Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекція

Психофізіологія сприйняття. Будова та розвиток сенсорних систем організму



Питання вивчення теми

• Вступ
• 1. Загальні принципи будови сенсорних систем
• 2. Властивості аналізаторів
• 3. Види сенсорних систем, їх вікові особливості
• 3.1 Зорова сенсорна система
• 3.2 Слухова сенсорна система
• 3.3 Вестибулярна сенсорна система
• 3.4 Смакова сенсорна система
• 3.5 Нюхова сенсорна система
• 3.6 Шкірно-м'язова сенсорна система (соматосенсорна система)
• 4. Руховий аналізатор. Розвиток довільних рухів
• Контрольні питання


Вступ

Загальна для всіх живих істот властивість подразливості одержує особливий розвиток у зв'язку з життєво важливим завданням - одержання організмом інформації про зовнішній світ та про свій внутрішній стан для своєчасного пристосувального реагування.

Цей напрямок еволюції привів до формування сенсорних систем (від лат. sensus - відчуття), що здійснюють якісний та кількісний аналіз діючих подразників у різних умовах життя.

Від того, як сприймаються події зовнішнього світу, залежать уявлення про нього, відношення до нього та свідома поведінка.

Сенсорна інформація, яку організм отримує за допомогою органів чуття, має велике значення для організації діяльності внутрішніх органів та поведінки відповідно вимогам навколишнього середовища.

Без сенсорної інформації організм не зміг би розвиватися.

Один з нейрофізіологів сучасності X. Дельгадо писав, що якщо дитину протягом декількох років позбавляти сенсорних подразників, то «…така істота була б повністю позбавлена психічних функцій. Мозок її був би порожній і позбавлений думок; вона не мала б пам'яті та була б не здатна розуміти, що відбувається навколо. Дозріваючи фізично, вона залишалася б інтелектуально настільки ж примітивною, як і в день свого народження».



1. Загальні принципи будови сенсорних систем

Психічна діяльність людини - це робота двох механізмів:

- механізму утворення тимчасових зв'язків між агентами зовнішнього світу та діяльності організму (механізму умовних рефлексів);

- механізму аналізаторів, тобто таких приладів, які мають своєю метою аналізувати складність зовнішнього світу, розкладати його на окремі елементи і моменти.

У сучасній фізіології сприйняття вживаються два близьких за змістом поняття - аналізатор та сенсорна система.

Термін «аналізатор» був уведений у фізіологію І.П.Павловим в 1909 р.

Аналізатор - єдина функціональна система, яка починається рецепторами та закінчується у клітинах кори великих півкуль, спеціально пристосована до сприйняття та аналізу подразників із зовнішнього або внутрішнього середовища, формування відчуттів і загального уявлення про предмет.

Сенсорною системою називають аналізатор з додатковими анатомічними утвореннями, які забезпечують передачу енергії подразника до рецепторів.

Усі аналізатори та сенсорні системи складаються із трьох тісно пов'язаних між собою відділів - периферичного, провідникового, центрального.

Відмінність між поняттями «аналізатор» та «сенсорна система» пов'язана з периферичним відділом, стосовно інших відділів вони є синонімами.

Периферичний відділ аналізатора - це рецептори, які еволюційно пристосовані для сприйняття подразника певної природи. Наприклад:

- рецептори, які розташовані в сітківці очі, здатні реагувати на мізерно малу величину світлового випромінювання,

- рецептори внутрішнього вуха сприймають вплив, який надається вібраційним зсувом порядку декількох ангстрем.

Периферичний відділ сенсорної системи - містить у собі сукупність рецепторів та дорецепторної ланки (допоміжних утворень, які полегшують сприйняття подразника).

Рецептори та дорецепторні структури утворюють органи чуття (спеціальні органи).

В якості прикладу наведемо периферичний відділ зорової сенсорної системи - очі. Він включає у себе:

- дорецепторну ланку - оптичну систему,

- рецептори сітківки - палички та колбочки.

Порогові подразники викликають зміну електричних властивостей мембрани рецептора та виникнення біоелектричного (рецепторного) потенціалу (нервового імпульсу), який потім по нервових волокнах передається в ЦНС.

Інформація про подразник передається в ЦНС головним чином за допомогою частотного (сенсорного) коду. Залежно від біологічного значення, сили та тривалості дії стимулу рецептори по-різному формують нервові біоструми, що несуть інформацію у вигляді імпульсів різної частоти.

Провідниковий відділ аналізатора ( сенсорної системи) - представлений чутливим нервом і рядом підкіркових перемикальних ядер, через які проходить інформація від рецепторів у кору великих півкуль.

У межах ЦНС у провідниковому відділі розрізняють специфічну та неспецифічну частини.

Специфічна частина провідникового відділу (специфічний шлях) - для кожного аналізатора індивідуальна. Цим шляхом поширюється інформація у вигляді частотного коду, сприйнята рецепторами даного аналізатора.

Неспецифічна частина провідникового відділу (неспецифічний шлях) - спільна для всіх аналізаторів, вона представлена системою ядер ретикулярної формації, куди надходить інформація, сприйнята рецепторами будь-якого аналізатора.

Посередником, у якому сходяться всі подразнення від зовнішнього та внутрішнього світу, є розташований у проміжному мозку таламус. Сенсорні сигнали, видозмінюючись у таламусі та отримуючи відповідне емоційне забарвлення, направляються до підкіркових та коркових центрів, щоб організм зміг адекватно пристосуватися до мінливого середовища.

Як ми пам'ятаємо, серед ядер таламусу розрізняють специфічні та неспецифічні ядра.

Специфічні ядра таламуса - є компонентами специфічних шляхів аналізаторів. Вони своїми волокнами досягають первинних (специфічних) сенсорних областей кори великих півкуль та утворюють синапси на обмеженій кількості її клітин.

При подразненні специфічних ядер поодинокими електричними імпульсами у відповідних областях кори великих півкуль швидко (через 1-6 мс) виникає реакція у вигляді первинної відповіді.

Таким чином, без поширення нервового імпульсу по специфічному шляху неможливе виникнення специфічних відчуттів.

Неспецифічні ядра таламуса - є частиною ретикулярної формації. Через них проходить неспецифічний шлях аналізаторів. Імпульси від неспецифічних таламічних ядер надходять одночасно в різні ділянки кори великих півкуль. Реакція-відповідь виникає майже на всій поверхні кори, дифузно, але пізніше, лише через 10-50 мс. Потенціали, які реєструються у клітинах кори, носять хвилеподібний характер.

Імпульси від рецепторів різних аналізаторів, що йдуть через структури неспецифічного шляху, забезпечують як тривалу, так і короткочасну активацію клітин кори великих півкуль, чим полегшують діяльність коркових нейронів при потраплянні до них імпульсів від специфічних ядер.

Отже, поширення нервових імпульсів по неспецифічному шляху необхідно для підтримки оптимального рівня збудливості кори, її тонусу, без якого неможлива свідома психічна діяльність людини.

Центральний відділ аналізатора (сенсорної системи) - представлений сенсорною областю кори великих півкуль, куди приходять аферентні волокна висхідних сенсорних шляхів. І.П.Павлов розрізняв у центральному відділі кожного аналізатора ядерну та периферичну зони.

У сучасній фізіології в ядерній зоні аналізаторів виділяють первинну та вторинну сенсорну кору, а периферична зона є третинною сенсорною корою (мал. 1).

Мал. 1. Первинні, вторинні і третинні зорові та слухові зони кори головного мозку (латеральна поверхня півкулі)

Сенсорний код від рецепторів передається по провідниковому відділу у первинну кору даного аналізатора.

У первинній корі кожна група нейронів одержує інформацію за топічним принципом, тобто від строго певної групи периферичних рецепторів, тому первинну сенсорну кору називають проекційною. Тут виникає первинна сенсорна відповідь - результат вищого найбільш тонкого аналізу, здійснюваного корою головного мозку. Внаслідок такого аналізу формуються відчуття, на основі яких з'являється можливість розпізнавання того або іншого предмета зовнішнього світу.

Відчуття - відображення в корі головного мозку окремих властивостей предметів об'єктивного світу, яке виникає в результаті їх безпосереднього впливу на рецептори.

Відчуття є базовим психічним процесом, який лежить в основі всіх видів свідомої психічної діяльності.

Відчуття - це вихідний та нерозкладний елемент пізнання.

Інакше кажучи, відчуття є суб'єктивною чуттєвою реакцію на діючий сенсорний стимул (наприклад, відчуття світла, тепла або холоду, дотику і т.п.).

Однорідні сенсорні стимули активують одну із сенсорних систем та викликають суб'єктивно однакові відчуття, сукупність яких позначається терміном модальність.

Самостійними модальностями є дотик, зір, слух, нюх, смак, відчуття холоду або тепла, болі, вібрації, відчуття розташування кінцівок та м'язового навантаження.

Усередині модальностей можуть існувати різні якості (субмодальности). Наприклад, у смаковій модальності розрізняють солодкий, солоний, кислий та гіркий смак.

На основі сукупності відчуттів формується чуттєве сприйняття, тобто осмислення відчуттів та готовність їх описати. Таким чином, у первинній зоні кожного аналізатора формуються відчуття однієї модальності.

Сприйняття не є простим відображенням діючого стимулу, воно залежить від:

- розподілу уваги в момент його дії,

- пам'яті про минулий сенсорний досвід,

- і суб'єктивного відношення до того, що відбувається, яке виражається в емоційних переживаннях.

За своїми фізіологічними механізмами відчуття є цілісним рефлекторним актом, що поєднуює прямі та зворотні зв'язки в роботі периферичних і центральних відділів аналізаторів.

Різноманіття відчуттів відображає якісне різноманіття світу. Теорія відображення розглядає відчуття як копію дійсності, як суб'єктивний образ об'єктивного світу. Будучи джерелом знань людини про об'єктивний світ, відчуття є елементом цілісного процесу пізнання, який включає також сприйняття, яке є більш складним, наочно образним відображенням предметів та явищ, уявлень та понять.

Вторинна сенсорна кора аналізаторів - розташовується навколо первинної кори та тісно пов'язана з нею анатомічно і функціонально. Тому вторинну кору називають проекційно-асоціативною.

Її площа перевищує площу первинної сенсорної кори, а функції полягають в об'єднанні (синтезі) інформації, аналіз якої відбувся у первинній корі. Результатом такого синтезу є формування на основі відчуттів мономодальних (одноякісних) образів (зорових, слухових, нюхових і т.п.). Саме у вторинній корі аналізаторів здійснюються початкові етапи сприйняття.

Сприйняття - психічний процес, який полягає у формуванні цілісного суб'єктивного образу предмета, що безпосередньо впливає на рецептори аналізаторів.

Наступні, більш складні, етапи сприйняття реалізуються третинною сенсорною корою.

Третинна сенсорна кора (асоціативна) є міжаналізаторною, оскільки в ній інтегрується збудження, що приходить від різних аналізаторів, і воно порівнюється з еталоном, який сформований на основі минулого досвіду.

Результатом такої інтеграції є формування комплексних образів, які містять у собі зорові, слухові, нюхові та інші компоненти, упізнання стимулів, визначення їх значимості. Здатність розпізнавання виробляється через умовний рефлекс та удосконалюється в міру ускладнення умовно-рефлекторної діяльності.

У третинній корі також відбувається порівняння цілісних образів, встановлення їх взаємин у просторі та часі (менше - більше; ближче - далі; раніше - пізніше і т.п.).

Результатом такої діяльності є формування цілісного уявлення про навколишній світ.

Таким чином, сенсорні системи організовані ієрархічно, тобто включають кілька рівнів послідовної переробки інформації.

Нижчий рівень такої переробки забезпечують первинні сенсорні нейрони, які розташовані в спеціалізованих органах чуття або в чутливих гангліях та призначені для проведення збудження від периферичних рецепторів у ЦНС.

