Передача информации по зрительному нерву

От сетчатки глаза сигналы направляются в центральную часть анализатора по зрительному нерву, состоящему почти из миллиона нервных волокон. На уровне зрительного перекреста около половины волокон переходит в противоположное полушарие головного мозга, оставшаяся половина поступает в то же (ипсилатеральное) полушарие. Первое переключение волокон зрительного нерва происходит в латеральных коленчатых телах таламуса. Отсюда новые волокна направляются через мозг к зрительной коре большого мозга (рис. 5.17).

По сравнению с сетчаткой коленчатое тело являет собой сравнительно простое образование. Здесь есть лишь один синапс, поскольку приходящие волокна зрительного нерва оканчиваются на клетках, которые посылают свои импульсы в кору. Коленчатое тело содержит шесть слоев клеток, каждый из которых получает вход только от одного глаза. Четыре верхних являются мелкоклеточными, два нижних — крупноклеточными, поэтому верхние слои называются парвоцеллюлярными (parvo — мелкий, cellula — клетка, лат.> а нижние — магноцеллюлярными (magnus — большой, лат.) (рис. 5.18).

Эти два типа слоев получают информацию от различных ганглиозных клеток, связанных с различными типами биполярных клеток и рецепторов. Каждая клетка коленчатого тела активируется от рецептивного поля сетчатки и имеет “on”- или “ofrV-центры и периферию обратного знака. Однако между клетками коленчатого тела и ганглиозными клетками сетчатки суще-

Рис. 5 17 Передача зрительной информации в мозг. 1— глаз; 2 — сетчатка; 3 — зрительный нерв; 4 — зрительный перекрест; 5 — наружное коленчатое тело, 6 — зрительная радиация; 7 — зрительная кора; 8 — затылочные доли (Линдсней, Норман, 1974)

мозга — физическая основа зрения. Большинство путей, ведущих от сетчатки к зрительной коре в задней части полушарий, проходит через наружное коленчатое тело. На поперечном срезе этой подкорковой структуры видны шесть клеточных слоев, два из которых соответствуют магноцеллюлярным связям (М), а четыре — парвоцеллюлярным (П) (Зеки, 1992).

ствуют различия, из которых наиболее существенным является значительно более выраженная способность периферии рецептивного поля клеток коленчатого тела подавлять эффект центра, т. е. они в большей степени специализированы (Хьюбель, 1974).

Нейроны латеральных коленчатых тел посылают свои аксоны в первичную зрительную кору, называемую также зоной VI (visual — зрительный, англ.). Первичная зрительная (стриарная) кора состоит из двух параллельных и в значительной степени независимых систем — магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной, названных соответственно слоям коленчатых тел тала-муса (Zeki, Shopp, 1988). Магноцеллюлярная система встречается у всех млекопитающих и поэтому имеет более раннее происхождение. Парвоцеллю-лярная система есть только у приматов, что свидетельствует о ее более позднем эволюционном происхождении (Carlson, 1992). Магноцеллюлярная система включена в анализ форм, движения и глубины зрительного пространства. Парвоцеллюлярная система участвует в зрительных функциях, получивших развитие у приматов, таких как цветовое восприятие и точное определение мелких деталей (Merigan, 1989).

Связь коленчатых тел и стриарной коры осуществляется с высокой топографической точностью: зона VI фактически содержит “карту” всей поверхности сетчатки. Поражение любого участка нервного пути, связывающего сетчатку с зоной VI, приводит к появлению поля абсолютной слепоты, размеры и положение которого точно соответствуют протяженности и ло-

кализации повреждения в зоне VI. С. Хеншен назвал эту зону корковой сетчаткой (Зеки, 1992).

Волокна, идущие от латеральных коленчатых тел, контактируют с клетками четвертого слоя коры. Отсюда информация, в конечном счете, распространяется во все слои. Клетки третьего и пятого слоев коры посылают свои аксоны в более глубокие структуры мозга. Большинство связей между клетками стриарной коры идут перпендикулярно поверхности, боковые связи преимущественно короткие. Это позволяет предположить наличие локальности при обработке информации в этой области.

Участок сетчатки, который воздействует на простую клетку коры (рецептивное поле клетки) подобно полям нейронов сетчатки и коленчатых тел, разделен на “on”- и “offr-области. Однако эти поля далеки от правильной окружности. В типичном случае рецептивное поле состоит из очень длинной и узкой “оп”-области, к которой примыкают с двух сторон более широкие “о!Г”-участки (Хьюбель, 1974).

Зрительный путь – это система, имеющая сложное строение, в которой воедино объединяются нервные клетки позволяющие человеку видеть.

Рецепторный орган, который мы называем сетчаткой включает в себя фоторецепторные клетки, а именно палочки и колбочки, которые преобразуют свет в электрический импульс. Далее передача нервных импульсов происходит через промежуточные нервные клетки и сначала достигается первичный зрительный центр, за счет которого осуществляется рефлекторный отклик на раздражение светом, а затем проходит дальше. В конце своего пути достигают центральный отдел коры головного мозга, где и осуществляется идентификация нервных импульсов и благодаря сложнейшей работе нервной системы появляется картинка окружающего нас мира. То есть, можно сказать, что путь зрительного нерва – это движение нервного импульса от фоторецепторов (палочек, колбочек) до участка, где расположены нервные клетки в коре головного мозга.

Строение зрительного пути

Начинается путь зрительного анализатора в сетчатке. Первым звеном являются нервные клетки, которые представлены палочками и колбочками, в результате сложного химического процесса преобразуют сигналы света в электрический импульс, который может идентифицировать нервная система. Нервные импульсы следуют далее и достигают второго и третьего звена, которые представлены биполярными и ганглиозными клетками сетчатой оболочки. Аксоны – это длинные отростки собирают всю информацию с поверхности сетчатой оболочки, затем происходит их объединение в количестве около 1 миллиона, что приводит к формированию зрительного нерва.

Расположение аксонов в зрительном нерве имеет строгий порядок. Особое значение имеет папилло-макулярный пучок, который несет сигналы от макулярной области в сетчатой оболочке. Первичной папилло-макулярный пучок располагается в в наружной половине зрительного нерва, но потом происходит его постепенное смещение в центральную часть зрительного нерва.

В черепе зрительный нерв проходит через так специальный (зрительный) канал и располагается над областью турецкого седла, где волокна двух зрительных нервов перекрещиваются, образуя хиазму. В так называемой хиазме происходит частичное перекрещивание нервные волокна, идущие от внутренней половины сетчатки и папилло-макулярного пучка. Проходя на другую половину другого глаза, они объединяются с волокнами, которые несут информацию от наружных половин сетчатой оболочки, что приводит к образованию зрительного тракта.

Двигаясь дальше, зрительный тракт огибает ножки мозга и заканчивается в наружном коленчатом теле задней части таламуса и переднем четверохолмии. Нервные клетки в коленчатом теле осуществляют функции первичного зрительного центра, где происходит первое светоощущение, значительная часть которого нужна для неосознанного рефлекторного отклика, примером которого является поворот головы на световую вспышку.

Кроме этого коленчатое тело имеет группу клеток, которые служат началом зрительной лучистости. Зрительная лучистость передает информацию в кору головного мозга. Участок в коре мозга, который отвечает за зрительные функции, располагается в шпорной борозде затылочной доли мозга. Именно тут и находится зрительный центр, в котором осуществляется окончательное распознавание нервных импульсов.

Методы диагностики, которые применяют при заболеваниях зрительного пути

На зрительный путь могут воздействовать отрицательные внешние и внутренние факторы, что приводит к патологическим изменениям и развитию различных заболеваний. Для того что бы выявить поражение зрительных путей применяются различные методы диагностики.

К методам диагностики относятся :

— Периметрия;
— Визометрия;
— КТ;
— МРТ;
— Электроретинография (ЭРГ);
— Лабильность зрительного нерва;
— Потенциал коры головного мозга.

Симптомы, возникающие при заболеваниях зрительного пути

— Слепота на одном глазу, при сохраненном зрении на другом глазу. Возникает в случае полного поражения зрительного пути с соответствующей стороны.

— Повреждение в центральной части хиазмы способствует развитию битемпоральной гемианопсии.

— Биназальная гемианопсия – возникает в результате повреждения наружной части хиазмы.

— При повреждении зрительного тракта, зрительной лучистости, гемианопсия развивается с разных сторон.

— Если происходит повреждение отделов зрительной лучистости с определенной стороны, наблюдается выпадение некоторых участков полей зрения.

К особенностям повреждения зрительного пути можно отнести полную безболезненность, потому что он не имеет чувствительных окончаний.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

С помощью зрительной функции человек способен увидеть происходящие рядом с ним явления, может анализировать разные события, находить отличия одного предмета от другого, а также замечать надвигающуюся угрозу.

Органы зрения устроены таким образом, что различают не только сами объекты, но ещё и цветовое разнообразие живой и неживой природы. Ответственность за это лежит на особых микроскопических клетках — палочках и колбочках, присутствующих в сетчатке глаза. Именно они являются начальным звеном в цепочке по передаче информации об увиденном объекте в затылочную часть головного мозга.

Рецепторы глаз

На сетчатке человека находится приблизительно 115—120 миллионов рецепторов. Это рецепторы в глазу человека, которые помогают воспринимать окружающую реальность. Внешне напоминают продолговатый цилиндр. Они крайне чувствительны к свету, но не могут обеспечить цветовое зрение. Отличаются от колбочек сетчатки глаза, палочки. Они плохо различают цвета и медленно реагируют на передвижения предметов. Состояние этих рецепторов не сказывается на качестве зрения человека. Они находятся на периферии зрения и отвечают за видение в ночное время суток.

Другие зрительные рецепторы в глазах человека называются колбочки. Их приблизительно 7 миллионов, а форма соответствует названию. Как и палочки, колбочки помогают глазу воспринять изображения окружающей среды. Они вместе с палочками преобразовывают нейронные импульсы из лучей света и отправляют их по зрительному нерву в мозг. Колбочки в сетчатке отвечают за восприятие окружающей реальности днем. Именно к цветам чувствительны колбочки сетчатки. Это связано с пигментами, которые находятся в их составе. Расположены колбочки в глазу у человека в области макулы.

Разделяются на 3 типа:

коротковолновые;
средневолновые;
длинноволновые.

Открываясь, чтобы впустить больше света

Ваши зрачки — это черные области перед глазами, которые пропускают свет. Они выглядят черными, потому что свет, который достигает их, поглощается внутри глазного яблока. Затем он преобразуется вашим мозгом в ваше восприятие мира.

Вы, наверное, заметили, что зрачки могут изменить размер в ответ на свет. Снаружи в яркий солнечный день ваши зрачки становятся очень маленькими. Это дает меньше света в глаза, так как есть много доступных.

Когда вы переходите в темное место, ваши зрачки открываются, чтобы стать как можно больше. Это расширение позволяет вашему глазу собирать больше света, чем там есть.

Но от самого маленького размера до самого широкого зрачка ваш зрачок может увеличить свою площадь всего лишь в 16 раз. Вы можете хорошо видеть поперечные изменения уровня освещенности гораздо больше, чем в миллион раз. