Тема 5. АНАЛИЗАТОРЫ. ГИГИЕНА ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ И СЛУХА

Понятие об анализаторах

Одна из важнейших функций нервной системы — получение и анализ информации об изменениях условий внешней и внутренней среды. Эту функцию нервная система осуществляет с помощью анализаторов. Нервная система получает информацию, обрабатывает ее и на этой основе выполняется ответная программа деятельности организма. Понятие об анализаторах ввел И.П.Павлов.
Анализаторы состоят из трех частей, анатомически и функционально связанных: рецепторной, периферической части анализатора; проводниковой части — нервных путей, по которым информация передается в центральную часть анализатора; нервных центров в коре головного мозга, в котором информация анализируется.

Рецепторная часть представлена нервными клетками, воспринимающими раздражения. В зависимости от природы раздражителя различают фоторецепторы, механорецепторы, хеморецепторы, терморецепторы, болевые (ноцицепторы).

То, что обычно называют органом чувств, является периферической частью анализатора. У человека связь с внешней средой осуществляется с помощью шести органов чувств: зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания и равновесия.

Виды

Рецепторы, а соответственно и анализаторы, могут быть двух видов:

• внешние (экстероцепторы) – располагаются около или на поверхности тела и воспринимают раздражители внешней среды (свет, тепло, влажность);
• внутренние (интероцепторы) – находятся в стенках внутренних органов и воспринимают раздражители внутренней среды.

Рис. 2. Расположение центров восприятия в головном мозге.
Шесть типов внешнего восприятия описаны в таблице “Анализаторы человека”.

Рис. 3. Расположение рецепторов в коже.
К внутренним относят рецепторы давления, вестибулярного аппарата, кинестетического или двигательного анализаторов.

ТОП-4 статьи

которые читают вместе с этой

Вкус

Зрительный анализатор

Обоняние

Строение и функции глаза

Мономодальные рецепторы воспринимают один тип раздражения, бимодальные – два типа, полимодальные – несколько типов. Например, мономодальные фоторецепторы воспринимают только свет, осязательные бимодальные – боль и тепло. К полимодальным относится подавляющее большинство болевых рецепторов (ноцицепторов).

Зрительный анализатор.

Орган зрения — важнейший из органов чувств, обеспечивающий человеку до 90% информации. Периферическая часть анализатора — орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательных органов: веки, ресницы, слезные железы, глазодвигательные мышцы (рис. 235).

Рис. 235. Схема строения глазного яблока: 1 — роговица; 2 — склера; 3 — сосудистая оболочка; 4 — сетчатка; 5 — передняя камера глаза; 6 — радужка; 7 — задняя камера глаза; 8 — ресничная мышца; 9 — цинновы связки; 10 — хрусталик; 11 — стекловидное тело; 12 — слепое пятно; 13 — зрительный нерв; 14 — конъюнктива.

Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек. Наружная — белочная оболочка (склера) в передней части глаза прозрачная, этот ее участок называется роговицей. Под белочной оболочкой находится сосудистая оболочка, питающая глаз. В передней части сосудистая оболочка переходит в радужку, имеющую в центре отверстие — зрачок. Кольцевые и радиальные мышцы радужки рефлекторно меняют диаметр зрачка, регулируя количество света, попадающее внутрь глаза. От пигмента радужки зависит цвет глаз. Рядом с радужкой находится ресничное тело, мышца, с помощью которой меняется кривизна хрусталика, осуществляется аккомодация, приспособление к ясному видению предметов, находящихся на различном расстоянии от глаза.

Между роговицей и радужкой находится полость, заполненная влагой — передняя камера глаза. Полость между радужкой и хрусталиком называется задней камерой глаза.

Третья оболочка глазного яблока — сетчатка (рис. 236). В ней расположены светочувствительные клетки — зрительные рецепторы, около 130 млн. палочек, обеспечивающих черно-белое видение и около 7 млн. колбочек, дающих информацию о цвете.

Максимальное количество колбочек находится в сетчатке на оптической оси глаза, против зрачка, этот участок называется желтым пятном. В том месте, где от глазного яблока отходи зрительный нерв, в сетчатке нет рецепторов — слепое пятно. Максимальное количество палочек находится на периферии глаза. Палочки содержат зрительный пигмент родопсин, для его разложение достаточно небольшого количества света. В колбочках под действие света происходит разложение йодопсина, но для возбуждения колбочек нужно большее количество света.

Сетчатка состоит из нескольких слоев клеток: наружный, прилегающий к сосудистой оболочке — слой пигментных клеток черного цвета. Этот слой поглощает свет, препятствуя его рассеиванию и отражению. Затем идет слой, содержащий палочки и колбочки, перед ним еще три слоя клеток.

Рис. 236. Структура сетчатки: 1 — пигментные клетки; 2 — колбочки; 3 — палочки; 4 — биполярные клетки; 5 — ганглиозные клетки; 6 — амакриновые клетки.

Стекловидное тело заполняет всю полость глаза, образовано прозрачным студенистым веществом. Между стекловидным телом и задней камерой глаза располагается хрусталик, упругое прозрачное образование в виде двояковыпуклой линзы. Хрусталик преломляет лучи света и собирает их в фокусе на сетчатке. С помощью цинновых связок он прикреплен к ресничной (цилиарной) мышце. Свет проходит роговицу, жидкость передней камеры глаза, через зрачок попадает в заднюю камеру, проходит через хрусталик, стекловидное тело и попадает на сетчатку. Световые лучи претерпевают наибольшее преломление в роговице и хрусталике, изображение на сетчатке уменьшенное и перевернутое.

Аккомодация осуществляется за счет сокращения ресничной мышцы, при этом расслабляются цинновы связки и хрусталик, в силу природной упругости, становится более выпуклым. Ресничная мышца отдыхает, когда человек смотрит вдаль, при этом цинновы связки натянуты и хрусталик уплощается (рис. 237).

Рис. 237. Изменение кривизны хрусталика: сверху ресничная мышца расслаблена, внизу — сокращена.

С возрастом часто хрусталик теряет эластичность и становится более плоским, изображение от близкорасположенных предметов уходит за сетчатку — развивается старческая дальнозоркость.

При врожденной близорукости глазное яблоко удлиненное, фокусное расстояние ближе сетчатки и изображение от удаленных предметов не резкое, при врожденной дальнозоркости глазное яблоко укороченное и фокусное расстояние уходит за сетчатку (рис. 239).

Рис. 239. Рефракция в нормальном (1), близоруком (2) и дальнозорком глазу и оптическая коррекция близорукости (4) и дальнозоркости (5).

Нервные импульсы поступают по волокнам зрительного нерва в задние части затылочных долей, причем аксоны от левых половин сетчатки обоих глаз направляются в левое полушарие, от правых — в правое. При этом аксоны от медиальных половин пересекаются, образуя зрительный перекрест (рис. 238).

Рис. 238. Схема зрительных путей человека: 1 — зрительный нерв; 2 — зрительный перекрест; 3 — коленчатые тела; 4 — зрительная кора.

При изменении интенсивности освещенности происходит рефлекторное изменение диаметра зрачка. Мышцы-сфинктеры, суживатели иннервируются парасимпатическими нервами, радиальные мышцы, расширители зрачка, иннервируются симпатическими нервами, поэтому страх и боль приводят к расширению зрачков, не даром говорят: «У страха глаза велики».

Колбочки в сетчатке делятся на три группы, одни возбуждаются красным светом, вторые — зеленым, третьи — синим. Если не работает какая-то группа колбочек, развиваются заболевания, при которых не человек различает какие-то цвета.

При недостатке витамина А не образуется пигмент родопсин в палочках, при этом человек плохо видит в темноте — заболевание называется «куриная слепота». Загрязнение слизистой оболочки век (конъюнктивы), приводит к воспалительным процессам — конъюнктивиту. Чтение в движущемся транспорте, чтение лежа, длительная работа с компьютером приводят к переутомлению ресничной мышцы и снижению остроты зрения. При работе с мелкими объектами должно быть не менее 30-35 см, рабочее место должно быть хорошо освещено.

Слуховой и вестибулярный анализаторы

Периферическая часть слухового анализатора состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 240). Наружное ухо: ушная раковина (внутри хрящ) и наружный слуховой проход длиной 3,5 см; на границе между наружным и средним — барабанная перепонка (0,1 мм толщиной).

Рис. 240. Орган слуха человека: ​1 — ушная раковина; 2 — наружный слуховой проход; 3 — барабанная перепонка; 4 — полость среднего уха; 5 — молоточек; 6 — наковальня; 7 — стремечко; 8 — вестибулярный аппарат; 9 — улитка; 10 — нерв; 11 — евстахиева труба.

Среднее ухо представлено воздушной барабанной полостью с тремя слуховыми косточками — молоточком, наковальней и стремечком. Стремечко связано с овальным окошком перепончатого лабиринта. Барабанная полость связана с носоглоткой евстахиевой трубой, длина которой 3,5 см, диаметр 2 мм.

Внутреннее ухо включает костный лабиринт, разделенный двумя мембранами: вестибулярной (рейснеровой) и основной (базиллярной) на три части, внутри — перепончатый лабиринт, заполненный эндолимфой.

Рис. 242. Схема поперечного разреза улитки, на котором виден кортиев орган: 1 — лестница преддверия; 2 — рейснерова (вестибулярная) мембрана; 3 — перепончатый лабиринт; 4 — текториальная (покровная мембрана); 5 — базиллярная (основная) мембрана; 6 — волосковые клетки; 7 — слуховой нерв; 8 — барабанная лестница; 9 — кортиев орган.

Верхний канал начинается от овального окошка и называется лестницей преддверия, заполнен перилимфой (рис. 241). На вершине улитки с помощью отверстия переходит в нижний канал — барабанную лестницу, которая заканчивается мембраной круглого окошка. На основной мембране располагается кортиев орган, представленный рецепторными волосковыми клетками и покровной мембраной, расположенной над ними.

Рис. 241. Органы равновесия и слуха (схема): ​1 — молоточек; 2 — наковальня; 3 — стремечко; 4 — барабанная перепонка; 5 –овальный мешочек; 6 — ампула; 7 — полукружные каналы; 8 — круглый мешочек; 9 — лестница преддверия; 10 — перепончатый лабиринт; 11 — барабанная лестница; 12 — улитка (закручена в спираль); 13 — перилимфа; 14 — эндолимфа; 15 — круглое окно; 16 — евстахиева труба.

В кортиевом органе около 24000 волосковых клеток, расположенных в 3 — 4 ряда, их волоски контактируют с подвижной покровной мембраной, расположенной над ними. При прогибании вестибулярной мембраны давление передается на эндолимфу, приходит в движение основная мембрана, и рецепторные клетки касаются покровной мембраны (рис. 242). В них возникает возбуждение, которое проводится по волокнам слухового нерва (проводящая часть анализатора) в слуховую зону коры мозга.

По мере удаления от основания к вершине основная мембрана становится более широкой. Высокие звуки вызывают колебания основной мембраны у основания улитки, там, где мембрана короче и тоньше, низкие звуки воспринимаются рецепторными клетками у вершины улитки.

Периферической частью органа слуха является орган равновесия, вестибулярный аппарат. Он воспринимает положение тела и отвечает за сохранения равновесия. Состоит из трех полукружных каналов, связанных с овальным и круглым мешочками (рис. 243). Их полости заполненные эндолимфой, которая сообщается с эндолимфой перепончатого лабиринта улитки.

Рис. 243 Строение лабиринта височной кости: 1 — полукружные каналы; 2 — ампулы каналов; 3 — макула овального мешочка; 4 — макула круглого мешочка.

Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, в каждом есть расширение — ампула. В ампулах находятся студенистые гребешки (рис. 244) с рецепторными клетками, которые возбуждаются при ускоренных или вращательных движениях эндолимфы.

Рис. 244. Гребешок (купула) слева и пятно (макула) справа: 1 — купула; 2 — волоски; 3 — рецепторные клетки; 4 — опорные клетки; 5 — нервное волокно; 6 — отолитовая мембрана; 7 — желатиновый слой.

В мешочках располагаются пятна, на которых в студенистой массе находятся рецепторные клетки, а сверху находятся отолиты — кристаллы из углекислого кальция, образующие отолитовую мембрану. Возбуждаются за счет силы тяжести, информация передается по вестибулярному нерву к вестибулярным ядрам моста, мозжечка, двигательным ядрам коры.

Тема 5. АНАЛИЗАТОРЫ. ГИГИЕНА ОРГАНОВ ЗРЕНИЯ И СЛУХА

• 5.1. Понятие об анализаторах
• 5.2. Органы зрения. Строение глаза
• 5.3. Световая и цветовая чувствительность. Световоспринимающая функция
• 5.4. Световой режим в учебных заведениях
• 5.5. Слуховой анализатор
• 5.6. Вестибулярный аппарат

Анализатором (сенсорной системой) называют часть нервной системы, состоящую из множества специализированных воспринимающих рецепторов, а также промежуточных и центральных нервных клеток и связывающих их нервных волокон. Для возникновения ощущения необходимо наличие следующих функциональных элементов:

1) рецепторов органа чувств, осуществляющих воспринимающую функцию (например, для зрительного анализатора это рецепторы сетчатки глаза);

2) центростремительного пути из этого органа чувств в большие полушария, обеспечивающего проводящую функцию (например, зрительные нервы и проводящие пути через промежуточный мозг);

3) воспринимающей зоны в больших полушариях, реализующей анализирующую функцию (зрительной зоны в затылочной области больших полушарий мозга).

Читайте также:  Как избавиться от зависимости от человека: советы психолога

Специфичность рецепторов.

Рецепторы – это специализированные образования, приспособленные для восприятия определенных воздействий внешней и внутренней среды. Рецепторы обладают специфичностью, т. е. высокой возбудимостью только к определенным раздражителям, получившим название адекватных. В частности, для глаза адекватным раздражителем являются световые, а для уха – звуковые волны и т. д. При действии адекватных раздражителей возникают ощущения, характерные для определенного органа чувств. Так, раздражение глаза вызывает зрительные ощущения, уха – слуховые и т. д. Кроме адекватных, существуют и неадекватные (инадекватные) раздражители, которые вызывают только незначительную часть ощущений, свойственных данному органу чувств, или действуют необычным образом. Например, механическое или электрическое раздражение глаза воспринимается как яркая вспышка света («фосфен»), но не дает образа предмета и восприятия цветов. Специфичность органов чувств является результатом приспособления организма к условиям внешней среды.

Каждый рецептор характеризуется следующими свойствами:

а) определенной величиной порога возбудимости, т. е. наименьшей силой раздражителя, способной вызвать ощущение;

б) хронаксией;

в) временным порогом – наименьшим интервалом между двумя раздражениями, при котором различаются два ощущения;

г) порогом различения – наименьшим приростом силы раздражителя, вызывающим едва заметную разницу ощущения (например, чтобы при закрытых глазах различить разницу в давлении груза на кожу, нужно добавить около 3,2–5,3 % первоначального груза);

д) адаптацией – резким падением (возрастанием) силы ощущения сразу же после начала действия раздражителя. Адаптация основана на уменьшении частоты волн возбуждения, возникающем в рецепторе при его раздражении.

Органы вкуса.

В эпителии слизистой оболочки ротовой полости находятся вкусовые луковицы, имеющие круглую или овальную форму. Они состоят из продолговатых и плоских клеток, располагающихся у основания луковицы. Продолговатые клетки делятся на опорные (находятся на периферии) и вкусовые (расположенные в центре). В каждой вкусовой луковице от двух до шести вкусовых клеток, а их общее число у взрослого человека доходит до 9 тыс. Вкусовые луковицы располагаются в сосочках слизистой оболочки языка. Вершина вкусовой луковицы не доходит до поверхности эпителия, а сообщается с поверхностью с помощью вкусового канала. Отдельные вкусовые сосочки находятся на поверхности мягкого неба, задней стенки глотки, надгортанника. Центростремительные импульсы из каждой вкусовой луковицы проводятся по двум-трем нервным волокнам. Эти волокна входят в состав барабанной струны и язычного нерва, которые иннервируют передние две трети языка, а с задней его трети входят в состав языкоглоточного нерва. Далее через зрительные бугры центростремительные импульсы поступают во вкусовую зону больших полушарий.

Органы обоняния.

Рецепторы обоняния находятся в верхней части полости носа. Обонятельные клетки являются нейронами, окруженными опорными цилиндрическими клетками. У человека 60 млн обонятельных клеток, поверхность каждой из них покрыта ресничками, которые увеличивают обонятельную поверхность, составляющую у человека примерно 5 кв. см. Из обонятельных клеток центростремительные импульсы по нервным волокнам, проходящим через отверстия в решетчатой кости, входят в обонятельный нерв, а затем через подкорковые центры, где располагаются вторые и третьи нейроны, поступают в обонятельную зону больших полушарий. Так как обонятельная поверхность расположена в стороне от дыхательного пути, воздух с пахучими веществами проникает к ней только путем диффузии.

Органы кожной чувствительности.

Кожные рецепторы подразделяют на тактильные (их раздражение вызывает ощущения осязания), терморецепторы (вызывают ощущения тепла и холода) и болевые рецепторы.

Ощущения осязания, или прикосновения и давления, различаются по своему характеру, например языком нельзя ощущать пульс. В коже человека насчитывается примерно 500 тыс. тактильных рецепторов. Порог возбудимости тактильных рецепторов в различных участках тела неодинаков: наибольшая возбудимость у рецепторов кожи носа, кончиков пальцев и слизистой оболочки губ, наименьшая – у кожи живота и паховой области. У тактильных рецепторов одновременный пространственный порог (наименьшее расстояние между рецепторами, при котором одновременное раздражение кожи вызывает два ощущения) наименьший, у болевых рецепторов – наибольший. У тактильных рецепторов также наименьший временной порог, т. е. интервал времени между двумя последовательными раздражениями, при котором вызываются два раздельных ощущения.

Общее количество терморецепторов – около 300 тыс., из них тепловых – 250 тыс., холодовых – 30 тыс. Холодовые рецепторы расположены ближе к поверхности кожи, тепловые – глубже.

Болевых рецепторов насчитывается от 900 тыс. до 1 млн. Болевые ощущения возбуждают оборонительные рефлексы скелетной мускулатуры и внутренних органов, однако длительное сильное раздражение болевых рецепторов вызывает нарушение многих функций организма. Болевые ощущения локализовать сложнее, чем другие виды кожной чувствительности, так как возбуждение, возникающее при раздражении болевых рецепторов, широко иррадиирует по нервной системе. Одновременное раздражение рецепторов зрения, слуха, обоняния и вкуса снижает ощущение боли.

Вибрационные ощущения (колебания предметов с частотой 2-10 раз в секунду) хорошо воспринимаются кожей пальцев и костями черепа. Центростремительные импульсы от рецепторов кожи поступают по задним корешкам в спинной мозг и доходят до нейронов задних рогов. Затем по нервным волокнам, входящим в состав задних столбов (нежный и клиновидный пучки) и боковых (спинно-таламический пучок), импульсы доходят до передних ядер зрительных бугров. Отсюда начинаются волокна третьего нейрона, которые вместе с волокнами проприорецептивной чувствительности доходят до зоны кожно-мышечной чувствительности в задней центральной извилине больших полушарий.

Глазное яблоко состоит из трех оболочек: наружной, средней и внутренней. Наружная, или фиброзная, оболочка образована из плотной соединительной ткани – роговицы (спереди) и непрозрачной склеры, или белочной оболочки (сзади). Средняя (сосудистая) оболочка содержит кровеносные сосуды и состоит из трех отделов:

1) переднего отдела (радужной оболочки, или радужки). Радужная оболочка содержит гладкие мышечные волокна, составляющие две мышцы: круговую, суживающую зрачок, находящийся почти в центре радужной оболочки, и радиальную, расширяющую зрачок. Ближе к передней поверхности радужки находится пигмент, определяющий цвет глаза и непрозрачность этой оболочки. Радужная оболочка прилегает своей задней поверхностью к хрусталику;

2) среднего отдела (ресничного тела). Ресничное тело расположено в месте перехода склеры в роговицу и имеет до 70 ресничных радиальных отростков. Внутри ресничного тела находится ресничная, или цилиарная, мышца, состоящая из гладких мышечных волокон. Ресничная мышца ресничными связками прикреплена к сухожильному кольцу и сумке хрусталика;

3) заднего отдела (собственно сосудистой оболочки).

Наиболее сложное строение имеет внутренняя оболочка (сетчатка). Основными рецепторами сетчатки являются палочки и колбочки. В сетчатке человека насчитывается около 130 млн палочек и около 7 млн колбочек. У каждой палочки и колбочки два членика – наружный и внутренний, у колбочки наружный членик короче. В наружных члениках палочек содержится зрительный пурпур, или родопсин (вещество пурпурного цвета), в наружных члениках колбочек – йодопсин (фиолетового цвета). Внутренние членики палочек и колбочек соединены с нейронами, имеющими два отростка (биполярными клетками), которые контактируют с ганглиозными нейронами, входящими своими волокнами в состав зрительного нерва. Каждый зрительный нерв содержит около 1 млн нервных волокон.

Распределение палочек и колбочек в сетчатке имеет следующий порядок: в середине сетчатки имеется центральная ямка (желтое пятно) диаметром в 1 мм, в ней находятся только колбочки, ближе к центральной ямке располагаются колбочки и палочки, а на периферии сетчатки – только палочки. В центральной ямке каждая колбочка через биполярную клетку соединена с одним нейроном, сбоку от нее несколько колбочек также соединяются с одним нейроном. Палочки в отличие от колбочек соединяются с одной биполярной клеткой по нескольку штук (около 200). Благодаря такому строению в центральной ямке обеспечивается наибольшая острота зрения. На расстоянии примерно 4 мм кнутри от центральной ямки находится сосок зрительного нерва (слепое пятно), в центре соска расположены центральная артерия и центральная вена сетчатки.

Между задней поверхностью роговой оболочки и передней поверхностью радужной оболочки и частично хрусталика находится передняя камера глаза. Между задней поверхностью радужной оболочки, передней поверхностью ресничной связки и передней поверхностью хрусталика расположена задняя камера глаза. Обе камеры заполнены прозрачной водянистой влагой. Все пространство между хрусталиком и сетчаткой занято прозрачным стекловидным телом.

Светопреломление в глазу.

К светопреломляющим средам глаза относятся: роговица, водянистая влага передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Во многом ясность зрения зависит от прозрачности этих сред, однако преломляющая сила глаза почти полностью зависит от лучепреломления в роговице и хрусталике. Лучепреломление измеряется в диоптриях. Диоптрия – это величина, обратная фокусному расстоянию. Преломляющая сила роговицы постоянна и равна 43 дптр. Преломляющая сила хрусталика непостоянна и изменяется в широких пределах: при смотрении на ближайшем расстоянии – 33 дптр, вдаль – 19 дптр. Преломляющая сила всей оптической системы глаза: при смотрении вдаль – 58 дптр, на ближнее расстояние – 70 дптр.

Параллельные световые лучи после преломления в роговице и хрусталике сходятся в одну точку в центральной ямке. Линия, проходящая через центры роговицы и хрусталика в центр желтого пятна, называется зрительной осью.

Аккомодация.

Способность глаза четко различать предметы, находящиеся на разных расстояниях, называется аккомодацией. Явление аккомодации основано на рефлекторном сокращении или расслаблении ресничной, или цилиарной, мышцы, иннервируемой парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва. Сокращение и расслабление цилиарной мышцы изменяет кривизну хрусталика:

а) когда мышца сокращается, происходит расслабление ресничной связки, что вызывает увеличение светопреломления, потому что хрусталик становится более выпуклым. Такое сокращение ресничной мышцы, или напряжение зрения, происходит, когда предмет приближается к глазу, т. е. при рассматривании предмета, находящегося на максимально близком расстоянии;

б) когда мышца расслабляется, ресничные связки натягиваются, сумка хрусталика сдавливает его, кривизна хрусталика уменьшается и его лучепреломление снижается. Это происходит при отдалении предмета от глаза, т. е. при смотрении вдаль.

Сокращение ресничной мышцы начинается, когда предмет приближается на расстояние около 65 м, затем ее сокращения усиливаются и становятся отчетливыми при приближении предмета на расстояние 10 м. Далее, по мере приближения предмета сокращения мышцы все более усиливаются и наконец доходят до предела, при котором четкое видение становится невозможным. Минимальное расстояние от предмета до глаза, на котором он четко видим, называется ближайшей точкой ясного видения. У нормального глаза дальняя точка ясного видения находится в бесконечности.

Дальнозоркость и близорукость.

Здоровый глаз при смотрении вдаль преломляет пучок параллельных лучей так, что они фокусируются в центральной ямке. При близорукости параллельные лучи собираются в фокус впереди центральной ямки, в нее попадают расходящиеся лучи и потому изображение предмета расплывается. Причинами близорукости могут быть напряжение ресничной мышцы при аккомодации на близкое расстояние или слишком длинная продольная ось глаза.

При дальнозоркости (из-за короткой продольной оси) параллельные лучи фокусируются позади сетчатки, и в центральную ямку попадают сходящиеся лучи, что также вызывает нечеткость изображения.

Оба дефекта зрения можно корректировать. Близорукость исправляют двояковогнутые линзы, которые уменьшают лучепреломление и отодвигают фокус на сетчатку; дальнозоркость – двояковыпуклые линзы, увеличивающие лучепреломление и потому придвигающие фокус на сетчатку.

При действии световых лучей происходит фотохимическая реакция расщепления родопсина и йодопсина, причем скорость реакции зависит от длины волны луча. Расщепление родопсина на свету дает световое ощущение (бесцветное), йодопсина – цветовое. Родопсин расщепляется значительно быстрее йодопсина (примерно в 1000 раз), поэтому возбудимость палочек к свету больше, чем колбочек. Это позволяет видеть в сумерках и при слабом освещении.

Родопсин состоит из белка опсина и окисленного витамина А (ретинена). Йодопсин также состоит из соединения ретинена с белком опсином, но другого химического состава. В темноте при достаточном поступлении витамина А восстановление родопсина и йодопсина усиливается, поэтому при переизбытке витамина А (гиповитаминозе) происходит резкое ухудшение ночного зрения – гемералопия. Разница в скорости расщепления родопсина и йодопсина приводит к различию в сигналах, поступающих в зрительный нерв.

В результате фотохимической реакции возникшее возбуждение из ганглиозных клеток передается по зрительному нерву в наружные коленчатые тела, где происходит первичная обработка сигнала. Затем импульсы передаются в зрительные зоны больших полушарий, где они декодируются в зрительные образы.

Читайте также:  7 советов, как построить нормальные отношения между взрослыми детьми и их пожилыми родителями

Цветоощущение.

Человеческий глаз воспринимает световые лучи различной длины волны от 390 до 760 нм: красный – 620–760, оранжевый – 585–620, желтый – 575–585, зелено-желтый – 550–575, зеленый – 510–550, голубой – 480–510, синий – 450–480, фиолетовый – 390–450. Световые лучи, имеющие длину волны меньше 390 нм и больше 760 нм, глазом не воспринимаются. Самая распространенная теория цветоощущения, основные положения которой впервые были высказаны М.В. Ломоносовым в 1756 г., а в дальнейшем развиты английским ученым Томасом Юнгом (1802) и Г.Л.Ф. Гельмгольцем (1866) и подтверждены данными современных морфофизиологических и электрофизиологических исследований, состоит в следующем.

Существует три вида колбочек, в каждой из которых имеется только одно цветореактивное вещество, обладающее возбудимостью к одному из основных цветов (красному, зеленому или синему), а также три группы волокон, каждая из которых проводит импульсы от колбочек одного вида. Цветовой раздражитель действует на все три вида колбочек, но в разной степени. Различные сочетания степени возбуждения колбочек создают разные цветовые ощущения. При равном раздражении всех трех типов колбочек возникает ощущение белого цвета. Данная теория получила название трехкомпонентной теории цвета.

Особенности координации зрения у новорожденных.

Ребенок рождается видящим, но четкое, ясное видение у него еще не развито. В первые дни после рождения движения глаз у детей не координированы. Так, можно наблюдать, что у ребенка правый и левый глаз двигаются в противоположных направлениях или при неподвижности одного глаза второй свободно двигается. В этот же период наблюдаются некоординированные движения век и глазного яблока (одно веко может быть открыто, а другое опущено). Становление координации зрения происходит ко второму месяцу жизни.

Слезные железы у новорожденного развиты нормально, но плачет он без слез – отсутствует защитный слезный рефлекс из-за недоразвития соответствующих нервных центров. Слезы при плаче у детей появляются после 1,2–2 месяцев.

Как правило, учебный процесс тесно связан со значительным напряжением зрения. Нормальный или немного повышенный уровень освещения школьных помещений (классных комнат, кабинетов, лабораторий, учебных мастерских, актового зала и т. д.) способствует снижению напряжения нервной системы, сохранению работоспособности и поддержанию активного состояния учащихся.

Солнечный свет, в частности ультрафиолетовые лучи, способствуют росту и развитию детского организма, снижают риск распространения инфекционных болезней, обеспечивают образование витамина D в организме.

При недостаточном освещении учебных помещений школьники слишком низко наклоняют голову при чтении, письме и др. Это вызывает усиленный приток крови к глазному яблоку, оказывающей на него дополнительное давление, которое приводит к изменению его формы и способствует развитию близорукости. Чтобы избежать этого, желательно обеспечить проникновение прямых солнечных лучей в помещения школы и строго соблюдать нормы искусственного освещения.

Естественное освещение.

Освещенность рабочего места школьника и учителя прямыми или отраженными лучами солнца зависит от нескольких параметров: от расположения школьного здания на участке (ориентации), интервала между высокими зданиями, соблюдения коэффициента естественной освещенности, светового коэффициента.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – это выраженное в процентах отношение освещенности (в люксах) внутри помещения к освещенности на том же уровне под открытым небом. Данный коэффициент считается основным показателем освещенности классной комнаты. Он определяется при помощи люксметра. Минимально допустимый КЕО для классных комнат в районах средней полосы России – 1,5 %. В северных широтах этот коэффициент выше, в южных – ниже.

Световой коэффициент – это отношение площади стекла в окнах к площади пола. В классах и мастерских школы он должен быть не менее 1: 4, в коридорах и спортивном зале – соответственно 1:5, 1:6, во вспомогательных помещениях – 1: 8, на лестничных площадках – 1: 12.

Освещенность классных комнат естественным светом зависит от формы и величины окон, их высоты, а также от наружного окружения здания (соседние дома, зеленые насаждения).

Закругление верхней части оконного проема при одностороннем освещении нарушает отношение высоты края окна к глубине (ширине) комнаты, которое должно составлять 1:2, т. е. глубина комнаты должна превышать двойную высоту от пола до верхнего края окна. На практике это означает: чем выше верхний край окна, тем больше прямых солнечных лучей попадает в комнату и тем лучше освещены парты, стоящие в третьем ряду от окон.

Для предотвращения слепящего действия прямых солнечных лучей и перегревания комнат над окнами снаружи навешивают специальные козырьки, а изнутри помещение затеняют светлыми шторами. Для предотвращения слепящего действия отраженных лучей не рекомендуется красить потолки и стены масляными красками.

На освещенность школьных помещений влияет и цвет мебели, поэтому парты красят в светлые тона или покрывают светлым пластиком. Загрязненность оконных стекол и цветы, стоящие на подоконниках, снижают освещенность. На подоконники разрешается ставить цветы высотой (вместе с вазоном) не более 25–30 см. Высокие цветы размещают у окон на подставках, причем так, чтобы их крона не выступала над подоконником выше 25–30 см, или в простенках на подставках-лесенках или кашпо.

Искусственное освещение.

