מהי הרמה הראשונה של מערכת הראייה. מערכת חושית חזותית: מבנה, תפקודים

מנתח חזותי: מבנה, מאפייני גיל : תפקיד חשוב ב פעילות קוגניטיביתהאדם משוחק על ידי המנתח החזותי. יותר מ-90% מהמידע שנכנס למוח מגיע מהנתח החזותי. הפעילות של המנתח החזותי קשורה בקביעת צורתם של עצמים, גודלם, מרחק העצמים מהעין, ניידותם וצבעם.

מבנה המנתח החזותי

• -- עין: קולטני אור ברשתית;
• -- עצב הראייה: זוג שני של עצבי גולגולת (עצבים תחושתיים);
• -- אזור חזותי של קליפת המוח: אזור העורף.

איבר הראייה (העין) ממוקם במסלול הגולגולת. העין מורכבת מ:--גַלגַל הָעַיִן; - איברים נוספים של העין ( שרירי העיניים, עפעפיים, מנגנון דמעות).

מבנה גלגל העין: -- מעטפת עבה וצפופה חיצונית. החלק הקדמי שלו תופס 1/5 משטח גלגל העין, שנוצר על ידי קרנית קדמית שקופה וקמורה, שאין לה כלי דם ובעלת תכונות שבירה גבוהות. אֲחוֹרִיקליפה חיצונית - סקלרה (tunica albuginea) שנוצרה על ידי רקמת חיבור סיבית צפופה;

-- כורואיד אמצעיכולל את הכורואיד עצמו, את הגוף הריסי ואת הקשתית. הכורואיד עצמו דק ומכיל כלי דם. במרכז הקשתית יש חור - האישון שדרכו נכנסות קרני אור לקליפה הפנימית. בסיס רקמת החיבור של הקשתית מכיל כלי דם, סיבי שריר חלק ותאי פיגמנט.

בהתאם לכמות ועומק הפיגמנט, צבע הקשתית שונה. צבע הקשתית קובע את צבע העיניים. צרורות של סיבי שריר חלקים ומבריקים יוצרים שריר שמכווץ או מרחיב את האישון. גודל האישון משתנה, כך שיותר או פחות אור יכול להיכנס לעין. הגוף הריסי ממוקם מול הכורואיד עצמו, רובו מורכב משריר הריסי;

• -- העדשה ממוקמת מאחורי האישון(עדשה דו קמורה) - גוף שקוף הנמצא בתוך קפסולה בעלת דופן דקה ומחובר על ידי סיבי ריסי לגוף הריסי ולשריר הריסי. כאשר שריר הריסי מתכווץ, המתח של סיבי הריסי משתנה, עקמומיות העדשה מווסתת וכוח השבירה שלה משתנה;
• -- בין הקרנית לקשתית העין, בין הקשתית לעדשהיש חללים קטנים - חדרים קדמיים ואחוריים של העין, המכילים נוזל מימי. היא מספקת חומרים מזיניםהקרנית והעדשה, שאין להם כלי דם. חלל העין מאחורי העדשה מלא בחומר שקוף - גוף הזגוגית,
• - שכבה פנימית (רשתית). הוא בנוי משתי יריעות: הפיגמנט החיצוני והפנימי רגיש לאור. העלה החיצוני מורכבמשכבה תאי פיגמנט המכילים פיגמנט שחור, -- מַגֶנטָה, אשר סופג אור ומונע השתקפות ופיזור התמונה. זה מבטיח תפיסה חזותית ברורה.

השכבה הפנימית של הרשתית מורכבת מ-3 חלקים של תאים: 1. חיצוני, אשר סמוך לשכבת הפיגמנט, הוא photoreceptor; 2. בינוני-- אסוציאטיבי; 3. פנימי- גנגליוני.

שכבת פוטורצפטור של הרשתיתמורכב מ תאים עצביים-- מקלות ו קונוסים.המקטעים החיצוניים של המוטות מכילים פוטופיגמנט, סגול ויזואלי, והקונוסים מכילים יודפסין. תאים דמויי מוט מגיבים לקרני אור בכל הספקטרום (מ-400 עד 800 ננומטר), וחרוטים מגיבים רק לאורך גל מסוים: חלקם רגישים עד 430 ננומטר (קונוסים כחולים), אחרים עד 535 ננומטר (ירוק), ואחרים עד 575 ננומטר (אדום).

האופנות של שלושת הסוגים של תאים אלה הקולטים צבעים כחולים, ירוקים ואדומים היא הקובעת את ראיית הצבע.

יש בערך 7 מיליון ברשתית העין. קונוסים ו-130 מיליון מוטות. הרגישות של תאי מוט גדולה פי 1000 מזו של קונוסים. הם מתרגשים גם כאשר תאורה לקויה- בלילה ובשעות בין הערביים. מוטות קולטים מידע על צורה והארה של עצמים, וחרוטים קולטים מידע על צבע.

ההמרה של אנרגיית האור לדחף עצבי מתרחשת כתוצאה מתגובות כימיות המתרחשות במוטות ובקונוסים. רודופסין ויודפסין מתפרקים לחומרים כימיים פשוטים יותר, הגורמים להופעת פוטנציאל פעולה בתאים רגישים לאור - דחף עצבי. כאשר האור נפסק, הפיגמנטים החזותיים הללו מתחדשים.

תהליכים מרכזיים (אקסונים) של מוטות וחרוטיםמעבירים דחפים חזותיים לתאים הדו-קוטביים של שכבת האסוציאציה של הרשתית, אשר יוצרים קשר עם תאי הגנגליון של השכבה הפנימית. שכבת הגנגליון נוצרת על ידי נוירוציטים גדולים, שהאקסונים שלהם יוצרים את עצב הראייה.

בנקודת היציאה עצב הראייהמגלגל העין, אין תאים רגישים לאור ברשתית - נקודה עיוורת. החלק המרכזי של הרשתית מכיל את התאים הרגישים ביותר לאור - המקולה (מקום הראייה הטובה ביותר).

קרני האור החודרות לעין, לפני שהן מגיעות לרשתית, עוברות דרך מספר אמצעי שבירה היוצרים את המערכת האופטית של העין.

מערכת אופטית של העין: 1. קרנית; 2. נוזל מימי של החדר הקדמי והאחורי; 3. עדשה; 4. גוף זגוגית.

כוח השבירה הכולל של העין הוא 60-70 דיופטר (דיופטר 1 הוא כוח השבירה של עדשה עם אורך מוקד של 1 מ'). התמונה על הרשתית נראית קטנה יותר והפוכה. אנו רואים אובייקטים לא הפוכים, אלא בצורתם הטבעית הודות לניסיון החיים והאינטראקציה של מנתחים.

לעין יש יכולת הסתגלות לראות בבירור חפצים, הממוקמים במרחקים שונים ממנו, - דִיוּר . הלינה מתבצעת על ידי שינוי העקמומיות של העדשה. בצפייה בעצמים קרובים, שריר הריסי מתכווץ, והעדשה, בשל גמישותה, הופכת לקמורה יותר, כוח השבירה שלה גדל והתמונה ממוקדת ברשתית. כאשר צופים בחפצים מרחוק, המתח של שריר הריסי יורד, הגוף הריסי נמתח, וקפסולת העדשה קובעת מראש דחיסה של העדשה, כוח השבירה שלה יורד.

גלגל העין שובר קרני אור מקבילות וממקד אותן ברשתית. התכווצות שריר הריסי מתחילה כאשר חפץ מתקרב למרחק של 65 ס"מ, והמקסימום מתרחש כאשר הוא ממוקם במרחק של 7-14 ס"מ מהעין. המרחק הקצר ביותר שבו אובייקט נתפס בבירור בעין נקרא הנקודה הקרובה ביותר לראייה ברורה. עם הגיל, גמישות העדשה יורדת ונקודה זו מתרחקת. בגיל 10, נקודת הראייה הקרובה ביותר נמצאת במרחק של פחות מ-7 ס"מ, בגיל 20 - 8.3 ס"מ, בגיל 40 - 17 ס"מ, בגיל 50 - 50 ס"מ. במרחק קרוב, אדם מפסיק להבחין בחפצים קטנים. תופעה זו נקראת רוחק ראייה. לעין רוחק הראייה יש כוח שבירה חלש יחסית. בעין כזו, התמונה של עצמים מרוחקים מופיעה מאחורי הרשתית. לתיקון ליקוי ראייה משתמשים במשקפיים עם עדשה דו קמורה, מה שמגביר את שבירה של הקרניים. בעין קוצרנית מופיעות תמונות של עצמים מרוחקים מול הרשתית. ייתכן שהסיבה לכך היא התארכות של ציר העין או מתח יתר של השריר הריסי. העין הקוצרית רואה היטב רק עצמים קרובים. כדי לתקן ליקוי ראייה, משקפיים עם עדשות דו-קעורות מפוזרות נקבעות.

עצבי הראייה הימניים והשמאליים, הנובעים מגלגל העין על מתחת לפני השטח של המוח, יוצרים דיקוסציה חלקית, המספקת ראייה דו-עינית. בעבודה משותפת, בשילוב מידע חזותי, שתי העיניים מספקות ראייה סטריאוסקופית, המאפשרת לך לקבל מושג מדויק יותר על הצורה, הנפח והעומק של אובייקטים. מהכיאזמה האופטית, הסיבים עוברים למרכזי הראייה התת-קורטיקליים (הגבנון העליון של טגמנטום המוח האמצעי). במרכזים אלו, מסיבים של תאי הגנגליון ברשתית, הדחף מועבר לנוירונים, שתהליכים עוברים למרכז הראייה בקליפת המוח - לקורטקס העורפי, שם מתרחש ניתוח גבוה יותר של מידע חזותי.

מאפייני גיל : פיתוח הנתח החזותי מתחיל בשבוע השלישי התפתחות עובריתועד שהילד נולד, המנתח הוויזואלי נוצר בעיקר בצורה מורפולוגית. עם זאת, שיפור מבנהו מתרחש לאחר הלידה ומסתיים במהלך שנות הלימודים. בילדים שזה עתה נולדו, צורת העין כדורית יותר, קוטר גלגל העין הוא 16 מ"מ. גלגל העין גדל בצורה אינטנסיבית ביותר עד 5 שנים, פחות אינטנסיבי עד 12 שנים. הקוטר במבוגרים הוא 24 מ"מ. אצל ילדים הסקלרה דקה ואלסטית יותר, הקרנית עבה יחסית. זה תורם לעיוות קל של העין. ביילודים וילדים בגיל הרך העדשה קמורה יותר ואלסטית יותר, והגוף הריסי מפותח בצורה גרועה.

עיניהם של יילודים הן בדרך כלל רוחק ראייה. עם זאת, אצל חלק מהילדים הצורה הכדורית של העיניים עלולה להתרחב. תמונות של חפצים כבר לא חופפות לרשתית, והעיניים הופכות לקוצר ראייה. לפעמים לילודים יש עקמומיות לא שווה של הקרנית או העדשה במרידיאנים שונים, וכתוצאה מכך התמונה על הרשתית מתעוותת (חוסר האפשרות של כל הקרניים לעלות בנקודה אחת - המוקד) - אסטיגמציה. יש פגיעה בשקיפות העדשה - קטרקט.

מאפיינים הקשורים לגיל של מערכת החושים החזותית : לאחר הלידה, איברי הראייה האנושיים עוברים שינויים מורפופונקציונליים משמעותיים. לדוגמה, אורך גלגל העין ביילוד הוא 16 מ"מ ומשקלו הוא 3.0 גרם עד גיל 20, נתונים אלה גדלים ל-23 מ"מ ו-8.0 גרם.

