Зорова сенсорна система. Сприйняття світлових стимулів
Розділ 12 СПРИЙНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ НЕРВОВОЮ СИСТЕМОЮ. СЕНСОРНІ СИСТЕМИ
§ 62.Зорова сенсорна система. Сприйняття світлових стимулів
Найважливішими характеристиками світлового випромінювання є інтенсивність і довжина світлових хвиль. Розрізняти світло за інтенсивністю вміють усі тварини, навіть найпростіші. А от зоровий аналізатор, що реєструє відмінності між довжиною світлових хвиль, є не у всіх. Людині поталанило – її зоровій сенсорній системі така здатність властива. Наші фоторецептори реагують на хвилі різної довжини (мал. 62.1),
Так, якщо джерело світла випромінює хвилі довжиною близько до 560 нм, ми говоримо – світло зеленого кольору. Так само ми називаємо зеленим і предмет, який відбиває світлові хвилі тієї ж довжини. Якщо ж ми бачимо предмет червоним, це означає, що хвилі, які він відбиває, мають довжину близько 650 нм.
Завдяки кольоровому зору ми сприймаємо випромінювання в діапазоні видимого світла, зазнаючи відчуття кольорів від темно – фіолетового до темно-червоного. Відчуття, яке ми називаємо чорним кольором,
Мал. 62.1. Діапазон довжин електромагнітних хвиль і їх видимий діапазон (УФ ультрафіолетове, ІЧ – інфрачервоне випромінювання)
Мал. 62.2. Будова сітківки ока: 1 – клітина пігментного епітелію; 2 – паличка; 3 – колбочка; 4 – біполярний нейрон; 5
– допоміжні нейрони; 6 – гангліозний нейрон; 7 – аксони гангліозних нейронів; 8 – напрям світла
Проте різнокольоровим світ є для нас лише тоді, коли він добре освітлений – Сонцем або іншими джерелами світла. Зі зменшенням інтенсивності освітлення наш образ світу втрачає кольори. Уночі джерелами світла є лише зірки і Місяць, а енергія їх випромінювання значно менша, ніж у Сонця. Довжина світлових хвиль, що досягають земної поверхні, зсунута до “синьої” частини діапазону світлових хвиль. Отже, й видимими можуть бути лише предмети, що здатні відбивати хвилі такої довжини. Значно знижується й інтенсивність світла, яке відбивається від предметів. Тому в темряві ми можемо розрізняти тільки градації інтенсивності світлового випромінювання. Суб’єктивною шкалою, якою ми для цього користуємося, є різні ступені чорного й білого: чорний – темно-сірий – світло-сірий – білий.
У який спосіб зоровий аналізатор розрізняє світлові хвилі за інтенсивністю і довжиною, формуючи в нас кольорову картину світу? Як ми бачимо вдень і вночі?
Рецепторний апарат ока. Сітківка людського ока багатошарова (мал. 62.2). У найглибшому її шарі, на межі із судинною оболонкою, залягають клітини пігментного епітелію. Вони містять пігмент меланін, який поглинає світло. Клітини цього шару отримують поживні речовини з капілярів судинної оболонки і забезпечують метаболізм фоторецепторів. До пігментного епітелію прилягає шар фоторецепторів, які називають паличками й колбочками. У сітківці розміщується близько 125 млн паличок і 6 млн колбочок. За ними розташований шар, де містяться біполярні нейрони (біполяри) і допоміжні клітини, що беруть участь в обробці інформації, отриманої від фоторецепторів. Далі розміщується шар гангліозних нейронів, яких у сітківці близько 1 млн. їх аксони сходяться до центру сітківки, де з них формується зоровий нерв, що прямує до зорових центрів головного мозку.
Як функціонують палички й колбочки? У паличках міститься пігмент – білок родопсин, а в колбочках – різновиди пігменту йодопсину. Структура молекул цих пігментів може змінюватися під дією світла. Як наслідок, виникають сигнали, що передаються до біполярних нейронів, а з них – до гангліозних клітин.
Палички налаштовані на сприйняття хвиль довжиною близько 500 нм і надзвичайно чутливі до дії світла. Перетворення родопсину відбувається навіть, якщо паличка в темряві поглинає всього один квант світла (найменшу порцію світлової енергії). З одним біполяром можуть контактувати багато паличок, а декілька біполярів – з однією гангліозною клітиною. Отже, для гангліозних клітин палички створюють велике рецептивне поле – на одну таку клітину можуть припадати сотні паличок. Це значно підвищує вірогідність збудження гангліозної клітини, а отже, й отримання інформації головним мозком. Усі ці властивості паличок і дають їм змогу ефективно працювати за низької освітленості, у сутінках і темряві. Складовою родопсину є речовина, похідна від вітаміну А, і за його нестачі в організмі зір у сутінках значно погіршується. Іноді цей дефект зору називають курячою сліпотою.
Колбочки за різновидами йодопсину поділяють на три групи. В одних міститься пігмент, який найкраще поглинає світлове випромінювання з довжиною хвиль у діапазонах 380-560 нм, у інших – 470650 нм, у третіх – 470-680 нм. Відповідно, завдяки роботі колбочок першої групи у нас з’являється відчуття фіолетового-блакитного, другої – зеленого, а третьої – жовтого і червоного кольору. Одночасна активність різних видів колбочок у різних поєднаннях забезпечує нас відчуттями всіх кольорових відтінків. Коли ж разом працюють усі три групи колбочок, ми бачимо білий колір. Проте колбочки мають у сто разів меншу світлочутливість, ніж палички – саме тому вони не працюють у темряві, і світ для нас стає безкольоровим.
Фоторецептори розподілені в сітківці нерівномірно. На ній є місце, де фоторецепторів зовсім немає – це сліпа пляма, де формується зоровий нерв (див. мал. 61.1). Збоку від неї розташоване заглиблення – центральна ямка, у якій містяться лише колбочки. Вона розташована в центрі жовтої плями, де є і палички, і колбочки. Проте в міру віддалення від центра кількість колбочок зменшується, і по краях (на периферії) сітківки розташовуються лише палички. Розглядаючи предмет, ми мимоволі повертаємо очі так, щоб його зображення опинилося на центральній ямці – тут і сприйняття кольорів, і гострота зору є найкращими. Периферія сітківки майже не сприймає кольору, але світлова чутливість у цій зоні значно вища, ніж у центрі жовтої плями.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...