Центральні відростки первинних сенсорних нейронів закінчуються в головному або спинному мозку на нейронах другого порядку, тіла яких розташовані у перемикальному (релейному) ядрі. У ньому є не тільки збудливі, але і гальмівні нейрони, які беруть участь у переробці переданої інформації. Представляючи більш високий ієрархічний рівень, нейрони релейного ядра можуть регулювати передачу інформації шляхом посилення одних та гальмування або пригнічення інших сигналів.

Аксони нейронів другого порядку утворюють провідні шляхи до наступного перемикального ядра, загальна кількість яких обумовлена специфічними особливостями різних сенсорних систем.

Остаточна переробка інформації про діючий стимул відбувається в сенсорних областях кори.

Сенсорні системи людини забезпечують:

- формування відчуттів і сприйняття діючих стимулів;

- контроль довільних рухів;

- контроль діяльності внутрішніх органів;

- необхідний для пильнування людини рівень активності мозку.

Сенсорне сприйняття включає наступні етапи:

- дія подразника на периферичні рецептори;

- перетворення енергії стимулу в електричні сигнали (потенціали дії), що виникають у первинному сенсорному нейроні;

- наступну переробку переданих сигналів на всіх ієрархічних рівнях сенсорної системи;

- виникнення суб'єктивної реакції на подразник, що представляє собою сприйняття або внутрішнє представництво діючого стимулу у вигляді образів або словесних символів.

Зазначена послідовність дотримується в усіх сенсорних системах, відображаючи ієрархічний принцип їх організації.

Класифікації рецепторів.

Рецептори розрізняють:

- за специфічною чутливістю до різних стимулів,

- за будовою.

- місцем розташування.

Специфічна чутливість рецепторів до подразників різної природи (механічних, хімічних, температурних і т.д.) обумовлена різними механізмами керування іонними каналами плазматичних мембран, стан яких визначає виникнення рецепторного потенціалу та перехід від фізіологічного спокою до збудження.

Стимули, до яких рецептори найбільш чутливі, називаються адекватними (лат. adaequatus - прирівняний, подібний).

Механорецептори - збуджуються сильніше всього внаслідок деформації їх клітинної мембрани під час тиску або розтягання. До них відносяться:

- тактильні рецептори шкіри,

- пропріоцептори м'язів та сухожиль,

- слухові та вестибулярні рецептори у внутрішньому вусі,

- барорецептори та волюморецептори, які знаходяться у внутрішніх органах та кровоносних судинах.

Хеморецептори - збуджуються внаслідок приєднання до них певних хімічних молекул, вони представлені нюховими та смаковими рецепторами, а також хемочутливими рецепторами внутрішніх органів та кровоносних судин.

Для розташованих у сітківці ока фоторецепторів адекватним подразником є кванти світла, які ними поглинені, для терморецепторів (холодових і теплових) - зміни температури.



2. Властивості аналізаторів

Особливістю аналізаторів є їх властивість пристосовуватися до дії постійних подразників (адаптація).

Адаптація виникає в результаті зниження або підвищення рівня чутливості. При тривалій дії подразника чутливість аналізатора може знижуватися або зовсім зникати. Завдяки такій адаптації ми не відчуваємо дотики одягу, взуття, окулярів і т.д.

Інший різновид адаптації характеризується підвищенням чутливості до дії слабких подразників. Наприклад, звикання ока до темряви під час переходу з яскраво освітленої кімнати в напівтемну. Відчуття повної темряви, що виникає в перший момент, проходить, поступаючись місцем здатності розрізняти предмети та вільно орієнтуватися. Аналогічна адаптація спостерігається і під час дії шуму або запахів.

Звикання до дії подразника - загальна властивість більшості аналізаторів. Виключення становлять інтерорецептори, від збереження їх чутливості залежить підтримка сталості багатьох параметрів внутрішнього середовища організму. Тому адаптація цих рецепторів може стати серйозною погрозою для життєдіяльності організму.

Механізми адаптації пов'язані з фізіологічними процесами, що протікають у периферичних та мозкових кінцях аналізаторів.

В основі адаптації лежать коливання лабільності нейронів головного мозку, які регулюють збудливість рецепторів. У процесах «настроювання» збудливості рецепторів беруть участь також симпатична нервова система, яка має адаптаційно-трофічний вплив, і ретикулярна формація.

Якщо реєструвати імпульси з нервів, що проводять збудження від рецепторів, то можна виявити поступове зниження частоти імпульсів до їхнього повного зникнення, незважаючи на безперервну дію подразника. Це означає, що подача сигналів з рецепторів у мозок припиняється внаслідок адаптації рецепторів.

Адаптація може свідомо підвищуватися або знижуватися. Наприклад, дитина, яка має у руках який-небудь дрібний предмет, нерідко втрачає його внаслідок адаптації, що настала. Підвищення збудливості кори, яке наступає в результаті виявлення втрати, попереджає розвиток адаптації при повторному отриманні даного предмета.

Для різних рецепторів швидкість адаптації різна. Так, для рецепторів, що сприймають дотик до шкіри, швидкість найбільша, для рецепторів м'язів - найменша.

Мала швидкість адаптації м'язових рецепторів дозволяє людині робити чіткі та координовані рухи.

Повільніше всього адаптуються рецептори кровоносних судин та легенів, забезпечуючи тим самим постійну рефлекторну саморегуляцію кров'яного тиску і дихання.

Адаптація швидко виникає після початку подразнення і швидко зникає після його закінчення.

У процесі взаємодії організму з навколишнім середовищем реалізується ще одна властивість аналізаторних систем - їх тренування. Аналізатори здобувають здатність до більш складного сприйняття.

Тонкість та точність сприйняття визначається рядом факторів, найважливішими з яких є:

- збільшення площі зони сприйняття;

- ускладнення функції специфічної сенсорної зони кори великих півкуль.

Встановлено, що площа проекції окремих рецепторних областей у корі головного мозку залежить від ступеня професійного тренування. Так, у композитора найбільш розвинена слухова зона, а у художника - зорова і т.д.

Велику роль у забезпеченні тонкощі сприйняття подразника відіграють механізми, які диференціюють сенсорний код. Дані механізми дозволяють нервовій системі виключити несуттєву інформацію про подразник та зосередитися на найбільш важливих його властивостях. Здатність до подібної «фільтрації» не є вродженою, вона спеціально тренується.