במהלך ההתפתחות, גם צבע העיניים משתנה. ביילודים בשנות החיים הראשונות, הקשתית מכילה מעט פיגמנט ובעלת גוון כחלחל-אפרפר. הצבע הסופי של הקשתית נוצר רק על ידי 10-12 שנים.

התפתחות מערכת החישה החזותית עוברת גם מהפריפריה למרכז. מיאלינציה של מסלולי עצב הראייה מסתיימת ב-3-4 חודשי חיים. יתר על כן, התפתחות פונקציות חושיות ומוטוריות של הראייה מתרחשת באופן סינכרוני. בימים הראשונים לאחר הלידה תנועות העיניים אינן תלויות זו בזו ובהתאם לכך מנגנוני התיאום והיכולת לקבע אובייקט במבט אינם מושלמים ונוצרים בין הגילאים 5 ימים עד 3-5 חודשים.

התבגרות פונקציונלית של אזורי הראייה של קליפת המוח, על פי נתונים מסוימים, מתרחשת כבר לפני לידתו של ילד, על פי אחרים - מעט מאוחר יותר.

המערכת האופטית של העין משתנה גם במהלך ההתפתחות האונטוגנטית. בחודשים הראשונים לאחר הלידה, ילד מבלבל בין למעלה ולמטה של ​​חפץ. העובדה שאנו רואים אובייקטים לא בדמותם ההפוכה, אלא בצורתם הטבעית מוסברת על ידי ניסיון חיים ואינטראקציה של מערכות חושים.

הלינה אצל ילדים בולטת יותר מאשר אצל מבוגרים. גמישות העדשה יורדת עם הגיל, והאירוח פוחת בהתאם. כתוצאה מכך, חלק מהפרעות התאמה מתרחשות אצל ילדים.

לפיכך, אצל ילדים בגיל הגן, בשל הצורה השטוחה יותר של העדשה, רוחק ראייה שכיח מאוד. בגיל 3 שנים נצפתה רוחק ראייה ב-82% מהילדים וקוצר ראייה ב-2.5%. עם הגיל, יחס זה משתנה ומספר האנשים עם קוצר ראייה עולה משמעותית, ומגיע ל-11% עד גיל 14-16. גורם חשובמה שתורם להופעת קוצר ראייה הוא היגיינה חזותית לקויה: קריאה בשכיבה, הכנת שיעורי בית בחדר לא מואר, עומס עיניים מוגבר ועוד ועוד.

במהלך ההתפתחות, תפיסות הצבע של הילד משתנות באופן משמעותי. ביילוד, רק מוטות פועלים ברשתית החרוטים עדיין לא בשלים ומספרם קטן. פונקציות אלמנטריותלילודים יש כנראה תפיסת צבע, אבל המעורבות המלאה של קונוסים בעבודתם מתרחשת רק בסוף השנה השלישית. עם זאת, גם ברמת גיל זו הוא עדיין לא שלם.

חוש הצבע מגיע להתפתחותו המקסימלית עד גיל 30 ואז פוחת בהדרגה. לאימון חשיבות רבה להיווצרות תפיסת צבע. מעניין שהילד הכי מהר מתחיל לזהות צבעים צהובים וירוקים, ומאוחר יותר - כחול. זיהוי צורה של אובייקט מופיע מוקדם יותר מזיהוי צבע. במפגש עם חפץ, התגובה הראשונה של ילדים בגיל הגן נגרמת על ידי צורתו, אחר כך גודלו, ולבסוף צבעו.

עם הגיל, חדות הראייה עולה והסטריאוסקופיה משתפרת. הראייה הסטריאוסקופית משתנה באופן האינטנסיבי ביותר עד גיל 9-10 ומגיעה לרמתה האופטימלית עד גיל 17-22. מגיל 6 לבנות יש אקוטיות ראייה סטריאוסקופיתגבוה מזה של בנים. רמת העיניים של בנות ובנים בגילאי 7-8 שנים טובה משמעותית מזו של ילדים בגיל הגן, ואין לה הבדלים בין המינים, אך היא גרועה בערך פי 7 מזו של מבוגרים. בשנים שלאחר מכן של התפתחות, העין הליניארית של בנים נעשית טובה יותר מזו של בנות.

שדה הראייה מתפתח באופן אינטנסיבי במיוחד בטרום- גיל בית הספר, ועד 7 שנים זה בערך 80% מגודל שדה הראייה של מבוגר. מאפיינים מיניים נצפים בהתפתחות שדה הראייה. בגיל 6, לבנים יש שדה ראייה גדול יותר מבנות בגיל 7-8, היחס ההפוך נצפה. בשנים שלאחר מכן, גודל שדה הראייה זהה, ומגיל 13-14 שנים גודלו גדול יותר אצל בנות. יש לקחת בחשבון את מאפייני הגיל והמגדר של התפתחות שדה הראייה בעת ארגון חינוך פרטני לילדים, שכן שדה הראייה (רוחב הפס של המנתח החזותי, וכתוצאה מכך, יכולות הלמידה) קובע את כמות המידע הנתפס על ידי הילד.

במהלך האנטוגנזה, גם היכולת של מערכת החישה החזותית משתנה. עד גיל 12-13 אין הבדלים משמעותיים בין בנים לבנות, אך מגיל 12-13 בבנות, התפוקה של הנתח החזותי הולכת וגוברת, וההבדל הזה נמשך בשנים שלאחר מכן. מעניין שעד גיל 10-11 נתון זה מתקרב לרמה של מבוגר, שהיא בדרך כלל 2-4 ביטים/שניות.

החלק ההיקפי של מערכת החישה החזותית הוא העין, שנמצאת בשקע של הגולגולת - המסלול.

הוא מוגן מפני השפעות חיצוניות מאחור ומהצדדים על ידי הקירות הגרמיים של המסלול, ומלפנים על ידי העפעפיים. הוא מורכב מגלגל העין וממבנים תומכים: בלוטות הדמעות, שריר הריסי, כלי דם ועצבים. בלוטת הדמע מפרישה נוזל המגן על העין מפני ייבוש. הפיזור האחיד של נוזל הדמעות על פני העין מקל על ידי מצמוץ העפעפיים.

גלגל העין מוגבל על ידי שלושה ממברנות - חיצוני, אמצעי ופנימי. השכבה החיצונית של העין היא הסקלרה, או tunica albuginea. זהו בד אטום עבה לָבָן, בעובי של כ-1 מ"מ, בחלק הקדמי הוא הופך לקרנית שקופה.

מתחת לסקלרה נמצא הכורואיד של העין, שעוביה אינו עולה על 0.2-0.4 מ"מ. יֵשׁ בּוֹ מספר גדולכלי דם. IN קטע קדמישל גלגל העין, הכורואיד עובר לגוף הריסי (ציליארי) ולקשתית הקשתית.

האישון ממוקם במרכז הקשתית משתנה בקוטר שלו, מה שיכול לגרום ליותר או פחות אור לחדור לעין. לומן האישון מווסת על ידי שריר הממוקם בקשתית.

הקשתית מכילה חומר צביעה מיוחד - מלנין. בהתאם לכמות הפיגמנט הזה, צבע הקשתית יכול לנוע בין אפור וכחול לחום, כמעט שחור. צבע הקשתית קובע את צבע העיניים. אם הפיגמנט נעדר (אנשים כאלה נקראים לבקנים), קרני האור יכולות לחדור לעין לא רק דרך האישון, אלא גם דרך רקמת הקשתית. לבקנים יש עיניים אדמדמות וראייה מופחתת.

הגוף הריסי מכיל שריר המחובר לעדשה ומווסת את העקמומיות שלה.

העדשה היא מבנה שקוף, אלסטי, יש את הצורה עדשה דו קמורה. הוא מכוסה בשקית שקופה לאורך כל הקצה שלו, סיבים דקים אך אלסטיים מאוד נמתחים לכיוון הגוף הריסי. הם נמתחים חזק ושומרים על העדשה מתוחה.

בחדרים הקדמיים והאחוריים של העין יש נוזל שקוף, המספקת לקרנית ולעדשה חומרים מזינים. חלל העין מאחורי העדשה מלא במסה שקופה דמוית ג'לי - גוף הזגוגית. המערכת האופטית של העין מיוצגת על ידי הקרנית, חדרי העין, העדשה וגוף הזגוגית. לכל אחת מהמדיה הללו יש מחוון כוח אופטי משלה.

כוח אופטי מתבטא בדיאופטריות. דיופטר אחת (דופטר) היא העוצמה האופטית של עדשה בעלת אורך מוקד של 1 מ' העוצמה האופטית של מערכת העין כולה היא 59 דיופטרים בעת צפייה בעצמים מרוחקים ו-70.5 דיופטרים בעת צפייה בעצמים קרובים.

העין היא מערכת אופטית מורכבת ביותר, שניתן להשוות אותה למצלמה, שבה כל חלקי העין הם העדשה, והרשתית היא הסרט. קרני אור ממוקדות ברשתית, ומייצרות תמונה קטנה יותר והפוכה. ההתמקדות מתרחשת עקב שינוי בקימור העדשה: בצפייה באובייקט קרוב הוא הופך לקמור, ובצפייה באובייקט מרוחק הוא הופך שטוח יותר.

בחודשים הראשונים לאחר הלידה, ילד מבלבל בין החלק העליון והתחתון של חפץ. אם תראה לו נר בוער, אז, בניסיון לתפוס את הלהבה, הוא ישוט את ידו לא לקצה העליון, אלא לקצה התחתון.

למרות העובדה שהתמונה על הרשתית הפוכה, אנו רואים אובייקטים פנימה מיקום רגילהודות לאימון יומיומי של מנתח החזותי. זה מושג על ידי יצירת רפלקסים מותנים, קריאות מנתחים אחרים ובדיקה מתמדת של תחושות חזותיות באמצעות תרגול יומיומי.

מנגנון קולט אור של העין. משטח פנימיהעין מרופדת במעטפת דקה (0.2-0.3 מ"מ), מורכבת מאוד במבנה - הרשתית, או הרשתית, שעליה יש תאים רגישים לאור - מוטות וחרוטים, או קולטנים (איור 5.5).

קונוסים מרוכזים בעיקר ב אזור מרכזרשתית - במקולה. ככל שמתרחקים מהמרכז, מספר הקונוסים פוחת ומספר המוטות גדל. בפריפריה של הרשתית יש רק מוטות. למבוגר יש 6-7 מיליון מוטות, המספקים תפיסה של אור יום ואור דמדומים. קונוסים הם הקולטנים לראיית צבעים, מוטות - שחור ולבן.

המקום של הראייה הטובה ביותר הוא המקולה, ובמיוחד הפובה המרכזית שלה. חזון זה נקרא ראיה מרכזית. החלקים הנותרים של הרשתית מעורבים בראייה לרוחב, או היקפית. חזון מרכזימספק את היכולת לבחון פרטים קטנים של אובייקטים, והציוד ההיקפי מאפשר לנווט בחלל.

המקלות מכילים חומר מיוחד סָגוֹל- סגול חזותי, או רודופסין, בקונוסים - חומר סָגוֹל- יודפסין, שבניגוד לרודופסין, דוהה באור אדום.

