Зрительная система человека

Зрительная система человека — это совокупность анатомических структур и физиологических механизмов, обеспечивающих восприятие, преобразование и передачу световых сигналов, а также формирование зрительных образов в центральной нервной системе. Зрительная система относится к сенсорным системам (анализаторам) и является основным источником информации для человека, обеспечивая до 80–90 % сведений об окружающем мире. Включает периферический отдел (глаз), проводящие пути (зрительный нерв, хиазма, зрительный тракт) и центральный отдел (подкорковые и корковые зрительные центры головного мозга).

Анатомия глаза

Глаз (лат. oculus) — парный орган зрения, расположенный в глазнице черепа. Основные анатомические структуры глаза делятся на три оболочки и внутреннее содержимое.

Фиброзная оболочка

Наружная, самая плотная оболочка глаза. Состоит из двух частей:

Роговица — прозрачная передняя часть, лишённая кровеносных сосудов, с высокой преломляющей способностью (около 40 диоптрий). Обеспечивает первичное фокусирование света.
Склера — непрозрачная белочная оболочка, покрывающая задние 5/6 глазного яблока. Выполняет защитную и каркасную функции, к ней крепятся глазодвигательные мышцы.

Сосудистая оболочка

Средняя оболочка, богатая кровеносными сосудами, обеспечивающая питание сетчатки. Включает:

Радужка — пигментированная часть, расположенная перед хрусталиком. В центре имеет отверстие — зрачок, диаметр которого регулируется двумя мышцами (сфинктером и дилататором), контролируя количество поступающего света.
Цилиарное тело — кольцевидная структура, вырабатывающая внутриглазную жидкость и изменяющая форму хрусталика (аккомодация).
Собственно сосудистая оболочка (хориоидея) — задняя часть, питающая наружные слои сетчатки.

Сетчатка

Внутренняя светочувствительная оболочка глаза. Содержит фоторецепторы двух типов:

Палочки — отвечают за сумеречное (скотопическое) зрение, не различают цвета, обладают высокой светочувствительностью. В сетчатке человека около 120 миллионов палочек.
Колбочки — обеспечивают дневное (фотопическое) зрение и цветовосприятие. Насчитывается около 6–7 миллионов колбочек, максимальная концентрация — в центральной ямке (fovea centralis), области наиболее острого зрения.

Сетчатка имеет слоистое строение, включая пигментный эпителий, слой фоторецепторов, биполярные и ганглиозные клетки. Аксоны ганглиозных клеток формируют зрительный нерв.

Внутреннее содержимое

Хрусталик — прозрачная двояковыпуклая линза, расположенная за радужкой. Изменяет свою кривизну под действием цилиарной мышцы, обеспечивая аккомодацию — настройку на чёткое видение предметов на разном расстоянии.
Стекловидное тело — прозрачная гелеобразная масса, заполняющая полость глаза между хрусталиком и сетчаткой. Поддерживает форму глаза и проводит свет.
Внутриглазная жидкость — заполняет переднюю и заднюю камеры глаза, обеспечивает питание роговицы и хрусталика, поддерживает внутриглазное давление.

Проводящие пути и зрительные центры

Зрительный сигнал от сетчатки передаётся по следующему пути:

Зрительный нерв (n. opticus) — образован аксонами ганглиозных клеток сетчатки. Выходит из глазного яблока через диск зрительного нерва (слепое пятно, лишённое фоторецепторов).
Хиазма (зрительный перекрёст) — место частичного перекреста волокон: волокна от носовых половин сетчаток переходят на противоположную сторону, а от височных — остаются на своей стороне.
Зрительный тракт — после хиазмы волокна направляются к подкорковым центрам: латеральному коленчатому телу (ЛКТ) таламуса, верхним бугоркам четверохолмия среднего мозга и претектальной области.
Латеральное коленчатое тело — основной релейный центр, где происходит первичная обработка и переключение сигналов на нейроны, идущие в кору.
Зрительная лучистость (пучок Грациоле) — волокна от ЛКТ расходятся к затылочной доле коры больших полушарий.
Первичная зрительная кора (поле 17 по Бродману, V1) — расположена в области шпорной борозды затылочной доли. Здесь происходит начальная обработка информации: выделение линий, ориентаций, контуров. Далее сигнал передаётся в ассоциативные зрительные зоны (V2–V5), где осуществляется распознавание объектов, цвета, движения и глубины.

Физиология зрения

Аккомодация

Аккомодация — способность глаза чётко видеть предметы на разных расстояниях. Осуществляется за счёт изменения кривизны хрусталика под действием цилиарной мышцы. При взгляде на близкие объекты мышца сокращается, хрусталик становится более выпуклым, увеличивая преломляющую силу. С возрастом эластичность хрусталика снижается, развивается пресбиопия (возрастная дальнозоркость).

Световая и темновая адаптация

Световая адаптация — снижение чувствительности глаза при переходе от темноты к яркому свету (занимает несколько минут). Темновая адаптация — повышение чувствительности в темноте (достигает максимума через 30–40 минут), связана с восстановлением зрительного пигмента родопсина в палочках.

Цветовое зрение

Цветовое зрение обеспечивается тремя типами колбочек, чувствительных к разным длинам волн: S-тип (короткие волны, синий), M-тип (средние, зелёный) и L-тип (длинные, красный). Теория трёхкомпонентного цветового зрения (Юнг — Гельмгольц) объясняет восприятие цвета как результат смешения сигналов от этих трёх типов рецепторов. Нарушения цветового зрения (дальтонизм) чаще всего связаны с генетическими дефектами одного или нескольких типов колбочек.

Бинокулярное зрение

Бинокулярное зрение — способность видеть объёмное изображение благодаря слиянию двух немного различающихся изображений от правого и левого глаза. Обеспечивает восприятие глубины, расстояния до объектов и трёхмерной формы. Основные условия: подвижность глазных яблок, согласованная работа глазодвигательных мышц и наличие фузионного рефлекса в коре головного мозга.

Развитие и возрастные изменения

Зрительная система формируется внутриутробно, но окончательное созревание происходит после рождения. Новорождённый различает только свет и тень, острота зрения низкая (около 0,01–0,02). К 6–12 месяцам формируется цветовое зрение и бинокулярные функции. Острота зрения достигает уровня взрослого (1,0) к 5–7 годам.

С возрастом происходят естественные изменения:

Пресбиопия (после 40–45 лет) — снижение аккомодации.
Катаракта — помутнение хрусталика, частое возрастное заболевание.
Глаукома — повышение внутриглазного давления, приводящее к атрофии зрительного нерва.
Возрастная макулярная дегенерация — поражение центральной области сетчатки, ведущее к снижению центрального зрения.

Нарушения и заболевания

Основные группы заболеваний зрительной системы:

Аномалии рефракции: миопия (близорукость), гиперметропия (дальнозоркость), астигматизм — связаны с несоответствием преломляющей силы глаза и длины его оси.
Воспалительные заболевания: конъюнктивит, кератит, увеит, блефарит.
Заболевания сетчатки: диабетическая ретинопатия, отслойка сетчатки, пигментный ретинит.
Заболевания зрительного нерва: оптический неврит, атрофия зрительного нерва.
Нарушения глазодвигательного аппарата: косоглазие (страбизм), нистагм.
Травмы и инородные тела глаза.

Методы исследования

Для диагностики состояния зрительной системы применяются:

Визометрия — определение остроты зрения по таблицам (Снеллена, Сивцева — Головина).
Рефрактометрия — измерение клинической рефракции глаза.
Офтальмоскопия — осмотр глазного дна, диска зрительного нерва и сетчатки.
Тонометрия — измерение внутриглазного давления.
Периметрия — оценка поля зрения.
Биомикроскопия — осмотр переднего отрезка глаза с помощью щелевой лампы.
Оптическая когерентная томография (ОКТ) — послойная визуализация сетчатки и зрительного нерва.
Электроретинография — регистрация электрической активности сетчатки.

Значение зрительной системы

Зрение обеспечивает ориентацию в пространстве, восприятие формы, цвета, движения и расстояния. Оно играет ключевую роль в обучении, трудовой деятельности, общении (чтение, письмо, распознавание лиц) и эстетическом восприятии. Нарушения зрения существенно снижают качество жизни, а полная потеря зрения (слепота) приводит к глубокой инвалидизации. Современная офтальмология располагает методами коррекции (очки, контактные линзы, лазерная коррекция) и лечения (медикаментозное, хирургическое) большинства заболеваний зрительной системы.

Источники

Анатомия человека: учебник для вузов / под ред. М. Р. Сапина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
Физиология человека: учебник / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2003.
Офтальмология: национальное руководство / под ред. С. Э. Аветисова, Е. А. Егорова, Л. К. Мошетовой. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019.
Глазные болезни: учебник / под ред. В. Г. Копаевой. — М.: Медицина, 2008.
Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология. — М.: Логосфера, 2008.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →