Светоощущение

Преломляющие среды.

Глаз состоит из двух систем:

1) оптической системы светопреломляющих сред и

2) рецепторной системы сетчатки.

К светопреломляющим средам глаза относятся: роговица, водянистая влага передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Каждая из этих сред имеет свой показатель преломления лучей. Показатель преломления роговицы – 1,37; водянистой влаги и стекловидного тела – 1,33; наружного слоя хрусталика – 1,38; ядра хрусталика – 1,40. ясное видение существует только при условии прозрачности преломляющих сред глаза.

Чем короче фокусное расстояние, тем больше преломляющая сила оптической системы, которая выражается в диоптриях. Диоптрия – это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Преломляющая сила оптической системы глаза равна (в диоптриях): роговицы – 43; хрусталика при взгляде вдаль – 19; при максимальном приближении предмета к глазу – 33. преломляющая сила всей оптической системы глаза равна для дали – 58; а при максимальном приближении предмета – 70.

При действии света на сетчатку в ней происходят:

1) фотохимические процессы;

2) химические изменения;

3) электрические явления;

4) ретино-моторные явления.

Фотохимические процессы заключаются в обесцвечивании родопсина и йодопсина. Однако скорость распада родопсина значительно больше скорости распада йодопсина и поэтому возбудимость палочек к свету примерно в 1000 раз больше, чем колбочек. Палочки более возбудимы к действию коротких волн, а колбочки – длинных. В красной части спектра палочки невозбудимы. Скорость обесцвечивания родопсина в лучах спектра имеющих разную длину волны, неодинакова. Поглощение родопсином волн спектра разной длины также неодинаково. Но кривые обесцвечивания родопсина, поглощения им лучей света и ощущения яркости света почти совпадают друг с другом. Это вещество, которое, разлагаясь на свету, дает возможность видеть в сумерки, при слабом освещении, когда цвета предметов неразличимы.

Фотохимическая реакция распада родопсина и йодопсина при действии света вызывает возникновение импульсов в волокнах зрительного нерва и, следовательно, является начальным моментом зрительных восприятий. Различная скорость обесцвечивания эти веществ при действии лучей разной длины волны вызывает различную импульсацию в волокнах зрительного нерва.

Окончание зрительного нерва нашего глаза состоит из двух типов светочувствительных приемников- колбочек и палочек.(рис.2).

Волны светового излучения,воспринимаемые ими,вызывают то или иное цветовое ощущение.При ярком свете зрение осуществляется только колбочками, а при слабом действуют палочки.

На перестройку зрения и переход от колбачек к палочкам требуется время. Это знает каждый, кто попадает с яркого света в темное помещение.В этом случае,чтобы что-то увидеть,надо «присмотреться» в темноте.

Обработка сетчатки раствором квасцов предохраняет родопсин и йодопсин от дальнейшего распада и поэтому фиксирует изображение предмета на сетчатке, или оптограмма, получается благодаря тому, что эти вещества больше изменяются в месте действия лучей, исходящих от сильно освещенных частей предмета, и меньше – в местах действия лучей, исходящих от слабо освещенных частей предмета.

Распад и восстановление родопсина, как и йодопсина, совершается в темноте и на свету, но восстановление усиливается в темноте. Обязательное условие восстановления этих веществ – соприкосновение сетчатки с клетками пигментного эпителия. Сам пигмент роли не играет, так как это восстановление происходит и у людей, у которых в сетчатке глаза нет пигмента.

Родопсин на свету распадается на белок опсин и на пигмент ретинен, который является производным витамина А. На свету и особенно в темноте витамин А превращается в ретинен, который соединяется с опсином и образует родопсин. Поэтому в темноте в сетчатке содержатся ничтожные количества витамина А, а на свету, особенно ярком, обнаруживается значительное количество свободного витамина А. Следовательно, витамин А – источник образования родопсина.

Недостаток в пище витамина А сильно нарушает образование родопсина, что вызывает резкое ухудшение сумеречного зрения, или гемералопию.

Обмен веществ в сетчатке сходен с обменом веществ в головном мозге. В сетчатке обнаруживаются электрические явления. Потенциалы сетчатки – одно из проявлений фотохимических процессов распада зрительного пурпура. Запись потенциалов сетчатки обозначается как электроретинограмма.

Расстройства зрения.

Существуют различные расстройства ахроматических и хроматических ощущений. Наиболее часто встречается гемералопия. Причинами гемералопии нередко является недостаток в пище витамина А и длительная работа при чрезмерно ярком освещении.

Цветная слепота проявляется в следующих формах:

1) общем ослаблении цветоощущений;

2) потери ощущений определенных цветов;

3) полной потере цветоощущений.

Общее ослабление светоощущений проявляется в том, что цвета различаются только при более сильных раздражениях глаза, при большей их светлоте и насыщенности и при более продолжительном действии на глаз. Цветовая адаптация наступает быстрее.

Потеря ощущений определеных цветов чаще всречается в виде потери различать красный и зеленый цвета. Вся красно-оранжево-желто-зеленая часть спектра видна как желтая, а голубовато-сине-фиолетовая – как голубая. В области голубовато-зеленого места имеется ахроматическое место. В этой группе различаются протанопы и девтеранопы. Протанопы не отличают светло-красный от темно-зеленого, а пурпурный и фиолетовый от синего. Протанопией страдал химик Дальтон. Поэтому ее называют еще дальтонизмом. Девтеранопы не различают светло-зеленый от темно-красного и фиолетовый от голубого. Гораздо реже встречаются тританопы, которые не различают желтовато-зеленый от синевато-зеленого и пурпурный от оранжево-красного. Страдающий полной цветной слепотой различает цвета лишь по светлоте. Весь мир для него бесцветен. Цветная слепота встречается приблизительно у 8-10 % мужчин и у 0,5 % женщин. Дальтонизм встречается приблизительно у 4-5 % всех мужчин. В большинстве случаев цветная слепота врожденная.

Зрительные контрасты.

После длительного рассматривания определенного цветного предмета и перевода взора на белый фон можно на этом фоне видеть тот же предмет, но окрашенный в дополнительный цвет. Например, после рассматривания красного предмета на белом фоне виден зеленый предмет, после рассматривания синего – желтый, белого – черный (последовательные цветные и бесцветные образы).

При длительном рассматривании цветного предмета, находящегося на белом фоне, вокруг него виден дополнительный цвет. Например, при длительном рассматривании красного квадрата на белом фоне вокруг него отчетливо виден зеленый, а вокруг синего виден желтый. При рассматривании белого квадрата на сером фоне вокруг него серый фон становится более темным. Эти явления основаны не только на процессах, происходящих в сетчатке, но главным образом на явлениях последовательной и одновременной индукции в больших полушариях, в зрительном анализаторе.

Теории цветного зрения.

Большинством признается трехкомпонентная теория цветного зрения Юнга – Гельмгольца. Основы этой теории были изложены М. В. Ломоносовым (1756).

Согласно этой теории, в сетчатке есть три вида колбочек, каждый из которых содержит особое цветореактивное вещество. Благодаря содержанию различных цветореактивных веществ одни колбочки обладают повышенной возбудимостью к насыщенному красному цвету, другие – к насыщенному зеленому, третьи – к насыщенному сине-фиолетовому.

Предполагается, что существуют колбочки, реагирующие только на действие световых волн определенной (модуляторы) и на волны более широкого диапазона (доминаторы), а восприятие красного, зеленого и сине-фиолетового – результат совместной реакции трех группировок разных модуляторов (Р. Гранит, 1955).

В зрительном нерве существуют три особые группы нервных волокон, каждая из которых проводит афферентные импульсы от одной из групп колбочек. В естественных условиях свет действует не на одну из групп колбочек, а на две или даже три группы, при этом волны различной длины возбуждают их в различной степени.

Характер цветового ощущения обуславливается физиологическими процессами в зрительном анализаторе. При отведении потенциалов от отдельных волокон зрительного нерва наибольшая электрическая активность обнаружена на участках оранжевого, зеленого и сине-фиолетового. Трехкомпонентная теория подтверждается электрофизиологическими исследованиями. Доказано, что возбудимость зелено- и синереактивных элементов сетчатки возрастает при увеличении тонуса симпатической системы, а возбудимость краснореактивных элементов возрастает при увеличении тонуса парасимпатической системы. Анэлектрон изменяет цветовую возбудимость также, как симпатикотропные вещества и ионы кальция, а катэлектрон – как паросимпатикотропные и ионы калия. Колбочки, содержащие зеленореактивное вещество, содействуют возбуждению содержащих синереактивное вещество и снижают возбуждение содержащих краснореактивное (С. В. Кравков, 1947).однако недавно выдвинута двухкомпонентная теория на том основании, что все цветоощущения получаются при совмещении на экране двух позитивов: желтовато-зеленого и оранжево-красного (Э. Лэнд).

По мнению П. Л. Лазарева, цветоощущения возникают при достаточной концентрации ионов, которые образуются при фотохимическом распаде трех светореактивных веществ, имеющих различные спектры поглощения. При воздействии белого цвета концентрация ионов, образовавшихся из всех трех веществ, одинаково велика. Цветоощущения возникают при неодинаковой концентрации ионов.

Вторая теория цветоощущения – Э. Геринга (1872) – исходит из особенностей восприятия цветов спектра. Согласно этой теории существуют простые цвета: красный, желтый, зеленый, синий, белый, черный. Основные зрительные ощущения являются результатом процессов диссимиляции и ассимиляции, происходящих в трех светореактивных веществах.

При вызываемой действием световых лучей диссимиляции этих веществ возникают ощущения белого, красного и желтого. При действии других световых лучей происходит ассимиляция этих веществ, что дает ощущения черного, зеленого и синего. Когда два дополнительных цвета одновременно вызывают ассимиляцию и диссимиляцию, они уравновешивают друг друга и остаются только химические процессы в бело-черном веществе, то есть серый цвет. При действии на каждый глаз различных цветов получается бинокулярное смешение цветов. Этот факт указывает на то, что основную роль в возникновении цветоощущений играют процессы, протекающие в зрительном анализаторе больших полушарий.

Рис. 1. Треугольник смешения цветов (по Максвеллу)

Дата добавления: 2014-01-15