גירוי של מוטות וחרוטים גורם להופעת דחפים עצבייםבסיבי עצב הראייה הקשורים. קונוסים פחות מעוררים, כך שאם אור חלש חודר ל-fovea, היכן שהקונוסים ממוקמים והמוטות אינם, אנו רואים זאת בצורה גרועה מאוד או בכלל לא. אבל אור חלש נראה בבירור כשהוא פוגע משטחי צדרִשׁתִית. כך, באור בהיר, אלו מתפקדים בעיקר הקונוסים, ובאור נמוך הם המוטות.

בשעת בין ערביים, באור נמוך, אנו רואים בשל סגול חזותי. התפוררות הסגול החזותי בהשפעת האור גורם להופעת דחפי עירור בקצות עצב הראייה והוא הרגע הראשוני של השפעת הראייה.

סגול חזותי באור מתפרק לחלבון אופסין ולפיגמנט רטינין, נגזרת של ויטמין A. בחושך, ויטמין A הופך לרטינין, המשולב עם סופסין ויוצר רודופסין, כלומר סגול חזותי משוחזר. בחושך, הרשתית מכילה מעט ויטמין A, אך באור מתגלה כמות משמעותית. לכן, ויטמין A הוא המקור לסגול חזותי.

מחסור בויטמין A במזון מפריע מאוד להיווצרות סגול חזותי, הגורם להידרדרות חדה ראיית דמדומים, מה שנקרא עיוורון לילה(המרלופיה).

קולטני הרשתית מעבירים אותות לאורך סיבי עצב הראייה, המכיל עד מיליון סיבי עצב, פעם אחת בלבד, ברגע הופעתו של עצם חדש. לאחר מכן מתווספים אותות על שינויים קרובים בתמונת האובייקט לעומת התמונה הקודמת שלו ועל היעלמותו. תחושות חזותיות מתעוררות רק ברגע של קיבוע המבט במספר נקודות עוקבות על אובייקט.

תנועות עיניים קטנות מתנודות, המתרחשות ברציפות במשך 25 אלפיות השנייה כל אחת, מאפשרות לך לראות עצמים נייחים. לצפרדעים אין תנועות עיניים כאלה, ולכן הן רואות רק את אותם עצמים שנעים בשדה הראייה שלהם. מכאן מתברר עד כמה חשוב תפקיד תנועות העיניים בתהליך הראייה.

גלים אלקטרומגנטיים באורך גל מסוים גורמים לתחושות צבע מסוימות, המתאימות לאורכי הגל הבאים: אדום - 620-760 ננומטר, כתום - 510-585, כחול - 480-510, סגול - 390-450 ננומטר.

החלק המוליך של מערכת החישה החזותית הוא עצב הראייה, הגרעינים של הקוליקלוס העליון של המוח האמצעי, והגרעינים של הגוף החיצוני של הדיאנצפלון.

החלק המרכזי של הנתח החזותי ממוקם באונה העורפית.

ראייה בשתי עיניים ( ראייה דו-עינית). ראייה תקינהמבוצע בשתי העיניים. כאשר אנו מסתכלים על עצמים עם עינינו השמאלית והימנית, אנו רואים אחרת, ולכן הרשתית של כל עין מייצרת תמונה שונה. עם זאת, אדם תופס את האובייקט כמכלול אחד. זה קורה מכיוון שהתמונה מופיעה בנקודות זהות על הרשתית. זהות הן כל הנקודות הממוקמות מהפוסה המרכזית באותו מרחק ובאותו כיוון. אם הקרניים מהאובייקט הנדון נופלות על נקודות לא זהות (לא מתאימות) של הרשתית, אזי התמונה של האובייקט תיראה מפוצלת.

ראייה בשתי העיניים הכרחית לתפיסה וייצוג איכותיים של האובייקט המדובר. תפיסת התנועה של עצם תלויה בתנועת התמונה שלו על הרשתית. התפיסה של אובייקט נע עם תנועה בו זמנית של העיניים והראש וקביעת מהירות התנועה של עצמים נקבעים לא רק על ידי דחפים חזותיים, אלא גם על ידי דחפים צנטריפטליים מהפרופריוצפטורים של שרירי העין והצוואר.

מאפייני גיל. אלמנטים של הרשתית מתחילים להתפתח בגיל 6-10 שבועות התפתחות תוך רחמית, אבל הבשלתו המורפולוגית הסופית מתרחשת רק ב-10-12 שנים. במהלך ההתפתחות, תפיסות הצבע של הילד משתנות באופן משמעותי. ביילוד, רק מוטות פועלים ברשתית, המספקים ראייה שחור ולבן. קונוסים אחראים ראיית צבע, עדיין לא בשל, ומספרם קטן. ולמרות שלילודים יש פונקציות של תפיסת צבע, הכללה מלאה של קונוסים בעבודתם מתרחשת רק בסוף השנה השלישית לחייהם. כשהקונוסים מתבגרים, ילדים מתחילים להבחין תחילה בצבעים צהובים, אחר כך ירוקים ואחר כך אדומים (מגיל 3 חודשים הם הצליחו לפתח רפלקסים מותניםלצבעים האלה); זיהוי צבע בעוד גיל מוקדםתלוי בבהירות, ולא במאפיינים הספקטרליים של הצבע. ילדים מתחילים להבחין באופן מלא בין צבעים מסוף השנה השלישית לחיים. בגיל בית הספר, רגישות הצבע המבחנה של העין עולה. חוש הצבע מגיע להתפתחותו המקסימלית עד גיל 30 ואז פוחת בהדרגה. האימון חשוב לגיבוש יכולת זו.

מיאלינציה של המסלולים מתחילה רק בחודש ה-8-9 להתפתחות תוך רחמית, ומסתיימת רק בשנה ה-3-4 לחיים.

החלק הקורטיקלי של מנתח הראייה נוצר בעיקר בחודשים 6-7 לחיים תוך רחמיים, אך קליפת המוח החזותית מבשילה לבסוף עד גיל 7 שנים.

באשר למבנים הקדם קולטן, גלגל העין של יילוד הוא 16 מ"מ ומשקלו הוא 3.0 גרם גדילת גלגל העין נמשכת לאחר הלידה. הוא גדל בצורה אינטנסיבית ביותר ב-5 השנים הראשונות לחייו, פחות אינטנסיבי - עד 9-12 שנים. במבוגרים, קוטר גלגל העין הוא כ-24 מ"מ והמשקל הוא 8.0 גרם.

ביילודים, צורת גלגל העין כדורית יותר מאשר אצל מבוגרים כתוצאה מכך, ב-80-94% מהמקרים יש להם שבירה לרוחק ראייה (ראה איור 5.6, עמ' 128). הגברת ההארכה והגמישות של הסקלרה בילדים תורמת לעיוות קל של גלגל העין, שחשוב להיווצרות שבירה של העין. לכן, אם ילד משחק, מצייר או קורא עם ראש מורכן נמוך, בגלל לחץ הנוזל על הדופן הקדמית, גלגל העין מתארך ומתפתח קוצר ראייה (איור 5.6).

בשנות החיים הראשונות, הקשתית מכילה מעט פיגמנטים ובעלת גוון כחלחל-אפרפר, וההיווצרות הסופית של צבעה מסתיימת רק ב-10-12 שנים.

אישון יילודים צר. בגיל 6-8, האישונים רחבים בגלל דומיננטיות הטון עצבים סימפטיים, העצוב של שרירי הקשתית, מה שמגביר את הסיכון כֶּלֶףרִשׁתִית. בגיל 8-10, האישון הופך צר שוב, ובגיל 12-13 שנים, המהירות ועוצמת תגובת האישון לאור זהה לזו של מבוגר.

ביילודים וילדים בגיל הרך העדשה קמורה ואלסטית יותר מאשר אצל מבוגר ועוצמת השבירה שלה גבוהה יותר. זה מאפשר לראות בבירור חפץ כשהוא קרוב יותר לעין מאשר אצל מבוגר. בתורו, ההרגל של צפייה בחפצים ממרחק קצר יכול להוביל להתפתחות של פזילה.

חושי ו פונקציות מוטוריותהראייה מתפתחת בו זמנית. בימים הראשונים לאחר הלידה, תנועות העיניים הן אסינכרוניות כאשר עין אחת משותקת, ניתן להבחין בתנועה של השנייה. היכולת לקבע אובייקט במבט, או, באופן פיגורטיבי, "מנגנון כוונון עדין", נוצרת בין הגילאים 5 ימים עד 3-5 חודשים. התבגרות פונקציונלית של אזורי הראייה של קליפת המוח, על פי נתונים מסוימים, מתרחשת כבר לפני לידתו של ילד, על פי אחרים - מעט מאוחר יותר.

תגובה לצורת חפץ נצפית כבר בילד בן 5 חודשים. בילדים בגיל הגן, התגובה הראשונה נגרמת מצורתו של חפץ, אחר כך מגודלו, ולבסוף על ידי צבע.

חדות הראייה עולה עם הגיל, וגם הראייה הסטריאוסקופית משתפרת.

הראייה הסטריאוסקופית מגיעה לרמתה האופטימלית עד גיל 17-22, ומגיל 6 לבנות יש חדות ראייה סטריאוסקופית גבוהה יותר מאשר בנים.

בגילאי 7-8 שנים, תפיסת העין של ילדים טובה משמעותית מזו של ילדים בגיל הגן, אך גרועה מזו של מבוגרים; אין הבדלים בין המינים. בעתיד, העין הליניארית של בנים תהיה טובה יותר מזו של בנות.

גם שדה הראייה אצל ילדים גדל במהירות עד גיל 7, גודלו הוא כ-80% מגודל שדה הראייה של מבוגר. מאפיינים מיניים נצפים בהתפתחות שדה הראייה.

שדה הראייה קובע את הנפח מידע חינוכי, נתפס על ידי הילד, כלומר רוחב הפס של המנתח החזותי, וכתוצאה מכך, יכולות הלמידה. במהלך האנטוגנזה, גם רוחב הפס של המנתח החזותי (סיביות/ים) משתנה ומגיע לערכים הבאים בתקופות גיל שונות.

לקות ראייה. תיקון ראייה. פלסטיות גבוהה חשובה בתהליך האימון והגידול של ילדים עם פגמים באיברי החישה. מערכת העצבים, המאפשר לך לפצות על פונקציות שאבדו על חשבון הנותרים. ידוע שלילדים עיוורים חירשים יש רגישות מוגברת של מנתחי הטעם והריח. בעזרת חוש הריח הם יכולים לנווט היטב באזור ולזהות קרובי משפחה וחברים. ככל שמידת הפגיעה באיברי החישה של הילד בולטת יותר, כך העבודה החינוכית איתו הופכת קשה יותר.

הרוב המכריע של כל המידע מהעולם החיצון (כ-90%) נכנס למוח שלנו דרך ערוצים חזותיים ושמיעתיים, לכן, להתפתחות גופנית ונפשית תקינה של ילדים ובני נוער, יש חשיבות מיוחדת לאיברי הראייה והשמיעה.

פגמי הראייה הנפוצים ביותר הם צורות שונותשגיאות שבירה במערכת האופטית של העין או הפרעות באורך התקין של גלגל העין. כתוצאה מכך, קרניים המגיעות מעצם נשברות הרחק מהרשתית. כאשר שבירה של העין חלשה עקב חוסר תפקוד של העדשה - השטחתה, או כאשר גלגל העין מתקצר, התמונה של העצם מופיעה מאחורי הרשתית. אנשים עם ליקויי ראייה כאלה מתקשים לראות חפצים קרובים; פגם זה נקרא רוחק ראייה.

כאשר השבירה הפיזית של העין גדלה, למשל, עקב עיקול מוגבר של העדשה, או התארכות של גלגל העין, התמונה של עצם ממוקדת מול הרשתית, מה שמשבש את התפיסה של עצמים מרוחקים. ליקוי ראייה זה נקרא קוצר ראייה.

כאשר מתפתח קוצר ראייה, תלמיד מתקשה לראות מה כתוב על הלוח ומבקש שיעבירו אותו לשולחן הראשון. בקריאה הוא מקרב את הספר לעיניו, מרכין את ראשו בחוזקה תוך כדי כתיבה, ובקולנוע או תיאטרון הוא שואף להתיישב קרוב יותר למסך או לבמה. כאשר מסתכל על חפץ, הילד ממצמץ את עיניו. כדי להפוך את התמונה על הרשתית לבהירה יותר, היא מקרבת את האובייקט המדובר לעיניים, מה שגורם לעומס משמעותי על העיניים. מנגנון שריריעיניים. לעתים קרובות השרירים לא יכולים להתמודד עם עבודה כזו, ועין אחת סוטה לכיוון הרקה - פזילה מתרחשת. קוצר ראייה יכול להתפתח עם מחלות כמו רככת, שחפת וראומטיזם.

פגיעה חלקית בראיית הצבעים נקראת עיוורון צבעים (על שם הכימאי האנגלי דלטון, שבו התגלה הפגם הזה לראשונה). עיוורי צבעים בדרך כלל אינם מבחינים בין אדום ל צבעים ירוקים(נדמה להם שהם גוונים שונים של אפור). כ-4-5% מכלל הגברים סובלים מעיוורון צבעים. אצל נשים זה מתרחש בתדירות נמוכה יותר (עד 0.5%). כדי לזהות עיוורון צבעים, משתמשים בטבלאות צבע מיוחדות.

מניעת לקות ראייה מבוססת על יצירת תנאים מיטביים לתפקוד איבר הראייה. עייפות חזותית מובילה לירידה חדה בביצועים של ילדים, אשר משפיעה עליהם מצב כללי. שינוי בזמן של פעילויות, שינויים בסביבה שבה הן מבוצעות אימונים, לעזור לשפר את הביצועים.

בעל חשיבות רבה מצב נכוןעבודה ומנוחה, ריהוט בית ספר, מפגש מאפיינים פיזיולוגייםתלמידים, תאורה מספקת של מקום העבודה וכו' בזמן הקריאה, כל 40-60 דקות אתה צריך לעשות הפסקה של 10-15 דקות כדי לתת לעיניים מנוחה; כדי להפיג את המתח במנגנון ההארחה, מומלץ לילדים להסתכל למרחקים.

בנוסף, שייך תפקיד חשוב בהגנה על הראייה ותפקודה מנגנון הגנהעיניים (עפעפיים, ריסים), הדורשות טיפול זהיר, ציות דרישות היגיינהו טיפול בזמן. שימוש לרעה קוֹסמֵטִיקָהיכול להוביל לדלקת הלחמית, בלפריטיס ומחלות אחרות של איברי הראייה.

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לארגון עבודה עם מחשבים, כמו גם צפייה בתוכניות טלוויזיה. אם יש לך חשד לליקוי ראייה, התייעצי עם רופא עיניים.

עד גיל 5 שנים, היפראופיה (רוחק ראייה) שולטת בילדים. עם פגם זה, משקפיים עם משקפיים דו קמורים קולקטיביים (נותנים כיוון מתכנס לקרניים העוברות דרכם) עוזרים, המשפרים את חדות הראייה ומפחיתים מתח מוגזםדִיוּר.

לאחר מכן, עקב העומס במהלך האימון, תדירות ההיפרמטריה יורדת, ותדירות האמטרופיה (שבירה נורמלית) וקוצר ראייה (קוצר ראייה) עולה. עד סוף הלימודים, בהשוואה לבית הספר היסודי, השכיחות של קוצר ראייה עולה פי 5.

היווצרות והתקדמות קוצר ראייה מקלים על ידי מחסור באור. בתנאי הקוטב הצפוני, עם תאורה מלאכותית מתמדת במהלך ליל הקוטב, באותם בתי ספר שבהם רמת התאורה במקום העבודה הייתה נמוכה פי 5-10 מהסטנדרטים ההיגייניים, קוצר ראייה התפתח לעתים קרובות יותר בילדים ובמתבגרים.

חדות הראייה ויציבות הראייה הצלולה אצל תלמידים יורדות משמעותית עד תום השיעורים, וירידה זו חדה יותר ככל שרמת ההארה נמוכה יותר. עם עלייה ברמת ההארה בילדים ובני נוער, מהירות הבחנה בגירויים חזותיים עולה, מהירות הקריאה עולה ואיכות העבודה משתפרת. כאשר התאורה במקום העבודה הייתה 400 לוקס, 74% מהעבודה הושלמה ללא שגיאות בתאורה של 100 לוקס ו-50 לוקס - 47 ו-37%, בהתאמה.

בְּ תאורה טובהאצל מתבגרים עם שמיעה תקינה, חדות השמיעה עולה, מה שגם מעדיף ביצועים ומשפיע לטובה על איכות העבודה. לפיכך, אם הכתבות נערכו ברמת הארה של 150 לוקס, מספר המילים החסרות או שגוי כתיב היה קטן ב-47% מאשר בהכתבות דומות שנערכו ברמת הארה של 35 לוקס.

התפתחות קוצר ראייה מושפעת מ עומס הוראה, קשור ישירות לצורך לראות אובייקטים מטווח קרוב, משך הזמן שלו לאורך היום.

חשיבות מערכת החושים החזותית

חָזוּתִי מערכת חושיתמאפשר לך לנווט בחלל, ללמוד את העולם סביבך, ללמוד, להשתתף פעילות יצירתית. זה אפשרי מכיוון שמערכת החישה החזותית מספקת עד 90% מכל המידע על העולם סביבנו.

מאפיינים של פרמטרי אור

האור הוא גירוי למערכת הראייה. האור הנכנס לרשתית העין הוא תערובת של קרניים שיש אורכים שוניםגַלִים. אור זה נקרא אור לבן. הוא מורכב מפוטונים (קוואנטה). פוטון - חבילה של תנודות אלקטרומגנטיות, שהאנרגיה שלה היא 4-7 × 10 -10 ארג/ש.

העין האנושית קולטת קרני אור בתדר של 4 × 1014 עד 7 × 1014 הרץ; אורך הגל, בהתאם, נע בין 400 ל-700 ננומטר (1 ננומטר = 10-9 מ').

סף תפיסה של מערכת החושים החזותיתקטן מאוד ושווה ל-1-6 קוואנטות של אור למקלות או 1 CD (נר), כלומר, אור של נר אחד במרחק של 100 מ' הפרמטרים הזמניים של הראייה תלויים בשני אינדיקטורים: סיכום זמני והקריטי תדירות מהבהב. אם הגירוי נמשך פחות מ-20 אלפיות השנייה, יש להגביר את עוצמתו. תהליכי עקבות במערכת הראייה מאוחסנים למשך 150-200 אלפיות השנייה. לכן, אור לסירוגין נתפס כרציף (אור נורה). התדר הקריטי של מהבהב האור הוא התדירות שבה פעימות האור נתפסות לא בנפרד, אלא ביחד. עבור ראיית מוט זה 22-25/s, ולראיית קונוס זה 80/s. זהו הבסיס לקצב הפריימים הנדרש לתפיסת הסרט.

גלי האור הם באורך של פחות מ-400 ננומטר, אולטרה סגול, ובמידה רבה אינם עוברים באטמוספירה. חלק מהקרניים שעוברות באטמוספירה חסומות על ידי מבנים מסוימים של העין - העדשה, גוף הזגוגית. כתוצאה מכך, העדשה הופכת בהדרגה לצהובה. גלי אורבעלי אורך גל של יותר מ-700 ננומטר, אינפרא אדום, אינם נתפסים על ידי הרשתית, היא לא רגישה אליהם, וזה טוב מאוד, שכן אחרת העין הייתה קולטת רק את הקרינה של עצמה.

פונקציות של מערכת החישה החזותית:

הבדלים בין אור לחושך;

קביעת צבעם של חפצים ותופעות בעולם הסובב;

הערכת עוצמת האור והצבע

הערכת המרחק של עצמים גלויים;

הערכת נפח ועומק של חפצים;

הערכת מיקום מקור האור;

יצירת תחושות, רעיונות, דימויים.

מערכת החישה החזותית מורכבת משלושה חלקים תפקודיים:

1) חלקים מוליכים אור ושבירה של העין;

2) מערכת השרירים והשלדעיניים;

3) חלק חושי משלו, כולל הקולטן, חלקי החוטים והפקקים, המספקים תפיסה וניתוח של אותות אור.

שבירה של העין

מנגנון שבירה (שבירה) של העיןמיוצג על ידי המדיה השקופה של העין, שדרכה עוברות קרני האור בשבירה. מנגנון השבירה של העין כולל את הקרנית, הלחות של החדר הקדמי והאחורי של העין, העדשה וגוף הזגוגית (איור 12.4).

כוח השבירה של המדיה שונה ולכל אחד מהם מקדם השבירה שלו. מקדם שבירה - היחס בין מהירות האור באוויר (300,000 קמ"ש) למהירות האור בסביבה המקבילה. בתקופות אלו הוא יורד ל-200,000 קמ"ש. מקדם השבירה של הקרנית הוא 1.38, הומור מימי - 1.33, עדשה - 1.4, זגוגית - 1.34. השבירה החזקה ביותר של קרני האור מתרחשת בממשק המגע בין מדיה אופטית עם ההבדל הגדול ביותר בין מדדי השבירה, כלומר בממשק האוויר-קרנית. כוח השבירה של העין נמדד בדיאופטריותדיופטר הוא הכוח האופטי של עדשה עם אורך מוקד של 1 מטר.

זה ההדדיות של אורך המוקד. לפיכך, בהינתן שאורך המוקד האחורי של העין הוא כ-17 מ"מ, הכוח האופטי של העין הוא 58.6 דיופטר. כדי לפשט את הניתוח של שבירה של קרני אור, המודל "עין מופחתת

", שבו לכל המדיה יש אותו מקדם שבירה ומשטח כדורי יחיד. לאחר שבירה של קרני האור, הן נופלות על הרשתית, שם נוצרת תמונה נקודתית, הפוכה (מלמעלה למטה, מימין לשמאל), מופחת ואמיתית (איור 12.5). עין, ישאורך רגיל (24.4 מ"מ) ורגילכוח אופטי, הנקרא אמטרופי.

בעין כזו נוצרת התמונה על הרשתית.

מערכת החישה החזותית (נתח חזותי) היא קבוצה של מבנים אופטיים, קולטנים ועצבים מגנים התופסים ומנתחים גירויי אור. מערכת הראייה מורכבת מקטע היקפי - העין, חוליות ביניים - מרכזי ראייה תת-קורטיקליים (גוף ג'ניקולטי חיצוני של התלמוס והקוליקלוס הקדמי) ומקשר אחרון - קליפת הראייה. כל הרמות של מערכת הראייה מחוברות זו לזו על ידי מסלולים.

מבנה העין

איבר הראייה האנושי - לעין (איור 1) יש צורה כדורית (או קרובה אליה). הוא כולל ליבה מכוסה בשלוש קונכיות. קטע אופקי של עין ימין: 1 - סקלרה; 2 –קַרנִית

(קַרנִית); 3 - כורואיד; 4 - גוף ריסי; 5 - איריס; 6 - תלמיד; 7 - אפיתל פיגמנט; 8 - רשתית; 9 - עצב הראייה; 10 - החדר הקדמי של העין; 11 - עדשה; 12 - גוף זגוגית. מעטפת אטומה צפופה חיצונית -סקלרה - קַרנִית. העקמומיות של פני הקרנית קובעת את המאפיינים של שבירת האור. לקרנית יש את כוח השבירה הגדול ביותר. שוכב מתחת לסקלרה דָמִית הָעַיִן, אשר נוצר על ידי רשת של כלי דם. מטרתו העיקרית היא להזין את גלגל העין. מלפנים, הכורואיד מתעבה ועובר תחילה לתוך גוף ריסי(שריר שמשנה את העקמומיות של העדשה) ועוד - פנימה קַשׁתִית, המורכבים מסיבי שריר חלק, כלי דם ותאי פיגמנט. צבע הקשתית תלוי בפיגמנטציה של התאים המרכיבים אותה ופיזורם. בין הקרנית לקשתית העין נמצא החדר הקדמי של העין, מלא בנוזל - " הומור מימי" יש חור במרכז הקשתית - תַלמִיד,משחק תפקיד של דיאפרגמה ומווסת את כמות שטף האור החודר לעין. גודל האישון תלוי ברמת האור. השליטה בשינויים בגודל האישון מתבצעת באופן אוטומטי על ידי סיבי עצב המסתיימים בשרירי הקשתית. שריר מכווץ אורביקולריס - סוגר- מועצב על ידי סיבים פאראסימפטיים, השריר המרחיב את האישון - מַרחִיב- מועצב על ידי סיבים סימפטיים. התגובה של הרחבת אישונים לקוטר מרבי של 7.5 מ"מ איטית מאוד: היא נמשכת כ-5 דקות. ההפחתה המקסימלית בקוטר האישון עד 1.8 מ"מ מושגת מהר יותר - תוך 5 שניות בלבד.

ממוקם מאחורי הקשתית עֲדָשָׁה. זוהי עדשה דו קמורה הממוקמת בשקית, שסיביה מחוברים לשרירי הריסים. בעזרת השרירים הללו העדשה מסוגלת לשנות את העקמומיות שלה. היכולת הזו של העדשה נקראת דִיוּר.לינה מספקת ראייה ברורה של חפצים במרחקים שונים. כשצופים בעצמים קרובים, העקמומיות של העדשה גדלה, אך אם האובייקט רחוק, העקמומיות פוחתת. הלינה של העדשה אינה מספיקה לפעמים כדי להקרין את התמונה במדויק על הרשתית. אם המרחק בין העדשה לרשתית גדול מאורך המוקד של העדשה, אזי מתרחשת קוצר ראייה. אם הרשתית ממוקמת קרוב מדי לעדשה והמיקוד טוב רק בעת צפייה בעצמים מרוחקים, מתרחשת רוחק ראייה (היפרופיה).

בתוך העין, מאחורי העדשה, נמצא זְגוּגִי. זוהי תמיסה קולואידלית של חומצה היאלורונית בנוזל חוץ תאי. מכיוון שגם העדשה וגם גוף הזגוגית הם מבני חלבון, אז תהליכים מטבולייםהם עלולים להיות מופרים. לדוגמה, עם הגיל, גמישות העדשה יורדת, כך שהיכולת לראות עצמים קרובים מתדרדרת (רוחק ראייה סנילי), היא מאבדת בהדרגה את השקיפות שלה, ומתרחשת מחלה בשם קטרקט. תכלילים צפופים עשויים להופיע בגוף הזגוגית, המורגשים באופן סובייקטיבי כנקודות כהות או כתמי אבק בשדה הראייה. שינויים אלה מפחיתים בסופו של דבר את בהירות התמונה ועלולים להוביל לאובדן ראייה. גוף זגוגיוהעדשה נקראת מערכת אופטיתעין, מה שמבטיח שהתמונה ממוקדת על פני השטח הקולט של הרשתית. התמונה על הרשתית נראית ברורה, אך מוקטנת והפוכה. המוח מתקן את ה"שגיאה" הזו, לא רק על ידי מידע חזותי נכנס, אלא גם על ידי מידע ממערכות חישה אחרות (וסטיבולרי, פרופריוצפטיבי, עורי).

מבנה הרשתית

רִשׁתִית- מנקודת מבט נוירואנטומית, זהו מבנה שכבות מאורגן מאוד המשלב קולטנים ונוירונים. זה מורכב מכמה שכבות של תאים שמבצעים פונקציות שונות. מעט יותר פשוט, המבנה של המנגנון הרגיש לאור והמוליך של הרשתית יכול להיות מיוצג בצורה של הדיאגרמה הבאה (איור 2).

השכבה החיצונית של הרשתית, בצמוד ישירות לכורואיד, נוצרת על ידי תאי פיגמנט המכילים את הפיגמנט פוצין. פיגמנט זה סופג אור, מונע את השתקפותו ופיזורו, מה שמקדם בהירות התפיסה החזותית. סמוך לשכבת הפיגמנט מבפנים נמצאת שכבה קולטני אור– קונוסים ומוטות, המופנים מאלומת האור הנכנסת באופן שהקטעים הרגישים לאור שלהם מוסתרים ברווחים שבין תאי שכבת הפיגמנט. כל פוטורצפטור מורכב מקטע חיצוני רגיש לאור המכיל פיגמנט חזותי, ומקטע פנימי המכיל את הגרעין והמיטוכונדריה, המספקים תהליכי אנרגיה בתא הפוטוקולטן.

מוטות וחרוטים שונים בתפקוד: מוטות מגיבים לאור ומספקים תפיסה חזותית באור נמוך, בעוד קונוסים מתפקדים באור בהיר ומספקים תפיסת צבע. קולטני הפוטו מכילים פיגמנטים חזותיים, שהם חלבונים בטבעם. המוטות מכילים את הפיגמנט רודופסין, הקונוסים מכילים את הפיגמנטים יודפסין, כלורולב ואריתלב הנחוצים לראיית צבעים. אור הפוגע ברשתית גורם לפירוק הפיגמנט. טרנספורמציות כימיות אלו מלוות בשינוי בפוטנציאל על קרום הקולטן, כלומר. הופעת פוטנציאל הקולטן. כך, תפקוד הקולטנים מצטמצם להמרת אנרגיית קוונטות האור לאנרגיה החשמלית של תגובת התא.

ברשתית של כל עין יש כ-6 מיליון קונוסים ו-120 מיליון מוטות - בסך הכל כ-130 מיליון קולטנים. הם מפוזרים בצורה לא אחידה על פני הרשתית: ככל שקרובים יותר לפריפריה, יותר מוטות, קרובים יותר למרכז, יותר קונוסים, ולבסוף, ממש במרכז הרשתית מול האישון יש רק קונוסים. אזור זה נקרא כתם צהובאוֹ גוּמָה. כאן צפיפות הקונוסים היא 150 אלף למילימטר מרובע אחד, כך באזור נקודה מקולריתחדות הראייה היא מקסימלית.

החלק המרכזי של הרשתית מיוצג תאים דו קוטביים, בעל שני תהליכים ארוכים יחסית, שאחד מהם הם מתקשרים עם קולטנים, השני עם תאי גנגליון של הרשתית, אשר, בתורם, מרכיבים את החלק הפנימי שלה. תאי גנגליוןבעלי שדות קליטה עגולים עם מרכז ופריפריה מוגדרים בבירור. מידות החלק המרכזי והגבול ההיקפי עשויים להשתנות בהתאם לתאורה. אם המרכז נרגש כאשר האור פוגע ברשתית, הפריפריה מעוכבת. גם הקשר ההפוך עשוי להיות נכון. לתאי הגנגליון יש שדות קולטי מוט וגם קונוס. במקרה האחרון, המרכז והפריפריה של השדה הקולט נרגשים (או מעוכבים) על ידי צבע מסוים. לדוגמה, אם בתגובה להצגת הצבע האדום המרכז מתרגש, אזי הפריפריה תהיה מעוכבת. שילובים כאלה יכולים להיות מגוונים מאוד. תאי גנגליון, בניגוד לאלמנטים אחרים ברשתית, מסוגלים ליצור פוטנציאל פעולה הנשלח לאורך סיבי עצב למבנים המרכזיים של המוח.

תאי גנגליון הם מרכיבי הפלט של הרשתית. האקסונים שלהם יוצרים את עצב הראייה, החודר לרשתית בכיוון ההפוך וחודר לחלל הגולגולת. אין קולטנים שבהם חודרים סיבי עצב הראייה לרשתית; האזור הזה נקרא חוֹר בָּהַשׂכָּלָה.

לפיכך, קולטני אור, תאים דו-קוטביים ותאי גנגליון מייצגים שלושה קישורים עוקבים בעיבוד מידע חזותי.

ברמה שבין הקולטנים והדו-קוטביים ישנם תאים מיוחדים בעלי תהליכים מסודרים אופקית המווסתים את העברת העירור מהקולטנים אל הדו-קוטביים ונקראים אופקי. בין תאי הדו-קוטביים והגנגליונים, הממוקמים כאילו אופקיים באופן סימטרי, יש תאים אקריניים, אשר "שולטים" בהעברת אותות חשמליים מדו-קוטביים לתאי גנגליון. על גופם של תאים אקריניים מסתיימים סיבים צנטריפוגליים הנושאים עירור ממערכת העצבים המרכזית. תאים אופקיים ואקריניים מספקים עיכוב לרוחב בין אלמנטים תאיים סמוכים של הרשתית, ומגבילים את התפשטות העירור החזותי בתוכה.

לסיכום, יש לציין כי הרשתית כמערכת מאפשרת לנו להבחין במאפיינים כאלה אות אור, כגון עוצמתו (בהירות), פרמטרים מרחביים (גודל, תצורה). שדות קליטה, הבנויים על עקרון היחסים האנטגוניסטיים בין המרכז לפריפריה, מאפשרים להעריך את הניגודיות ואת קווי המתאר של התמונה, כמו גם בצורה אופטימליתלחלץ את האות השימושי מהרעש.

מבנים מרכזיים של מערכת הראייה

גוף גאוני חיצוני(NCT) הוא המרכז התת-קורטיקלי העיקרי של מנתח החזותי. רוֹבסיבים אופטיים (אקסונים של תאי גנגליון) כחלק ממערכת הראייה מסתיימים במבנה זה. השבילים העיקריים מהנק"ט הולכים עד ה-17, ובמידה פחותה, לשדה הראייה ה-18 וה-19 (לפי ברודמן). סיבים אחרים מופנים לקוליקולוס העליון, כרית התלמוס ומבנים אחרים.

לשדות הקליטה של ​​נוירוני NKT יש צורות שונות - מעגול ועד מוארך; יש שדות עם מרכז מרגש ופריפריה מעכבת ולהיפך. ה- NKT מקודד מידע על המאפיינים המרחביים (גודל) של התמונה החזותית, רמת ההארה והצבע. לאור הקשרים הרבים של ה-NKT עם גרעינים תלמיים שונים (בעיקר אסוציאטיביים), ניתן להניח שברמה זו זרימת המידע מופצת מחדש בערוצים שונים ומתחיל תהליך ניתוח הפרמטרים המורכבים ביותר של הגירוי. במיוחד ניתוח מידע על המשמעות הביולוגית של גירוי נתון.

קוליקולוס קדמי.למרות שלא יותר מ-10% מהסיבים האופטיים מופנים לקוליקולי הקדמיים של המוח התיכון, למבנה זה תפקיד חשוב בארגון התנהגות התמצאות.

לקוליקוס הקדמי יש מבנה שכבות. בשכבות העליונות מסתיימים הסיבים המגיעים מהרשתית, מקליפת המוח (אוקסיפיטלית, חזיתית ו אזורים זמניים), מחוט השדרה, מהקוליקלוס האחורי, דרכי המותניים, המוח הקטן והחומרה ניגרה. השכבות התחתונות נקראות מרכז efferent, מה שמוביל למסלולים היורדים הארוכים ביותר. הם נשלחים אל חוט השדרה, אל גרעיני עצבי הגולגולת, אל היווצרות הרשתית ומבנים אחרים המספקים רפלקסים של התמצאות חזותית.

רוב הנוירונים אינם מגיבים או מגיבים חלש לאור מפוזר או עצמים נייחים, אלא נותנים תגובה חזקה לתנועה, וזו הסיבה שהם נקראים גלאי תנועה. יתרה מכך, יותר מ-75% מהנוירונים מגיבים רק לכיוון תנועה מסוים (בעיקר לתנועה במישור האופקי), ועוצמת התגובה תלויה במהירות התנועה. הסרה או הרס של הקוליקולוס הקדמי בבעלי חיים מלווה באובדן היכולת לעקוב אחר חפץ נע. בהקשר זה, הוא האמין כי colliculus הקדמי מתאם את תנועות גלגלי העיניים עם קבלת מידע חזותי.

קורטקס חזותי.לקליפת הראייה יש מבנה שכבות. בהתאם לחומרתן של שכבות מסוימות, מובחן אזור ראשוני - שדה 17, משני - שדה 18 ושלישוני - שדה 19 לפי ברודמן. שדה 17 הוא השדה המרכזי של גרעין הקורטיקלי של המנתח, שדות 18 ו-19 הם היקפיים.

המשמעות התפקודית של קליפת המוח החזותית גדולה ביותר. זה מוכח על ידי נוכחות של קשרים רבים לא רק עם תצורות תת-קורטיקליות חזותיות ספציפיות, אלא גם עם הגרעינים האסוציאטיביים והלא ספציפיים של התלמוס, עם היווצרות הרשתית, האזור האסוציאטיבי הפריאטלי וכו '.

התגובות של נוירונים בודדים בקורטקס החזותי תועדו לראשונה על ידי ר' יונג בתחילת שנות ה-50. הוכח שרק כמחצית מהנוירונים מגיבים להארה מפוזרת של הרשתית. רוב הנוירונים מגיבים רק לגירויים המכוונים בצורה מסוימת (הכי טוב, לפסים בהירים על רקע כהה או לסריגים מרחביים המורכבים מפסים בהירים וכהים לסירוגין).

בשנות ה-60 המאה העשרים הנוירופיזיולוגים האמריקאים D. Hubel ו-T. Wiesel, שחקרו את תכונות הנוירונים בקליפת הראייה, זיהו שלושה סוגים של שדות קליטה - פשוטים, מורכבים וסופר מורכבים. שדות קליטה מהסוג הפשוט הם מלבניים בצורתם, מורכבים ממרכז ופריפריה, שגבולותיהם מקבילים זה לזה בערך. הם מגיבים בצורה הטובה ביותר לתנועה של פס בהיר על פני רקע כהה או להיפך. ככלל, לנוירונים עם סוג פשוט של שדה קולט יש כיוון תנועה מועדף, שהתגובה אליו בולטת ביותר.

נוירונים בעלי שדות קליטה מורכבים מגיבים טוב יותר לרצועה או רשת המכוונים בצורה מיטבית ביחס לרשתית (אנכית, אופקית או אלכסונית).

נוירונים מסוג סופר מורכב יכולים להגיב למספר עמדות של פס (קו), לסיבובים שלו בזווית מסוימת, לזווית שנוצרת על ידי שני קווים, לעקמומיות של קו מתאר, או למאפיינים מרחביים מורכבים יותר של התמונה החזותית. . ההנחה היא שיש התכנסות של נוירונים עם שדות קליטה פשוטים לנוירונים מסדר גבוה יותר. בשדה הקורטיקלי ה-17 יש יותר נוירונים עם שדות קליטה פשוטים, וב-18 ו-19 - עם שדות קליטה מורכבים וסופר מורכבים.

על בסיס זה גיבשו ד'הובל וט' ויזל את תיאוריית הגלאים של עיבוד מידע חזותי. המהות שלו היא שנירונים בעלי שדות קליטה פשוטים, שהם גלאים של תכונות אלמנטריות של תמונה חזותית (לדוגמה, כיוון קו), מתכנסים עם נוירונים ברמה גבוהה יותר, שכתוצאה מההתכנסות הזו מקבלים תכונות מורכבות יותר. לפיכך, קיימת היררכיה של נוירוני גלאים, שברמות העליונות שלה יש גלאים של התכונות המורכבות ביותר של התמונה החזותית. עם זאת, כפי שהוכח מאוחר יותר, נוירונים כאלה, האחראים על זיהוי תמונות חזותיות אינטגרליות, ממוקמים מחוץ לקליפת המוח החזותית עצמה - בעיקר באזור האינפרוטמפורלי. לפיכך, תהליך התפיסה החזותית אינו מסתיים באזורי ההקרנה, אלא ממשיך ברמות מורכבות יותר של אזורי קליפת המוח אסוציאטיביים.

חלופה לתיאוריית הגלאים היא השערת התדר המרחבי של עיבוד מידע חזותי, שהוצעה על ידי החוקר האנגלי פ. קמפבל והפיזיולוגית הביתית V.D. גלזר. על פי השערה זו, נוירונים בקליפת הראייה קובעים שני מאפיינים עיקריים של התמונה החזותית - כיוון הגירוי (פסים, רשתות) והתדר המרחבי שלו. במקרה זה, נוירונים באזורים שונים של הקורטקס "מכוונים" לגירויים בעלי אוריינטציה מרחבית ותדר מרחבי שונים. כך, בשדה ה-17 של קליפת הראייה, נוצר "פסיפס" של נוירונים נרגשים ולא נרגשים, המשקף באופן איזומורפי את ההפצה המרחבית של קולטני רשתית נרגשים ומעוכבים. נוירונים באזורי הראייה המשני והשלישוני (שדות 18 ו-19) משתמשים במידע המסופק מהקורטקס הראשוני (שדה 17) כדי ליצור תת-תמונות גדולות יותר של התמונה החזותית.

כך, ברמת הקורטקס החזותי, מתבצע ניתוח עדין ומובחן של התכונות המורכבות ביותר של האות החזותי (זיהוי קווי מתאר, קווי מתאר, צורת אובייקט, לוקליזציה, תנועות במרחב וכו'). ברמת התחום המשני והשלישוני, ככל הנראה, מתרחש התהליך האינטגרטיבי המורכב ביותר, המכין את הגוף לזיהוי דימויים ויזואליים ויצירת תמונה חושית-תפיסתית הוליסטית של העולם. היווצרותם של דימויים ויזואליים הוליסטיים, זיהוים והערכת המשמעות הביולוגית שלהם מתבצעת באזורים האסוציאטיביים, קודם כל, הקודקוד האחורי והאינפרוטמפורלי.

אזורי איגוד של הקורטקס.מחקרים נוירופיזיולוגיים הראו כי נוירונים בקליפת המוח האינפרוטמפורלית (ITC) מגיבים בצורה הטובה ביותר לתמונות הוליסטיות (לדוגמה, צורות גיאומטריות). במקרה זה, ניתן לזהות תאים המגיבים רק לדמות אחת (לדוגמה, עיגול), או המגיבים למספר תמונות שונות (עיגול, משולש, צלב וריבוע). התגובות של נוירונים, ככלל, אינן משתנות לטרנספורמציות של דמויות, כלומר. לא תלויים בגודל, בסיבוב, בצבע של תמונות, בתאורה וכו'.

באופן כללי, מאמינים כי נוירוני NVC מגיבים לערך החושי של גירוי חזותי, ללא קשר למשמעותו עבור התנהגות מוטורית. במקרה זה, מה שחשוב עבור NVC הוא לא המאפיינים האישיים של הגירוי, אלא השילובים המסוימים שלהם. ברור שה- NVC מסווג תמונות בהתאם למשימה הספציפית העומדת בפני בעלי חיים ובני אדם. כאשר אזור זה ניזוק, תהליכי זיהוי האובייקט והזיכרון של אדם מופרעים.

קליפת הקודקוד האחורית (PPC) יוצרת מבנה (מודל) עצבי של החלל הסובב, המתאר את מיקומם ותנועתם של עצמים בחלל זה ביחס לגוף, וכן את מיקומו ותנועתו של הגוף ביחס לסביבה. מֶרחָב. במילים אחרות, עיבוד המידע המתאר את היחסים בין מערכות קואורדינטות פנימיות וחיצוניות מתרחש ב-ZTK. יש גם עדויות לקשר בין נוירוני PTC ותשומת לב רצונית לאובייקט מסוים שנתפס חזותית.

עם נזק דו-צדדי לאזור הפריאטלי, אדם חווה הפרעות בתפיסה החזותית של החלל. מטופלים כאלה אינם יכולים להעריך את הטרנספורמציות המרחביות של דמויות, האוריינטציה הטופוגרפית שלהם נפגעת וכו'. זה מצביע על התפקיד החשוב של ה-PTC בתפיסת המרחב והיחסים המרחביים בין אובייקטים בשדה הראייה.

זיהוי הדפוס מתבצע על ידי עבודה ידידותית של NVC ו-ZTK. אם הראשון מבצע זיהוי של אלמנטים בודדים (פרגמנטים) של מצב חזותי הוליסטי, בלתי משתנה לתמורות המרחביות שלהם, אז השני יוצר תמונה הוליסטית של העולם הסובב.

קליפת המוח הקדמית, הודות לקשרים הרבים שלה עם מבני זיכרון ומבנים של המערכת הלימבית, מעריכה את המשמעות של גירוי עבור הגוף ומתכננת את המעשה ההתנהגותי המתאים.

רגישות לאור והסתגלות

רגישות לאור מאפיינת את יכולת מערכת הראייה לתפוס קרינת אור. לעיניים יש את הרגישות הגדולה ביותר לאור בחושך. הכמות המינימלית של אנרגיית האור הנדרשת בתנאים אלה כדי לייצר את תחושת האור נקראת הסף המוחלט. הפוטורצפטור מסוגל להיות מעורר על ידי פעולת כמות אור אחת או שתיים, אולם להופעת תחושת אור, יש צורך בסיכום העירור ממספר קולטנים. בתנאים טבעיים, מערכת הראייה כמעט ואינה פועלת על גבולה, כלומר. באזור קרוב לסף, ולרגישות לניגודיות יש חשיבות עיקרית לראייה, כלומר. רגישות בתנאים של הסתגלות לאור. אם נקודת הבדיקה ממוקמת על רקע מואר, אז ההבדל המינימלי בבהירות הנקודה IN גורקע IN ו, אשר נתפס על ידי המתבונן כהבדל בקושי מורגש נקרא סף הבדל, או דיפרנציאלי (∆V):∆V= │IN ג - IN ו│. היחס בין סף ההפרש לתאורת הרקע נקרא ניגודיות סףאוֹ סף דיפרנציאלי יחסי. הערך של סף ההפרש היחסי הוא חסר מימד ומראה עד כמה צריך לשנות את הערך של גירוי הבדיקה ביחס לרקע כדי לתפוס הבדל בקושי מורגש ביניהם. לדוגמה, אם סף ההפרש היחסי הוא 0.03, אז זה אומר שגירוי הבדיקה צריך להיות שונה מהרקע ב-3%. על פי חוק בוגר-ובר, ∆V/V ו = קונסט, או ∆B = k∙B ו(סף ההפרש גדל ביחס להארה). עם זאת, חוק זה תקף רק לטווח העוצמות הממוצע והוא מופר בערכי גירוי קטנים וגדולים.

חשיבות רבה לרגישות האור של מערכת הראייה היא יכולתה הִסתַגְלוּת, כלומר לארגון מחדש פונקציונלי, המאפשר לך לעבוד במצב אופטימלי עם הרמה הזותְאוּרָה יש הסתגלות כהה ובהירה. הסתגלות לחושך מאופיינת בעלייה מרבית ברגישות לאור (ירידה בספים מוחלטים) של מערכת הראייה לתפיסה של גירוי אור בחושך מוחלט. התאמת האור מאפיינת את רגישות המערכת ברמות אור שונות.

הסתגלות לחושך כרוכה בשינויים ברגישות למוט וחרוט. הסתגלות המוט מסתיימת תוך 7-8 דקות, שינויים ברגישות המוט מתרחשים תוך כ-30 דקות. מנגנון ההסתגלות לחושך, מחד גיסא, מורכב משיקום הדרגתי של פיגמנט חזותי בחושך, מאידך גיסא, במבנה מחדש של שדות קליטה בקולטן המערכת המשדרת - דו קוטבית - תא גנגליון. לפיכך, נמצא כי במהלך תהליך ההסתגלות לחושך, ה"קצה" המעכב בפריפריה של שדה הקליטה של ​​תא הגנגליון יורד עד שהוא נעלם לחלוטין, וכתוצאה מכך, רגישות האור שלו עולה.

רגישות האור במהלך הסתגלות האור פוחתת כאשר עוברים מפחות תאורה להארה גדולה יותר. זה ממשיך מהר יותר מהסתגלות לחושך ונמשך בערך 1-3 דקות.

חדות ראייה

חדות הראייה מאפיינת את הרזולוציה המרחבית המקסימלית של מערכת הראייה, כלומר. היכולת של העין להבחין בין שתי נקודות מרווחות כנפרדות. חדות הראייה נקבעת הן על ידי האופטיקה של העין והן על ידי המנגנונים העצביים שלה.

בעת מדידת חדות הראייה, שיטת הזיהוי המשמשת לרוב היא כאשר אובייקט בדיקה בהיר מוצג על רקע כהה או כהה על בהיר. לפיכך, על המתבונן לזהות אותיות בגדלים זוויתיים שונים, לקבוע את הנטייה של סריג המורכב מפסים מקבילים וכו'. הנפוצות ביותר הן טבעות לנדולט, שבהן יש צורך לקבוע את מיקום השבירה על הטבעת. עֲבוּר מדד כמותיחדות הראייה נחשבת ההדדית של זווית הראייה בגודל המינימלי אך עדיין נתפס.

חדות הראייה תלויה במספר גורמים: הארה, ניגודיות של רקע וטקסט, מצב והתאמה של מנגנון הקולטן והמנגנון האופטי של העין. זה גם נגרם על ידי מבנה מחדש של שדות הקליטה של ​​תאי הגנגליון ברשתית. ככל שרמת ההארה עולה, גודלו של מרכז השדה הקולט יורד, והשפעת הפריפריה המעכבת גוברת. ניתן להניח שכאשר הדימוי של שתי נקודות נופל לשני שדות קליטה סמוכים המופרדים על ידי פריפריה מעכבת, ההסתברות לאפליהן גבוהה יותר מאשר במקרה שבו פריפריה כזו נעדרת.

חדות הראייה היא גם פונקציה של מיקומו של אובייקט הבדיקה על הרשתית (או המרחק שלו מהפובה). ככל שהמדידה מתבצעת רחוק יותר מהמרכז, כך חדות הראייה פוחתת.

תנועות עיניים ותפקידן בראייה

לתנועות עיניים תפקיד חשוב מאוד בתפיסה החזותית. גם במקרה שבו המתבונן מקבע במבטו נקודה קבועה, העין אינה במנוחה, אלא עושה כל הזמן תנועות קטנות שאינן רצוניות. תנועות עיניים מבצעות את הפונקציה של חוסר הסתגלות בעת צפייה בחפצים נייחים. תפקיד נוסף של תנועות עיניים קטנות הוא לשמור על התמונה באזור הראייה הצלולה.

IN תנאים אמיתייםעבודת מערכת הראייה של העין נעה כל הזמן, בוחנת את האזורים האינפורמטיביים ביותר של שדה הראייה. יחד עם זאת, תנועות עיניים מסוימות מאפשרות להתחשב בעצמים הנמצאים באותו מרחק מהמתבונן, למשל, בעת קריאה או התבוננות בתמונה, אחרות - בעת צפייה בחפצים הממוקמים במרחקים שונים ממנו. הסוג הראשון של תנועות הן תנועות חד-כיווניות של שתי העיניים, בעוד הסוג השני מפגיש או מפריד בין צירי הראייה, כלומר. התנועות מכוונות לכיוונים מנוגדים.

הוכח שהעברת עיניים מאובייקט אחד למשנהו נקבעת על פי תוכן המידע שלהן. המבט אינו מתעכב על אותם אזורים המכילים מידע מועט, ובמקביל מתקן לאורך זמן את האזורים האינפורמטיביים ביותר (למשל, קווי מתאר של אובייקט). תפקוד זה נפגע כאשר האונות הקדמיות נפגעות. תנועת עיניים מספקת תפיסה סימנים בודדיםאובייקטים, מערכת היחסים ביניהם, שעל בסיסם נוצרת תמונה הוליסטית, מאוחסנת בזיכרון לטווח ארוך.

ראיית צבע

תפיסת הצבע נקבעת על ידי עבודה של שני מנגנונים. המנגנון הראשוני הוא מנגנון הפוטורצפטור, המבוסס על קיומם של קולטנים המגיבים אליהם באופן סלקטיבי אזורים שוניםספֵּקטרוּם ברשתית נמצאו שלושה סוגי קונוסים עם מקסימום ספיגה באזורים שונים של הספקטרום (כחול, ירוק ואדום).

במקביל, תוארו מספר עובדות בפסיכולוגיה ובפיזיולוגיה שלא ניתן להסבירן על סמך מנגנון הפוטורצפטור. דוגמאות כאלה כוללות תופעות של ניגוד בו-זמני ורציף. ניגודיות סימולטנית היא שינוי בגוון הצבע בהתאם לרקע שעליו מוצג גירוי בדיקה מסוים. לדוגמה, כתם אפור על רקע אדום מקבל גוון ירקרק, על צהוב - כחלחל וכו'. התופעה של ניגודיות רציפה היא שאם אתה מסתכל מספיק זמן על משטח צבוע בצבע מסוים (למשל, אדום), ואז מפנה את המבט שלך ללבן, הוא מקבל גוון של צבע היריב (במקרה זה, ירקרק). . כאן נכנס לתמונה המנגנון המרכזי. המהות שלו טמונה בעובדה שלנוירונים של תאי גנגליון, NKT וקליפת המוח החזותית יש שדות קליטה נגד צבע, כלומר. מרכז השדה הקולט מופעל על ידי צבע אחד, וההיקפות שלו על ידי אחר, מנוגד (יריב). זה נובע מהמאפיינים של שדות הקליטה שלהם, כולל קשרים מעוררים ומעכבים עם סוגים שונים של קונוסים. שתי מערכות יריב צבע מתוארות: אדום-ירוק, צהוב-כחול.

לפיכך, תפיסת הצבע נקבעת על ידי עבודה של שני מנגנונים שונים הפועלים ברמות שונות של מערכת הראייה.

ראייה סטריאוסקופית

ראייה סטריאוסקופית מאפשרת להעריך את עומק החלל, כלומר. מרחק יחסי של עצמים בשדה הראייה. זה נגרם על ידי תמונה שונה של אותו עצם על הרשתית של שתי העיניים. מכיוון שהעיניים ממוקמות במרחק מסוים זו מזו, הן תופסות את האובייקט בזוויות שונות (מה שנקרא parallax binocular), כך שהתמונות ברשתית הימנית והשמאלית יהיו מעט שונות זו מזו. אתה יכול לאמת זאת בקלות על ידי סגירת עין אחת בתורות ולאחר מכן את השנייה. צירי העין יהיו מקבילים זה לזה אך ורק אם העצם המתקבע נמצא במרחק אינסופי מהצופה. כשהאובייקט מתקרב, הוא ייתפס כתלת מימדי, וצירי העין יתכנסו. לבסוף, במרחקים קרובים מאוד, מתרחשת רוחות רפאים. במילים אחרות, ישנו אזור ראייה מסוים שבתוכו האובייקט נראה תלת מימדי. זה מתבטא בדקות קשת. שֶׁלָה גבול תחתוןהוא בערך 2 קשת. דקה זוהי זווית הראייה שבה שתי נקודות עבור המתבונן מתמזגות לאחת, כלומר. תופעת העומק (או הסטריאופסיס) נעלמת. בפועל, די קל לקבוע את הגבול הזה: זהו המרחק שבו עיניו של אדם אחר נתפסות כתמונה אחת, שהוא בממוצע כ-6 ק"מ. הגבול העליון של סטריאופסיס הוא זווית הראייה של כ-10 זוויות. מעלות, מעבר לגבול הזה התמונה מתחילה להכפיל את עצמו.

המנגנונים הנוירו-פיזיולוגיים של ראייה סטריאוסקופית אינם מובנים עד כה במלואם. עם זאת, הוכח כי את התפקיד העיקרי בהתרחשות של סטריאופסיס ממלא אופי העברת התמונה מהרשתית למרכזים הגבוהים יותר של מערכת הראייה (איור 3).

כידוע, בבני אדם, באזור הכיאזמה, יש חצייה לא מלאה של סיבי עצב הראייה - סיבים מהחצאים הפנימיים של הרשתית חוצים והולכים ל-NKT ולקליפת הראייה של חצי הכדור הנגדי. . הסיבים מהחצאים החיצוניים של הרשתית פועלים ללא מעבר. לפיכך, מידע מהחצי הנגדי של שדה הראייה מגיע לכל חצי כדור. זהו הבסיס הפיזיולוגי של ראייה סטריאוסקופית.

שאלות ומשימות לשליטה עצמית

1. אילו מבנים של העין שייכים למערכת האופטית שלה, מה תפקידם? בתפיסה חזותית?

2, שקול את מבנה הרשתית. אילו אלמנטים ברשתית מסוגלים ליצור פוטנציאל פעולה?

3. ציין את ההבדלים התפקודיים של קולטני הפוטו.

4. איזה תפקיד ממלאים תאים אופקיים ואקריניים?

5. מה גורם לפוטנציאל הקולטן להופיע בקולטנים?

6. איזה מידע מקודד על ידי הנוירונים של הגוף הג'ניקולטי הצידי?

7. מה תפקידם של הקוליקולי הקדמי בעיבוד מידע חזותי?

8. במה שונה תיאוריית הגלאים של תפיסה חזותית מתיאוריית התדר המרחבי?

9. איזה תפקיד ממלאים הקורטקס הפריאטלי האינפרוטמפורלי והאחורי?

10. כיצד משתנה היחס בין המרכז והפריפריה של שדה הקליטה של ​​תא גנגליון במהלך הסתגלות כהה ואור?

11. באילו גורמים תלויה חדות הראייה?

12. איזה תפקיד ממלאות תנועות העיניים בתפיסה החזותית?

13. תאר את המנגנונים הבסיסיים של ראיית צבעים.

14. מהו הבסיס לסטריאופסיס?

1 מאפיינים פיזיולוגיים של מערכת החיישנים הוויזואליים

1.1 מחווני ראייה בסיסיים

1.2 מאפיינים פסיכופיזיים של האור

1.3 מחלקה היקפיתמערכת חזותית

2 אינטראקציות סומאטו-ויסקרליות

2.1 פסיכופיזיקה של מכנו-ספיגה עורית

2.2 מכנורצפטורים עוריים

2.3 פסיכופיזיקה של תרמוספציה

2.4 תרמורצפטורים

2.5 רגישות קרביים

2.6 פרופריוספציה

2.7 סקירה תפקודית ואנטומית של המערכת הסומטוסנסורית המרכזית

2.8 העברת מידע סומטויסצרלי בחוט השדרה

2.9 תפקודים סומטוסנסוריים של גזע המוח

2.10 תלמוס

2.11 אזורי הקרנה סומטוסנסוריים בקליפת המוח

2.12 בקרה על קלט אפרנטי במערכת הסומטוסנסורית

רשימת הפניות בשימוש

מערכת הראייה (נתח חזותי) היא קבוצה של מבנים מגנים, אופטיים, קולטן ועצבים התופסים ומנתחים גירויי אור. במובן הפיזי, האור הוא קרינה אלקטרומגנטיתעם אורכי גל שונים - מקצר (אזור אדום של הספקטרום) ועד ארוך (אזור כחול של הספקטרום).

היכולת לראות עצמים קשורה להחזרת האור מפני השטח שלהם. הצבע תלוי באיזה חלק בספקטרום האובייקט סופג או משקף. המאפיינים העיקריים של גירוי אור הם תדירותו ועוצמתו. התדר (ההדדיות של אורך הגל) קובעת את צבע האור, העוצמה קובעת את הבהירות. טווח העוצמות הנתפס על ידי העין האנושית הוא עצום - בערך 10 16 . דרך מערכת הראייה, אדם מקבל יותר מ-80% מהמידע על העולם החיצון.

1.1 מחווני ראייה בסיסיים

חזון מאופיין במדדים הבאים:

1) טווח התדרים או אורכי הגל הנתפסים של האור;

2) טווח עוצמות גלי האור מסף התפיסה ועד סף הכאב;

3) רזולוציה מרחבית - חדות ראייה;

4) רזולוציה זמנית - זמן סיכום ותדירות הבהוב קריטית;

5) סף רגישות והסתגלות;

6) היכולת לתפוס צבעים;

7) סטריאוסקופיה - תפיסת עומק.

מקבילות פסיכופיזיות של תדירות ועוצמת האור מוצגות בטבלאות 1.1 ו-1.2.

טבלה 1.1. מקבילות פסיכופיזיות של תדר האור

טבלה 1.2. מקבילות פסיכופיזיות של עוצמת האור

כדי לאפיין את תפיסת האור, חשובות שלוש תכונות: גוון, רוויה ובהירות. הטון מתאים לצבע ומשתנה עם אורך הגל של האור. רוויה מתייחסת לכמות האור המונוכרומטי שכאשר מוסיפים לאור לבן, מייצרת תחושה התואמת את אורך הגל של האור המונוכרומטי שנוסף המכיל רק תדר אחד (או אורך גל). בהירות האור קשורה לעוצמתו. טווח עוצמות האור מסף התפיסה ועד לערכים הגורמים תחושות כואבות, ענק - 160 dB. הבהירות של אובייקט שנתפס על ידי אדם תלויה לא רק בעוצמה, אלא גם ברקע שמסביב. אם הדמות (גירוי חזותי) והרקע מוארים באותה מידה, כלומר, אין ניגוד ביניהם, בהירות הדמויות גדלה עם עוצמת ההארה הפיזית. אם הניגודיות בין הדמות לקרקע גדלה, בהירות הדמות הנתפסת יורדת עם הגדלת עוצמת ההארה.

רזולוציה מרחבית - חדות ראייה - המרחק הזוויתי המינימלי בין שני עצמים (נקודות) הנראים לעין. החדות נקבעת באמצעות טבלאות מיוחדות של אותיות וטבעות ונמדדת בערך I/a, כאשר a היא הזווית המתאימה למרחק המינימלי בין שתי נקודות שבירה סמוכות בטבעת. חדות הראייה תלויה בתאורה הכללית של עצמים מסביב. באור יום הוא מקסימום בשעת בין ערביים ובחושך, חדות הראייה פוחתת.

המאפיינים הזמניים של הראייה מתוארים על ידי שני אינדיקטורים עיקריים - זמן סיכום ותדירות הבהוב קריטית.

למערכת הראייה יש אינרציה מסוימת: לאחר הפעלת הגירוי, נדרש זמן להופעת תגובה חזותית (זה כולל את הזמן הנדרש להתפתחות תהליכים כימיים בקולטנים). הרושם החזותי אינו נעלם מיד, אלא רק לאחר זמן מה לאחר הפסקת פעולת האור או התמונה על העין, מאז לשחזר פיגמנט חזותיהרשתית גם לוקחת זמן. קיימת שוויון בין עוצמת ומשך החשיפה של העין לאור. ככל שהגירוי החזותי קצר יותר, כך העוצמה שלו חייבת להיות גדולה יותר כדי לייצר תחושה חזותית. לפיכך, הכמות הכוללת של אנרגיית האור חשובה להתרחשות של תחושה חזותית. הקשר הזה בין משך לעוצמה נשמר רק למשך גירוי קצר - עד 20 אלפיות השנייה. לעוד אותות ארוכים(מ-20 אלפיות השנייה עד 250 שניות), לא נצפה עוד פיצוי מלא של עוצמת הסף (בהירות) עקב משך הזמן. כל קשר בין היכולת לזהות אור ומשך הזמן שלו נעלם לאחר שמשך הגירוי מגיע ל-250 אלפיות השנייה, ובמשכים ארוכים יותר העוצמה הופכת למכרעת. התלות של עוצמת האור בסף במשך החשיפה שלו נקראת סיכום זמן. אינדיקטור זה משמש להערכת תפקוד מערכת הראייה.

מערכת הראייה שומרת על עקבות של גירוי אור למשך 150-250 שניות לאחר הפעלתה. זה מצביע על כך שהעין תופסת אור לסירוגין כאור מתמשך במרווחים מסוימים בין הבזקים. תדר ההבזק שבו סדרה של הבזקים עוקבים נתפסת כאור מתמשך נקרא תדר הבהוב קריטי. אינדיקטור זה קשור קשר בל יינתק עם סיכום זמני: תהליך הסיכום מבטיח מיזוג חלק של תמונות עוקבות לזרם מתמשך של רשמים חזותיים. ככל שעוצמת הבזקי האור גבוהה יותר, כך תדירות ההבהוב הקריטי גבוהה יותר. התדר הקריטי של הבהוב פאי בעוצמת אור ממוצעת הוא 16-20 לשנייה אחת.

סף רגישות לאור- זוהי עוצמת האור הנמוכה ביותר שאדם יכול לראות. זה 10 -10 - 10 -11 ארג לשנייה. בתנאים אמיתיים, ערך הסף מושפע באופן משמעותי מתהליך ההסתגלות – שינויים ברגישות מערכת הראייה בהתאם להארה הראשונית. בעוצמת אור נמוכה בסביבה מתפתחת הסתגלות קצב של מערכת הראייה. ככל שמתפתחת הסתגלות כהה, הרגישות החזותית גוברת. משך ההסתגלות האפלה המלאה הוא 30 דקות. עם עלייה בתאורה הסביבתית, מתרחשת הסתגלות לאור, אשר מסתיימת תוך 15-60 שניות. הבדלים בהסתגלות כהה ואור קשורים לקצב התהליכים הכימיים של ריקבון וסינתזה של פיגמנטים ברשתית.

תפיסת אורתלוי באורך הגל של האור הנכנס לעין. עם זאת, הצהרה זו נכונה רק עבור קרניים מונוכרומטיות, כלומר, קרניים בעלות אורך גל אחד. אור לבן מכיל את כל אורכי הגל של האור. ישנם שלושה צבעי יסוד: אדום - 700 ננומטר, ירוק - 546 ננומטר וכחול - 435 ננומטר. על ידי ערבוב צבעי יסוד ניתן לקבל כל צבע. ראיית הצבע מוסברת על סמך ההנחה שיש שלושה סוגים שונים של קולטני פוטו ברשתית, הרגישים לאורכי גל שונים של אור התואמים לתדרים העיקריים של הספקטרום (כחול, ירוק, אדום).

תפיסת צבע לקויה נקראת עיוורון צבעים, או עיוורון צבעים, על שם דלטון, שתיאר לראשונה את ליקוי הראייה הזה על בסיס ניסיון משלו. עיוורון צבעים פוגע בעיקר בגברים (כ-10%) עקב היעדר גן מסוים בכרומוזום X. ידועים שלושה סוגי הפרות ראיית אור: פרוטנופיה- חוסר רגישות לצבע אדום, דוטרנופיה- חוסר רגישות לצבע ירוק ו tritanopia- חוסר רגישות לאור כחול. עיוורון צבעים מוחלט - מונוכרומטיות- נדיר ביותר.

ראייה דו-עינית- השתתפות של שתי העיניים ביצירת הדימוי החזותי - נוצרת על ידי שילוב של שתי תמונות מונוקולריות של אובייקטים, מה שמשפר את הרושם של עומק מרחבי. מכיוון שהעיניים ממוקמות ב"נקודות" שונות של הראש מימין ומשמאל, אז בתמונות המוקלטות עם עיניים שונות, ישנם הבדלים גיאומטריים קטנים (שונות), שהם גדולים יותר ככל שהאובייקט המדובר קרוב יותר. הפער בין שתי תמונות הוא הבסיס לסטריאוסקופיה, כלומר תפיסת עומק. כאשר ראשו של אדם נמצא במצב תקין, מתרחשות סטיות מהקרנות תמונה תואמות בדיוק בעין ימין ושמאל, מה שנקרא פער שדה קליט. הוא פוחת ככל שהמרחק בין העיניים לאובייקט גדל. לכן, במרחקים גדולים בין הגירוי לעין, עומק התמונה אינו נתפס.

מבחוץ, העין נראית כצורה כדורית, מכוסה על ידי העפעפיים העליונים והתחתונים ומורכבת מהסקלרה, הלחמית, הקרנית והקשתית. סקלרהזוהי רקמת חיבור לבנה המקיפה את גלגל העין. לַחמִית- בד שקוף, מצויד ב כלי דם, המתחבר לקרנית בקוטב הקדמי של העין. קַרנִיתהוא תצורה חיצונית מגינה שקופה, שעקמומיות פני השטח שלה קובעות את המאפיינים של שבירת האור. לפיכך, אם הקרנית מתעקמת בצורה לא סדירה, מתרחש עיוות של תמונות חזותיות, הנקרא אסטיגמציה. מאחורי הקרנית נמצאת קַשׁתִית, שצבעו תלוי בפיגמנטציה של התאים המרכיבים אותו ופיזורם. בין הקרנית לקשתית העין נמצא החדר הקדמי של העין, מלא בנוזל - "הומור מימי". במרכז הקשתית נמצא תַלמִידעגול בצורתו, המאפשר לאור להיכנס לעין לאחר מעבר דרך הקרנית.