Не кожний подразник, що впливає на рецепторні закінчення, здатний викликати відчуття. Мінімальна сила подразника (нижній поріг відчуття) тим менша, чим більш тренований аналізатор. У процесі тренування підвищується можливість уловлювати мінімальну різницю в інтенсивності двох однорідних подразників. Тому при спрямованому впливі на аналізатори дитини він може більш повно та досконало сприймати, що відбуваються навколо події, відкривати прекрасне та дивне, сховане для недосконалих, нетренованих аналізаторів.

Особливо дана здатність збільшується в процесі навчання й праці.



3. Види сенсорних систем, їх вікові особливості

У сучасній фізіології немає єдиної класифікації сенсорних систем (аналізаторів).

Здавна було прийнято виділяти п'ять видів відчуттів - зір, слух, нюх, дотик та, відповідно, п'ять органів чуття - очі, вухо, ніс, язик, шкіра.

Отже, за видами чутливості розрізняли зорову, слухову, нюхову, смакову, шкірну (тактильну) сенсорні системи.

Але крім перерахованих п'яти видів відчуттів у людини є відчуття рівноваги (положення в просторі), м'язово-суглобове (кінестетичне) та інтероцептивне (виникаюче при подразненні рецепторів внутрішніх органів) відчуття, яким у свою чергу відповідають вестибулярна, м'язова та вісцеральна сенсорні системи.

Оскільки шкірні, м'язово-суглобові та вісцеральні відчуття тісно взаємозалежні і проектуються в близько розташованих областях кори великих півкуль, ці відчуття утворюють єдину шкірно-м'язову (загальночутливу, соматосенсорну) сенсорну систему.

Залежно від способу взаємодії рецептора з подразником виділяють сенсорні системи:

- контактні - смакову, нюхову, шкірно-м'язову;

- дистантну - вестибулярну, слухову, зорову.

Діяльність усіх сенсорних систем важлива для збереження цілісності організму в його взаємодії з мінливим зовнішнім середовищем, але для людини, у зв'язку з розвитком його соціальних функцій, великого значення набувають зоровий та слуховий аналізатор.

Більша частина всієї інформації з навколишнього світу (приблизно 90 %) надходить у наш мозок через зорові та слухові канали, тому для нормального фізичного і психічного розвитку дітей та підлітків особливе значення мають органі зору і слуху.

Особливості сенсорної функції у дітей та підлітків.

Елементарна рефлекторна діяльність людини, його складні поведінкові акти та психічні процеси залежать від функціонального стану його органів чуття - зору, слуху, нюху, смаку, соматичної та вісцеральної чутливості, за допомогою яких здійснюється сприйняття і аналіз нескінченного потоку інформації з навколишнього матеріального світу та внутрішнього середовища організму.

Без цієї інформації була б неможлива оптимальна організація як самих примітивних функцій людського організму, так і вищих психічних процесів.

Різні сенсорні системи починають функціонувати в різний час онтогенезу.

Вестибулярний аналізатор як філогенетично найбільш прадавній дозріває ще у внутрішньоутробному періоді. Рефлекторні акти, пов'язані з активністю цього аналізатора (при повороті тіла зміна положення кінцівок), відзначаються у плода та недоношених дітей.

Також рано дозріває шкірний аналізатор. Перші реакції на подразнення шкіри відзначені у ембріона в 7,5 тижні. Вже на 3-му місяці життя дитини параметри шкірної чутливості практично відповідають таким у дорослого.

Адекватні реакції на подразнення смакового аналізатора спостерігаються з 10-го дня життя. Диференціювання основних харчових речовин формується лише на 4-му місяці життя. До 6-літнього віку чутливість до смакових подразників підвищується та у шкільному віці не відрізняється від чутливості дорослого.

Нюховий аналізатор функціонує з моменту народження дитини, а диференціювання запахів відзначається на 4-му місяці життя.

Дозрівання сенсорних систем визначається розвитком ланок органів чуття.

Периферичні ланки є сформованими до моменту народження. Пізніше за інші формується периферична частина зорового аналізатора - сітківка ока, її розвиток закінчується до 6-го місяця життя.

Мієлінізація нервових волокон протягом перших місяців життя забезпечує значне збільшення швидкості проведення збудження і, таким чином, розвиток провідникового відділу аналізатора.

Найпізніше дозрівають коркові ланки органів чутя (особливо слухової та зорової сенсорної системи). Саме їхнє дозрівання визначає особливості функціонування сенсорних систем у дитячому віці.

При вивченні рухів ока дитини встановлено, що воно здатне сприймати елементи пропонованих зображень із моменту народження. Вважають, що окремі елементи зображення в дитячому віці ототожнюються із цілісним предметом. Про це свідчать дані, які показали, що діти, у яких вироблявся умовний рефлекс на цілісну геометричну фігуру, реагували також на її компоненти, пропоновані окремо, і тільки з 16 тижнів дитина сприймала цілісну фігуру, яка ставала стимулом умовної реакції.

У міру дозрівання коркових нейронів та їх зв'язків, протягом перших років життя дитини аналіз зовнішньої інформації стає більш тонким і диференційованим, удосконалюється процес упізнання складних стимулів.

Період інтенсивного дозрівання систем найбільш пластичний.

Дозрівання коркової ланки аналізатора в значній мірі визначається інформацією, яка поступає. Відомо, якщо позбавити організм новонародженого припливу сенсорної інформації, то нервові клітини проекційної кори не розвиваються. В той же час у сенсорно збагаченому середовищі розвиток нервових клітин та їх контактів відбувається найбільш інтенсивно.

Отже, значення сенсорного виховання в ранньому дитячому віці є очевидним. Тобто сенсорна інформація має значення не тільки для організації діяльності внутрішніх органів та поведінки, але і є важливим чинником розвитку дитину.

Функціональне дозрівання сенсорних систем триває і в інші вікові періоди, оскільки в переробку поступаючої інформації втягуються і інші коркові зони (асоціативні), які дозрівають протягом тривалого періоду розвитку, включаючи підлітковий вік. Поступовість їх дозрівання визначає особливість процесу сприйняття інформації в шкільному віці. Так, сприйняття складних зорових стимулів стає ідентичним таким дорослого до 11-12 років.

3.1 Зорова сенсорна система

Зір для людини є одним зі способів орієнтування в просторі. З його допомогою ми отримуємо інформацію про зміну дня і ночі, розрізняємо оточуючі нас предмети, рух живих та неживих тіл, різні графічні і світлові сигнали.

Зір є дуже важливим для трудової діяльності людини.

Завдяки зоровій сенсорній системі людей отримує до 80-90% усієї інформації про зовнішнє середовище. Око людини сприймає світлові промені лише у видимій частині спектра - у діапазоні від 400 до 800 нм.

Зорова сенсорна система складається з наступних відділів:

- периферичний відділ - це око - складний допоміжний орган, у якому знаходяться фоторецептори та тіла 1-х (біполярних) і 2-х (гангліозних) нейронів;

- провідниковий відділ - зоровий нерв (II пара черепно-мозкових нервів), ядра верхніх горбків чотиригорбкової пластинки середнього мозку, ядра проміжного мозку (латеральних колінчастих тіл та подушкові ядра таламусу),

- корковий відділ - знаходиться у потиличної області кори великих півкуль причому первинне (проекційне) поле (ядро аналізатора), функцією якого є виникнення відчуттів, лежить по обидва боки від шпорної борозни, у корі язичкової та клиноподібної звивин. Вторинна кора розташовується навколо первинної.



Око, яке є органом зору, тобто периферичним відділом зорової сенсорної системи, розташовано у поглибленні черепа - очній ямці (орбіті), яка утворена кістками мозкового та лицьового черепа. Позаду та з боків око захищено від зовнішніх впливів кістковими стінками очної ямки, а спереду - повіками.

В органі зору розрізняють:

- очне яблуко;

- допоміжні апарати ока.

Очне яблуко - має вигляд кулястого тіла діаметром близько 2,5 см, більш опуклого спереду. У ньому розрізняють:

- передній полюс - відповідає центру рогівки, тобто її найбільш опуклої частини;

- задній полюс - перебуває трохи латеральніше від місця входу в очне яблуко зорового нерва.

Пряма лінія, що проходить через передній та задній полюси, називають зоровою віссю ока. Ця вісь під гострим кутом перетинає пряму, яка з'єднує центр рогівк з місцем найкращого бачення, яке розташовано в області так званої жовтої плями, що знаходиться на дні очного яблука.



Очне яблуко:

- обмежено трьома оболонками - зовнішньою (фіброзною), середньою (судинною), внутрішньою (чутливою),

- містить світлозаломлюючі середовища ока - рогівку, вологу передньої камери, кришталик, склоподібне тіло (драглиста рідина), призначення яких заломлювати світлові промені та фокусуват їх в області розташування рецепторів на сітківці.

Оболонки очного яблука.

Фіброзна оболонка має два відділи:

- склера (білкова оболонка) - задня, більша частина, товщиною близько 1 мм, має білий колір та побудована із щільної сполучної тканини, що містить велику кількість колагенових і еластичних волокон. Позаду вона трохи більш товста. Склера переходить у піхву зорового нерва.

- рогівка (рогова оболонка) - передня, менша частина, прозора та на вигляд трохи нагадує годинникове скло.

Вона складається із щільної сполучної тканини, є досить міцною (легко переносить тиск води під час плавання), тому ми можемо плавати та пірнати без шкоди для себе з відкритими очами, маючи, таким чином, можливість орієнтуватися у воді за допомогою зору.

Рогівка містить велику кількість нервових закінчень і позбавлена кровоносних судин. Її живлення здійснюється шляхом дифузії необхідних речовин з рідини передньої камери ока та судинами білкової оболонки, що прилягають до краю рогівки.

Судинна оболонка - знаходиться за фіброзною оболонкою очного яблука, товщина її не перевищує 0,2-0,4 мм. Вона містить значну кількість кровоносних судин та пігментних клітин, які надають їй темне забарвлення.

У судинній оболонці прийнято розрізняти три частини:

- власно судинну оболонку - задню,

- війчасте тіло - середню,

- райдужку - передню.

Власно судинна оболонка вкриває найбільшу частину (приблизно 2/3) задньої поверхні очного яблука. Вона має бурий колір та щільно з'єднується зі склерою в місці входження зорового нерва в очне яблуко та у місці переходу рогівки у склеру.

Війчасте (ціліарне) тіло - це середня, стовщена частина судинної оболонки, розташована на зразок кільця в тій області, де склера переходить у рогівку.

Війчасте тіло має близько 70 війчастих відростків, що йдуть у радіальному напрямку. Від них відходять війчасті зв'язки, що вплітаються в капсулу кришталика.

У товщі війчастого тіла знаходиться війчастий м'яз. Він складається з пучків гладких м'язових волокон, які розташовані в трьох напрямках - коловому, радіальному та меридіональному (ці волокна становлять основну частину війчастого м'яза).

При напрузі цей м'яз розслаблює зв'язку, а через неї і капсулу кришталика, який у силу своїх еластичних властивостей, стає при цьому більш опуклим, що необхідно, коли потрібно бачити предмети на близькій відстані.

При розслабленні м'яза війчасте тіло повертається у вихідне положення, війчасті зв'язки натягаються і кришталик стає більш плоским.

У старечому віці еластичність зв'язки та пружність кришталика зменшуються, що приводить до порушення зору.

Райдужка (тобто передня частина судинної оболонки) - має вигляд фронтально розташованого круглого диска з отвором посередине - зіницею, яка регулює кількість світлових променів, що пропускаються черех неї. Діаметр зіниці регулюється зіничним рефлексом, центр якого знаходиться у середньому мозку.

Райдужка побудована з м'язових волокон колового та радіального напрямку:

- коловогі волокна - складають м'яз, що звужує зіницю (сфінктер),

- радіальні волокна - м'яз, що розширює зіницю (ділататор).

Райдужка виконує функцію оптичної діафрагми, що знаходиться усередині очного яблука.

На райдужці розрізняють:

- передню поверхню - добре видна через рогівку. Вона має пігмент меланін, від характеру та кількості якого залежить колір очей (чим його більше, тим темніший колір ока). Якщо пігмент відсутній (таких людей називають альбіносами), то промені світла можуть проникати в око не тільки крізь зіницю, але і крізь тканину райдужки. У альбіносів очі мають червонуватий відтінок, зір понижений.

- задню поверхню.

Чутлива (внутрішня) оболонка очного яблука - це сітківка (ретіна), яка розвивається у вигляді виросту з речовини проміжного мозку та за своїм походженням, будовою та функцією складає одне ціле із зоровим нервом.

Сітківка містить фоторецептори ока та слугує для перетворення світлової енергії в нервове збудження.

Відповідно трьом частинам судинної оболонки прилягаюча до неї сітківка розділяється на зорову, війчасту та райдужкову частини.

Найбільшою складністю будови відрізняється зорова частина, у якій під мікроскопом розрізняють до десятка шарів. До складу одного із шарів входять паличкоподібні та колбочкоподібні зорові клітини (палички та колбочки).

Палички - сприймають світлові подразнення, а колбочки - забезпечують здатність розрізняти колір та його відтінки.

Фоторецептори ока - це високоспеціалізовані клітини, що перетворюють світлові подразнення в нервове збудження.

Фоторецепція починається у зовнішніх сегментах цих клітин, де на спеціальних дисках, як на поличках, розташовані молекули зорового пігменту який виробляється клітинами пігментного шару.

У паличках утримується особлива речовина пурпурного цвіту - зоровий пурпур, (родопсин), у колбочках - речовина фіолетового цвіту йодопсин, який, на відміну від родопсину, у червоному світлі вицвітає.

Збудження паличок та колбочок викликає появу нервових імпульсів у волокнах зорового нерву.

Колбочки менш збудливі, тому, якщо слабке світло попадає в центральну ямку, де знаходяться тільки колбочки, ми його бачимо дуже погано або не бачимо зовсім. Слабке світло є добре видним, коли воно попадає на бічні поверхні сітківки.

Отже, при яскравому освітленні функціонують в основному колбочки, при слабкому освітленні - палички.

У сутінках при слабкому освітленні люди бачить за рахунок зорового пурпуру. Розпад зорового пурпуру під дією світла викликає виникнення імпульсів збудження в закінченнях зорового нерву і є початковим моментом передачі аферентної інформації в зоровий нерв.

Зоровий пурпур під дією світла розпадається на білок опсин та пігмент ретинен (похідне вітаміну А).

У темряві вітамін А перетворюється на ретинен, який з'єднується з опсином та утворює родопсин, тобто відбувається відновлення зорового пурпуру.

Вітамін А є джерелом зорового пурпуру.

Нестача в організмі людини вітаміну А порушує утворення зорового пурпуру, що викликає різке погіршення сутінкового зору, так звану курячу сліпоту (гемералопію).

Палички, розташовані переважно по периферії сітківки (їх 110-130 млн.), та колбочки, розташовані переважно в центральній частині сітківки (їх 6-7 млн.), відрізняються за своїми функціями.

Палички мають більш високу чутливість, між колбочки, та є органами сутінкового зору. Вони сприймають чорно-біле (безбарвне) зображення.

Колбочки - є органами денного зору. Вони забезпечують кольоровий зір.

У людини розрізняють 3 види колбочок - ті, що сприймають переважно червоний, зелений та синьо-фіолетовий колір. Їх різна чутливість до кольору визначається відмінностями в зоровому пігменті. Комбінації збудження цих приймачів різного кольору дають відчуття всієї гами відтінків, а рівномірне збудження всіх трьох типів колбочок - відчуття білого кольору .

При порушенні функції колбочок наступає кольорова сліпота (дальтонізм). Людина перестає розрізняти кольори, зокрема, найчастіше - червоний та зелений колір. Це захворювання відзначається в 8 % чоловіків та у 0,5 % жінок (вони частіше є носіями такого гену).

Зовнішній шар сітківки, обернений до судинної оболонки очного яблука, містить пігмент і являє собою пігментний епітелій, з'єднаний із судинною оболонкою значно більш міцно, ніж із внутрішніми шарами самої сітківки, оберненими убік порожнини очного яблука.

На зоровій частині сітківки виділяються два місця, які відрізняються за своєю будовою та функціональними особливостями:

- сосок зорового нерву- це місце входження нерву досередини очного яблука. Він має близько 1,7 мм у поперечнику та розташовується досередини від місця проходження оптичної осі очного яблука. Оскільки він не має ані паличок, ані колбочок, сосок зорового нерву світлових подразнень не сприймає та є своєрідною сліпою плямою сітківки ока.

- жовта пляма (має таку назву тому, що містить велику кількість каротину, який надає йому жовтуватого кольору) - є місцем найкращого бачення. Його поперечник рівний приблизно 1 мм. Посередині плями є центральна ямка - місце найбільшої чутливості сітківки до світлових подразнень.

Таке бачення називають центральним. Інші частини сітківки беруть участь у бічному, або периферичному, баченні. Центральний зір дозволяє розглядати дрібні деталі предметів, а периферичний - орієнтуватися в просторі.

Інші дві частини сітківки, війчаста та райдужкова, побудовані порівняно просто.

Райдужкова частина - складається з пігментного епітелію, про який вже розповідали, а війчаста частина - із двох шарів епітеліальних клітин (зовнішній шар являє собою пігментний епітелій).

Очне яблуко має наступні прозорі (заломлюючі) середовища:

- рогівку,

- рідину передньої та задньої камер очного яблука,

- кришталик,

- склоподібне тіло.

Промені, що йдуть із нескінченності через центр рогівки та кришталика (тобто через головну оптичну вісь ока) перпендикулярно до їхньої поверхні, не відчувають заломлення. Усі інші промені заломлюються та сходяться усередині камери ока в одній крапці - фокусі.

Пристосування ока до чіткого бачення по-різному віддалених предметів (його фокусування) називається акомодацією. Цей процес у людини здійснюється за рахунок зміни кривини кришталика.

Близька крапка ясного бачення з віком відсувається від 7 см (у 7-10 років) до75 см (у 60 років та більше), оскільки знижується еластичність кришталика та погіршується акомодація. Виникає стареча далекозорість.

У нормі довжина ока відповідає заломлюючій силі ока. Однак в 35 % людей є порушення цієї відповідності.

У випадку короткозорості довжина ока більша за норму і фокусування променів відбувається перед сітківкою, а зображення на сітківці стає розпливчастим.

У далекозорому оці, навпаки, довжина ока менша за норму та фокус розташовується за сітківкою. В результаті зображення на сітківці теж розпливчасто.

Передньою камерою очного яблука називається простір між:

- задньою поверхнею рогівки,

- передньою поверхнею райдужки,

- і частково передньою поверхнею кришталика.

Задня камера очного яблука - це щілина між:

- задньою поверхнею райдужки,

- передньою поверхнею війчастої зв'язки,

- а також частково передньою поверхнею кришталика.

Обидві камери наповнені прозорою рідиною, яка виробляється кровоносними судинами, що у великій кількості знаходяться у війчастих відростках. Вона постачає поживними речовинами рогівку та кришталик.

Рідина передньої камери разом з рогівкою ока утворюють двоопуклу лінзу, яка має близько 30 діоптрій, тобто становлять заломлююче середовище для світлових променів, що проходять крізь нього.

Кришталик - прозорий, еластичний утвір, має форму двоопуклої лінзи та є найбільш важливим світлозаломлюючим середовищем.

Кришталик укладений у прозору капсулу. По краю кришталика вона прикріплюється до війчастого паска, який складається з тонких, але дуже пружних волокон, що йдуть до війчастого тіла. Ці волокна тримають кришталик у розтягнутому стані.

Передня поверхня кришталика має меншу опуклість, ніж задня. Передньо-задній розмір його рівний 3,7 мм.

Коли при скороченні війчастого м'яза зменшується натягування прозорої капсули кришталика, він у силу своїх еластичних властивостей стає більш опуклим, і передньо-задній розмір його може досягати 4,4 мм.

При розгляданні віддалених предметів кришталик стає більш плоским, а при розгляданні близько розташованих предметів - стає більш опуклим.

Акомодація - здатність ока бачити предмети, що знаходяться на різній відстані, яка стає можливою завдяки роботі м'язів, з'єднаних із кришталиком. Працюючи рефлекторно, ці м'язи змінюють товщину та форму кришталика.

У тварин, що живуть у воді, кришталик має кулясту форму, і тому його світло-заломлюючі властивості вищі, ніж у наземних тварин. Людина ж у воді недостатньо ясно бачить обриси предметів. Це пов'язано з тим, що світло-заломлюючі властивості прозорих середовищ його очей дуже близькі до світло-заломлюючих властивостей води. При переході променів з води безпосередньо в око заломлення їх виявляється незначним і місце перетинання знаходиться вже не на сітківці, як звичайно, а позаду від неї.

Склоподібне тіло займає всю порожнину очного яблука за кришталиком та війчастою зв'язкою і прилягає до сітчастої оболонки.

Попереду воно має поглиблення, що відповідає за формою задній поверхні кришталика. Склоподібне тіло являє собою прозору драглисту речовину, огорнена прозорою оболонкою та складається з тонких сполучнотканинних волокон, білків і гіалуронової кислоти.

Таким чином, рогівка, камери ока, кришталик та склоподібне тіло складають оптичну систему ока. Кожна із цих структур має свій показник оптичної сили.

Оптична сила виражається в діоптріях. Одна діоптрія (дптр) дорівнює оптичній силі лінзи, яка фокусує паралельні промені світла в крапці, віддаленої на відстань 1 м після проходження лінзи.

Оптична сила системи ока становить:

- 59 дптр при розгляданні далеких предметів,

- 70,5 дптр при розгляданні близьких предметів.

Око - надзвичайно складна оптична система, яку можна порівняти з фотоапаратом, у якому об'єктивом виступають усі частини ока, а фотоплівкою - сітківка.

На сітківці фокусуються промені світла, даючи зменшене та перевернене зображення.

Фокусування відбувається за рахунок зміни кривини кришталика - при розгляданні близького предмета він стає опуклим, а при розгляданні віддаленого - більш плоским:.

Дитина в перші місяці після народження плутає верх та низ предмета. Якщо їй показати палаючу свічу, то вона, намагаючись схопити полум'я, простягне руку не вгору, а донизу.

Незважаючи на те, що на сітківці зображення виходить переверненим, ми бачимо предмети в нормальному положенні завдяки повсякденному тренуванню зорової сенсорної системи. Це досягається утворенням умовних рефлексів, показаннями інших аналізаторів та постійною перевіркою зорових відчуттів повсякденною практикою.

Зорове відчуття виникає не відразу з початком подразнення, а після деякого прихованого періоду (0,1 с). Воно не зникає із припиненням дії світла, а залишається протягом деякого часу, необхідного для видалення із сітківки подразнюючих продуктів розпаду світло-реактивних речовин та їх відновлення.

Рецептори сітківки передають сигнали по волокнах зорового нерву, у якому нараховують до 1 млн. нервових волокон, тільки один раз, у момент появи нового предмета. Далі додаються сигнали про наступаючі зміни в зображенні предмета та про його зникнення.

Зорові відчуття виникають тільки в момент фіксації погляду у ряді послідовних крапок предмета.

Безперервні дрібні коливальні рухи очей, які відбуваються постійно протягом 25 мс, дозволяють людині бачити нерухливі предмети. Наприклад, у жаб коливальних рухів очей немає, тому вони бачать тільки ті предмети, які рухаються. Звідси ясно, наскільки велика роль рухів ока в забезпеченні зору.

Електромагнітні хвилі викликають певні кольорові відчуття, які відповідають наступним довжинам хвиль:

- червоний - 620-760 нм,

- жовто-гарячий - 510-585 нм,

- блакитний - 480-510 нм,

- фіолетовий - 390-450 нм.

Функціональні характеристики зору.

Важливими характеристиками органу зору є гострота зору та поле зору.

