Проводниковый отдел. Центральный отдел

Проводниковый отдел

Зрительный нерв является проводником световых раздражений от глаза к зрительному центру и содержит чувствительные волокна.

Отойдя от заднего полюса глазного яблока, зрительный нерв выходит из глазницы и, войдя в полость черепа, через зрительный канал, вместе с таким же нервом другой стороны, образует перекрест (хиазму) под гиполаламусом. После перекреста зрительные нервы продолжаются в зрительных трактах. Зрительный нерв связан с ядрами промежуточного мозга, а через них — с корой больших полушарий.

Каждый зрительный нерв содержит совокупность всех отростков нервных клеток сетчатки одного глаза. В области хиазмы происходит неполный перекрест волокон, и в составе каждого зрительного тракта оказывается около 50% волокон противоположной стороны и столько же волокон своей стороны.

Центральный отдел

Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле коры больших полушарий.

Импульсы от световых раздражений по зрительному нерву проходят к мозговой коре затылочной доли, где расположен зрительный центр.

В волокна каждого нерва связаны с двумя полушариями мозга, причем изображение, получаемое на левой половине сетчатки каждого глаза, анализируется в зрительной коре левого полушария, а на правой половине сетчатки — в коре правого полушария.

Зрение представляет собой процесс получения информации о внешнем мире с помощью восприятия электромагнитных волн с определенной длиной. Диапазон видимого света у человека составляет 400—750 нм. Самые короткие волны субъективно воспринимаются как фиолетовые, самые длинные — как красные.

Глаз человека имеет шарообразную форму, за что получил название глазного яблока. Три пары мышц, иннервируемых глазодвигательными нервами, обеспечивают вращение глазного яблока в глазнице.

Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек, которые различаются по происхождению, строению и функциям (рис. 12.1, а).

1. Склера — наружная оболочка, образованная плотной соединительной тканыо. Она выполняет защитную функцию. Роговица — прозрачная передняя часть склеры, ее прозрачность обеспечивается упорядоченным расположением слоев соединительной ткани.

2. Сосудистая оболочка занимает среднее положение в стенке глазного яблока. В ней много кровеносных сосудов и пигментных клеток. Видимая часть сосудистой оболочки называется радужной оболочкой.

3. Сетчатка — наиболее внутренний слой стенки глазного яблока. В ней расположены фоторецепторы и система нейронов, обеспечивающих первичную обработку зрительных сигналов на периферическом уровне. Аксоны части нейронов (ганглиозных клеток) формируют зрительный нерв.

Рис. 12.1. Строение органа зрения (а) и основных зрительных нервных путей (б)

Сетчатка по своему строению и функциям представляет собой нервный центр, в котором происходят первичная обработка зрительных сигналов и преобразование их в нервные импульсы, передаваемые в ГМ по аксонам зрительного нерва.

Сигналы в сетчатке передаются последовательно через цепочку из трех основных типов клеток: фоторецепторы (палочки и колбочки), биполярные клетки, ганглиозные клетки. Дополнительное взаимодействие между этими типами клеток обеспечивается горизонтальными и амакриновыми клетками (рис. 12.2, а).

Рис. 12.2. Клеточное строение сетчатки (а), структура колбочки (б) и палочки (в)

В гипоталамусе (в супрахиазменных ядрах) информация об интенсивности света и длительности освещенности используется для регуляции суточных ритмов организма.

В среднем мозге (в верхних холмиках четверохолмия) на основе поступающей от сетчатки зрительной информации осуществляется регуляция движений глаз (саккады), диаметра зрачка, формы хрусталика, а также обеспечивается запуск ориентировочного рефлекса в ответ на появление новых зрительных сигналов.

Нервные центры заднего таламуса (латеральные коленчатые тела) готовят зрительную информацию к поступлению в кору больших полушарий, контрастируя изображение с использованием контуров латерального торможения. Зрительная кора располагается в затылочной области больших полушарий и частично заходит на их медиальную поверхность (рис. 12.1, б). В зрительной коре происходит интеграция параллельных потоков зрительной информации и реализуется узнавание усложняющихся визуальных образов.

