту з черепа веде внутрішній слуховий прохід, в якому проходять переддверно-улітковий і лицьової нерви.
Перетинчастийлабіринт складається з двох мішечків передодня, трьох півколових проток, протоки равлики, водопроводів передодня і равлики. Всі ці відділи перетинкового лабіринту є системою сполучених один з одним утворень.
I (auditus)
функція, що забезпечує сприйняття людиною і тваринами звукових сигналів.
Механізм слухового відчуття обумовлюється діяльністю слухового аналізатора. Периферична частина аналізатора включає зовнішнє, середнє і внутрішнє вухо. Вушна раковина перетворить що надходить ззовні акустичний сигнал, відображаючи і направляючи в зовнішній слуховий прохід звукові хвилі. У зовнішньому слуховому проході, виступаючому в ролі резонатора, змінюються властивості акустичного сигналу - збільшується інтенсивність тонів частотою 2-3 кГц. Найбільш значне перетворення звуків відбувається в середньому вусі ( середнє вухо). Тут внаслідок різниці площі барабанної перетинки і підстави стремена, а також завдяки важеля механізму слухових кісточок і роботі м'язів барабанної порожнини значно наростає інтенсивність проведеного звуку при зменшенні його амплітуди. система середнього вуха забезпечує перехід коливань барабанної перетинки на рідкі середовища внутрішнього вуха ( внутрішнє вухо) - перилімфу і ендолімфу. При цьому нівелюється в тій чи іншій мірі (залежно від частоти звуку) акустичний опір повітря, в якому поширюється звукова хвиля, і рідин внутрішнього вуха. Перетворені хвилі сприймаються рецепторними клітинами, розташованими на базиллярной платівці (мембрані) равлики, Яка коливається на різних ділянках, досить строго відповідних частоті збудливої її звукової хвилі. Що виникає збудження в певних групах рецепторних клітин поширюється по волокнах слухового нерва в ядра стовбура мозку, підкіркові центри, розташовані в середньому мозку, досягаючи слухової зони кори, що локалізується в скроневих частках, де і формується слухове відчуття. При цьому в результаті перехрещення провідних шляхів звуковий сигнал і з правого, і з лівого вуха потрапляє одночасно в обидві півкулі головного мозку. Слуховий шлях має п'ять синапсів, в кожному з яких нервовий імпульс кодується по-різному. Механізм кодування залишається до теперішнього часу остаточно не розкритим, що істотно обмежує можливості практичної аудіології.
За правильне бачення, несуть відповідальність, в першу чергу, палички і колбочки, зорові клітини, що реагують на світло. Прочитайте, як вони працюють в створенні гострого і чітке зображення навколишнього світу.
Мікроскопічні, але дуже важливі!
Палички і колбочки - це закінчення нервових клітин (нейронів), відповідальних за нашу здатність до зору. Вони дуже чутливі до будь-яких пошкоджень, що пояснює їх величезна кількість: наприклад, число паличок досягає 100 мільйонів!
Палички і колбочки сітківки - це початок шляху, який проходить в мозок і передає нам нервові імпульси перетворені з світлових стимулів.
Колбочки - колір і різкість
Колбочки відповідають за сприйняття кольору- синього, червоного і зеленого. "Захоплений" залежить від спектра падаючого на колбу світла. Ці основні кольори, з'єднуючись між собою, утворюють зображення певного кольору.
Розташування колб на сітківці вельми нерівномірно - в деяких частинах, вони засаджені дуже щільно, а в інших їх немає зовсім немає. Це тісно пов'язано з кутом падіння світла на око і дозволяє оптимально розпізнавати побачені нами кольору при різному освітленні.
Місце, з найбільшим скупченням колб в сітківці називається жовтою плямою- воно знаходиться в районі середини ока і є місцем найгострішого зорового сприйняття.
Багато пристроїв відображення зображень, такі як телевізори чи комп'ютерні монітори, створені за зразком колб в сітківці ока.
Палички - чорно-білі зір і в темряві
Палички, на відміну від колб, не потребують сильному освітленні для свого нормального функціонування. Вони відповідають за об'ємне бачення предметів, а також виявлення руху. Завдяки їм ми знаємо розміри спостережуваного нами об'єкта і ми в змозі визначити його положення і факт переміщення.
Самі палички не розпізнають кольори об'єктів, для них все образи чорно-білі. Паличок більше ніж в 10 разів більше, ніж колб. Незважаючи на це, палички дозволяють бачити з меншою точністю і різкістю і без здатності розпізнавання деталей.
Як можна бачити без колб і паличок?
Кожен з нас має своє унікальне кількість колб і паличок в сітківці - це пояснює відмінності в гостроти зору у осіб без дефектів зору. Повна їх відсутність призводить до сліпоти (абсолютна відсутність здатності до зору), а відсутність паличок - призводить до сліпоти в сутінках (відсутність здатності бачити при малому освітленні). Тільки правильне поєднання числа колб і паличок забезпечує правильне бачення при будь-якому освітленні, навіть штучному, в будь-який час доби.