Гостротою зору називається здатність розрізняти окремі об'єкти. Вона виміряється розміром мінімального кута, при якому дві крапки сприймаються як роздільні. Це складає приблизно 0,5 кутової хвилини.

У центрі сітківки колбочки мають більш дрібні розміри та розташовані набагато щільніше, тому здатність до просторового розрізнення тут в 4-5 разів вища, ніж на периферії сітківки.

Отже, центральне бачення відрізняється більш високою гостротою зору, ніж периферичне бачення.

Для детального розгляду предметів людина за допомогою повороту голови та ока переміщує їх зображення в центр сітківки.

Гострота зору залежить не тільки від густоти рецепторів, але і від чіткості зображення на сітківці, тобто від заломлюючих властивостей ока, від ступеня акомодації, від розміру зіниці.

Полем зору називається частина простору, яку бачить око, яке не рухається.

Для чорно-білих сигналів поле зору зазвичай обмежене будовою кісток черепа та розташуванням очних яблук в орбіті.

Для кольорових подразників поле зору менше, оскільки сприймаючі їх колбочки знаходяться у центральній частині сітківки.

Найбільш маленьким поле зору відзначається для зеленого кольору.

При стомленні поле зору зменшується.

Нормальний зір здійснюється двома очами - бінокулярний зір. Таке бачення має перевагу перед монокулярним баченням (одним оком) у сприйнятті глибини простору, особливо на близьких відстанях (які менше за 100 м). Це пояснюється тим, що лівим і правим оком людина бачить неоднаково - на сітківці кожного ока виходять різні зображення. Але тому, що зображення виникає на ідентичних крапках сітківки, людина сприймає предмет як єдине ціле.

Ідентичні крапки - це крапки, які розташовані від центральних ямок на одній відстані та в одному напрямку. Якщо промені від розглянутого предмета потраплять на неідентичні (невідповідні) крапки сітківки, то зображення предмета виявиться роздвоєним. Бачення двома очами необхідне для якісного сприйняття та уявлення про розглянутий об'єкт.

Чіткість такого сприйняття (окомір) забезпечується гарною координацією рухів обох очей, які повинні точно наводитися на об'єкт, що розглядається. У цьому випадку його зображення потрапляє на ідентичні крапки сітківки і людина бачить одне зображення.

Сприйняття руху предмета залежить від переміщення його зображення на сітківці.

Сприйняття предметів, що рухаються, при одночасному русі очей і голови та визначення швидкості руху предметів обумовлено не тільки зоровими, але й доцентровими імпульсами від пропріорецепторів очних та шийних м'язів.

Чіткий поворот очних яблук залежить від роботи зовнішніх м'язів ока - його око-рухового апарата (чотирьох прямих та двох косих м'язів), інакше кажучи, від м'язового балансу ока.

Однак ідеальний м'язовий баланс ока (ортофорія) є лише у 40 % людей. Його порушення можливе в результаті стомлення, дії алкоголю та інших факторів, а також як наслідок дисбалансу м'язів, що приводить до нечіткості та роздвоєння зображення (гетерофорія).

При незначних порушеннях збалансованості м'язових зусиль спостерігається невелика схована (фізіологічна) косоокість, яка у людини в стані неспання компенсується вольовою регуляцією.

При значних порушеннях збалансованості м'язових зусиль спостерігається явна косоокість.

Зображення, яке бачить людей двома очами, насамперед, визначається його провідним оком.

Провідне око має більш високу гостроту зору, миттєве та особливо яскраве сприйняттям кольору, більш велике поле зору, краще відчуттям глибини простору. При прицілюванні сприймається лише те, що входить у поле зору цього ока.

У цілому, сприйняття об'єкта в значній ступені забезпечується провідним оком, а сприйняття навколишнього оточування - непровідним оком.

Допоміжні апарати ока.

До допоміжних органів ока відносять м'язи, повіки, кон'юнктиву та слізний апарат.

Очне яблуко приводять у рух 6 м'язів (4 прямих та 2 косих):

- прямі - верхній, нижній, медіальний та латеральний;

- косі - верхній та нижній.

Усі ці м'язи побудовані з посмугованої м'язової тканини. Вони починаються від спільного сухожильного кільця, яке розташовується в глибині очної ямки та охоплює зоровий нерв. Виключенням є тільки найбільш короткий нижній косий м'яз, який починається безпосередньо від окістя нижньої стінки орбіти та йде до очного яблука.

Прямі м'язи очного яблука йдуть до переду та прикріплюються в області його екватора, трохи попереду від нього, приростаючи до фіброзної оболонки очного яблука.

Верхній косий м'яз іде уздовж верхньомедіального краю очної ямки та сухожиллям перекидається через фіброзну петлю, що прикріплюється до лобової кістки. Від петлі це сухожилля йде під гострим кутом назовні та приростає до фіброзної оболонки очного яблука зверху і трохи латеральніше від його серединної площини.

Функції м'язів очного яблука:

- косі м'язи - обертають його навколо передньо-задньої осі,

- медіальний та латеральний прямі м'язи - навколо вертикальної осі,

- верхній та нижній прямі - навколо поперечної осі.

Таким чином, очне яблуко має можливість обертатися навколо трьох взаємно перпендикулярних осей. Практично ж завдяки спільній дії окремих м'язів воно може обертатися навколо будь-якої осі, проведеної крізь його центр.

При розгляданні віддалених предметів оптичні осі ока встановлюються більш паралельно та перетинаються при їхньому продовженні під більш гострим кутом, ніж при розгляданні близько розташованих предметів.

Усе очне яблуко разом з м'язами знаходиться у порожнини очної ямки та оточене жировою клітковиною. Стінки орбіти вистелені окістям. Жирова клітковина відділяється від очного яблука сполучнотканинним листком, який називають піхвою очного яблука.

Між піхвою та фіброзним шаром стінки очного яблука знаходиться щілиноподібний простір, який нагадує порожнину кулястого суглоба. Однак на відміну від суглобових порожнин він має тонкі тяжи, що з'єднують фасцію очного яблука з його стінкою. М'язи, підходячи до очного яблука, проходять своїми сухожиллями через цю фасцію.

...