Первичная зрительная кора занимает самую заднюю затылочную область коры (поле 17). Чередующиеся группы нейронов реагируют на появление в иоле зрения по-разному ориентированных линий (по отношению к горизонту). Одна популяция нейронов отвечает максимальной активностью на горизонтальные отрезки, другая — на вертикальные, третья — на идущие под углом 45° и т.п.

Спереди от первичной находится вторичная зрительная кора. Она суммирует информацию о наличии нескольких отдельных линий, обеспечивая восприятие геометрических фигур. В этой области происходит объединение черно-белого потока (частично обусловленного палочковым сигналом) и потока сигналов о цвете (колбочковый сигнал). Тут сравнивается информация от правого и левого глаза (из-за наличия хиазмы такая информация попадает в одно полушарие и начинает обрабатываться еще в первичной зрительной коре), что позволяет оценить объем объектов и расстояние до них.

На границе затылочной, теменной и височной областей располагается третичная зрительная кора, синхронная работа целых групп в которой обеспечивает распознавание наиболее сложных и обобщенных признаков рассматриваемых объектов. Эта область коры у человека связана с узнаванием знакомых лиц, а также с восприятием написанного текста и чтением.

Повреждения первичной зрительной коры приводят к утрате отдельных участков в поле зрения и практически не компенсируются. Повреждения вторичной и третичной коры нарушают восприятие и узнавание зрительных образов, но хорошо компенсируются, поскольку свойства нейронов в этих областях являются результатом обучения.

Движения глаз

Для успешного распознавания зрительных образов очень важны движения глаз. Они осуществляются при помощи трех пар черепных нервов (III, IV и VI), которые иннервируют шесть пар глазодвигательных мышц. Движения глаз управляются центрами, находящимися в верхних холмиках четверохолмия. Эти центры, в свою очередь, контролируются корой больших полушарий, мозжечком и базальными ганглиями.

Основные типы движений глаз — это саккады и плавные следящие движения.

Саккады — скачкообразные движения глаз длительностью 10—80 мс. Они сопровождают фиксацию взора на каком-либо объекте, слежение за объектом, рассматривание изображения. Амплитуда саккад может быть очень небольшой — всего несколько угловых минут, но может составлять более 90°. Длительность саккады не зависит от ее амплитуды, т.е. к моменту начала саккады мозг «просчитывает», насколько надо сдвинуть взор, и угловая скорость оказывается пропорциональна амплитуде.

Прослеживание движущегося объекта осуществляется благодаря плавным движениям глаз. Оно включается специальными нейронами — детекторами движения — в верхних холмиках четверохолмия. Минимальный порог скорости (абсолютный порог), запускающий слежение, примерно 5°/с, максимально возможная скорость слежения — 30—40°/с. Если эта скорость больше, возникают саккады. Начало слежения отстает от начала движения на 0,15—0,2 с, но скорость движения глаз сразу же соответствует скорости движения объекта. Следовательно, ЦНС осуществляет предварительное программирование движений глаз.

При рассматривании изображения происходит фиксация взора на наиболее информативных элементах — на контуре предмета, точках смены направления контура, при рассматривании лица (на глазах, губах и т.д.). Периоды фиксации сменяются саккадами. Иерархия выбора точек фиксации зависит от индивидуального опыта, мотивации, поставленной задачи.

При поражениях лобных долей, где находятся центры планирования движений, наблюдаются хаотичные фиксации взора. Анализ движений глаз, времени и последовательности фиксаций активно используется в современных нейромаркетологических исследованиях.

Вопросы:

1. Какие функции у зрительного анализатора?

2. Какие мышцы глаза меняют диаметр зрачка.

3. Что такое саккады?

⇐ Предыдущая 12