В качестве источников искусственного освещения школьных помещений применяются лампы накаливания мощностью 250–350 Вт и люминесцентные лампы «белого» света (типа СБ) мощностью 40 и 80 Вт. Люминесцентные светильники рассеянного света подвешивают в помещениях, где высота потолка составляет 3,3 м, при меньшей высоте используют потолочные плафоны. Все светильники должны быть оборудованы бесшумными пускорегулирующими устройствами. Общая мощность люминесцентных ламп классной комнаты должна составлять 1040 Вт, ламп накаливания – 2400 Вт, что достигается путем установки не менее восьми светильников по 130 Вт в каждом при люминесцентном освещении и восьми светильников по 300 Вт при лампах накаливания. Норма освещенности (в ваттах) на 1 кв. м площади классной комнаты (так называемая удельная мощность) при люминесцентных лампах составляет 21–22, при лампах накаливания – 42–48. Первая соответствует освещенности в 300 лк, вторая – 150 лк на рабочем месте школьника.

Смешанное освещение (естественное и искусственное) не влияет на органы зрения. Чего нельзя сказать об одновременном использовании в помещении ламп накаливания и люминесцентных ламп, имеющих разную природу свечения и окраску светового потока.

Основной функцией органов слуха является восприятие колебаний воздушной среды. Органы слуха тесно связаны с органами равновесия. Рецепторные аппараты слуховой и вестибулярной системы расположены во внутреннем ухе.

Филогенетически они имеют общее происхождение. Оба рецепторных аппарата иннервируются волокнами третьей пары черепных нервов, оба реагируют на физические показатели: вестибулярный аппарат воспринимает угловые ускорения, слуховой – воздушные колебания.

Слуховые восприятия очень тесно связаны с речью – ребенок, потерявший слух в раннем детстве, утрачивает речевую способность, хотя речевой аппарат у него абсолютно нормален.

У зародыша органы слуха развиваются из слухового пузырька, который вначале сообщается с наружной поверхностью тела, но по мере развития эмбриона отшнуровывается от кожных покровов и образует три полукружных канала, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Часть первичного слухового пузырька, которая связывает эти каналы, называют преддверием. Оно состоит из двух камер – овальной (маточки) и круглой (мешочка).

В нижнем отделе преддверия из тонких перепончатых камер образуется полый выступ, или язычок, который у зародышей вытягивается, а затем скручивается в виде улитки. Язычок образует кортиев орган (воспринимающую часть органа слуха). Этот процесс происходит на 12-й неделе внутриутробного развития, а на 20-й неделе начинается миелинизация волокон слухового нерва. В последние месяцы внутриутробного развития начинается дифференцировка клеток в корковом отделе слухового анализатора, протекающая особенно интенсивно в первые два года жизни. Заканчивается формирование слухового анализатора к 12-13-летнему возрасту.

Орган слуха.

Орган слуха человека состоит из наружного уха, среднего уха и внутреннего уха. Наружное ухо служит для улавливания звуков, его образуют ушная раковина и наружный слуховой проход. Ушная раковина образована эластическим хрящом, снаружи покрытым кожей. Внизу ушная раковина дополнена кожной складкой – мочкой, которая заполнена жировой тканью. Определение направления звука у человека связано с бинауральным слухом, т. е. со слышанием двумя ушами. Любой боковой звук поступает в одно ухо раньше, чем в другое. Разница во времени (несколько долей миллисекунды) прихода звуковых волн, воспринимаемых левым и правым ухом, дает возможность определить направление звука. При поражении одного уха человек определяет направление звука вращением головы.

Наружный слуховой проход у взрослого человека имеет длину 2,5 см, емкость – 1 куб. см. Кожа, выстилающая слуховой проход, имеет тонкие волоски и видоизмененные потовые железы, вырабатывающие ушную серу. Они выполняют защитную роль. Ушная сера состоит из жировых клеток, содержащих пигмент.

Наружное и среднее ухо разделяются барабанной перепонкой, представляющей собой тонкую соединительно-тканную пластинку. Толщина барабанной перепонки – около 0,1 мм, снаружи она покрыта эпителием, а изнутри – слизистой оболочкой. Барабанная перепонка располагается наклонно и начинает колебаться при попадании на нее звуковых волн. Поскольку барабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний, то она колеблется при любом звуке соответственно его длине волны.

Среднее ухо представляет собой барабанную полость, которая имеет форму маленького плоского барабана с туго натянутой колеблющейся перепонкой и слуховой трубой. В полости среднего уха находятся сочленяющиеся между собой слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко. Рукоятка молоточка вплетена в барабанную перепонку; другим концом молоточек соединен с наковальней, а последняя с помощью сустава подвижно сочленена со стремечком. К стремечку прикреплена стременная мышца, которая удерживает его у перепонки овального окна, отделяющего внутреннее ухо от среднего. Функцией слуховых косточек является обеспечение увеличения давления звуковой волны при передаче с барабанной перепонки на перепонку овального окна. Это увеличение (примерно в 30–40 раз) помогает слабым звуковым волнам, падающим на барабанную перепонку, преодолеть сопротивление мембраны овального окна и передать колебания во внутреннее ухо, трансформируясь там в колебания эндолимфы.

Барабанная полость соединена с носоглоткой при помощи слуховой (евстахиевой) трубы длиной 3,5 см, очень узкой (2 мм), поддерживающей одинаковое давление снаружи и изнутри на барабанную перепонку, обеспечивая тем самым наиболее благоприятные условия для ее колебания. Отверстие трубы в глотке чаще всего находится в спавшемся состоянии, и воздух проходит в барабанную полость во время акта глотания и зевания.

Внутреннее ухо находится в каменистой части височной кости и представляет собой костный лабиринт, внутри которого есть перепончатый лабиринт из соединительной ткани, который как бы вставлен в костный лабиринт и повторяет его форму. Между костным и перепончатым лабиринтами имеется жидкость – перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта – эндолимфа. Кроме овального окошка, в стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего, есть круглое окно, которое делает возможным колебание жидкости.

Костный лабиринт состоит из трех частей: в центре находится преддверие, спереди от него – улитка, а сзади – полукружные каналы. Костная улитка – спирально извивающийся канал, образующий два с половиной оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки – 0,04 мм, на вершине – 0,5 мм. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части – лестницы.

Внутри среднего канала улитки находится спиральный (кортиев) орган. Он имеет базилярную (основную) пластинку, состоящую примерно из 24 тыс. тонких фиброзных волоконец различной длины. Эти волоконца очень упругие и слабо связаны друг с другом. На основной пластинке вдоль нее в пять рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки – это и есть слуховые рецепторы.

Внутренние волосковые клетки расположены в один ряд, по всей длине перепончатого канала их насчитывается 3,5 тыс. Наружные волосковые клетки располагаются в три-четыре ряда, их насчитывается 12–20 тыс. Каждая рецепторная клетка имеет удлиненную форму, на ней имеется 60–70 мельчайших волосков (длиной 4–5 мкм). Волоски рецепторных клеток омываются эндолимфой и контактируют с покровной пластинкой, которая нависает над ними. Волосковые клетки охватываются нервными волокнами улитковой ветви слухового нерва. В продолговатом мозге находится второй нейрон слухового пути; потом путь идет, перекрещиваясь, к задним буграм четверохолмия, а от них – в височную область коры, где располагается центральная часть слухового анализатора.

В коре больших полушарий находится несколько слуховых центров. Некоторые из них (нижние височные извилины) предназначены для восприятия более простых звуков – тонов и шумов. Другие связаны со сложнейшими звуковыми ощущениями, которые возникают в то время, когда человек говорит сам, слушает речь или музыку.

Механизм восприятия звука.

Для слухового анализатора звук является адекватным раздражителем. Звуковые волны возникают как чередование сгущений и разрежений воздуха и распространяются во все стороны от источника звука. Все вибрации воздуха, воды или другой упругой среды распадаются на периодические (тоны) и непериодические (шумы).

Тоны бывают высокие и низкие. Низким тонам соответствует меньшее число колебаний в секунду. Каждый звуковой тон характеризуется длиной звуковой волны, которой соответствует определенное число колебаний в секунду: чем больше число колебаний, тем короче длина волны. У высоких звуков волна короткая, она измеряется в миллиметрах. Длина волны низких звуков измеряется метрами.

Верхний звуковой порог у взрослого человека составляет 20 000 Гц; самый низкий – 12–24 Гц. Дети имеют более высокую верхнюю границу слуха – 22 000 Гц; у пожилых людей она ниже – около 15 000 Гц. Наибольшей восприимчивостью обладает ухо к звукам с частотой колебаний в пределах от 1000 до 4000 Гц. Ниже 1000 Гц и выше 4000 Гц возбудимость уха сильно понижается.

У новорожденных полость среднего уха заполнена амниотической жидкостью. Это затрудняет колебания слуховых косточек. Со временем жидкость рассасывается, и вместо нее из носоглотки через евстахиеву трубу проникает воздух. Новорожденный ребенок при громких звуках вздрагивает, у него изменяется дыхание, он перестает плакать. Более четким слух у детей становится к концу второго – началу третьего месяца. Через два месяца ребенок дифференцирует качественно различные звуки, в 3–4 месяца различает высоту звука, в 4–5 месяцев звуки для него становятся условно-рефлекторными раздражителями. К 1–2 годам дети различают звуки с разницей в один-два, а к четырем-пяти годам – даже 3/4 и 1/2 музыкального тона.

Острота слуха определяется наименьшей силой звука, вызывающей звуковое ощущение. Это так называемый порог слышимости. У взрослого человека порог слышимости составляет 10–12 дБ, у детей 6–9 лет он равен 17–24 дБ, у детей 10–12 лет – 14–19 дБ. Наибольшая острота слуха достигается к 14–19 годам.

Вестибулярный аппарат находится во внутреннем ухе и состоит из полукружных каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, и двух мешочков (овального и круглого), лежащих ближе к улитке. На внутренней поверхности мешочков имеются волосковые клетки. Они расположены в студенистой массе, которая содержит большое количество известковых кристаллов – отолитов.

В расширениях полукружных каналов (ампулах) находится по одному костному гребешку, имеющему серповидную форму. К гребешку прилегает перепончатый лабиринт и скопление опорных и чувствительных рецепторов, которые снабжены волосками. Полукружные каналы заполнены эндолимфой.

Раздражителями отолитового аппарата являются ускоряющееся или замедляющееся движение тела, тряска, качка и наклон тела или головы в сторону, вызывающие давление отолитов на волоски рецепторных клеток. Раздражителем рецепторов полукружных каналов является ускоренное или замедленное вращательное движение в какой-либо плоскости. Импульсы, идущие от отолитового аппарата и полукружных каналов, делают возможным анализ положения головы в пространстве и изменений скорости и направления движений. Усиленное раздражение вестибулярного аппарата сопровождается учащением или замедлением сокращений сердца, дыхания, рвотой, усиленным потоотделением. При повышенной возбудимости вестибулярного аппарата в условиях морской качки наступают признаки «морской болезни», которые характеризуются вышеперечисленными вегетативными расстройствами. Аналогичные изменения наблюдаются при полетах, поездках в поезде и автомобиле.

Оглавление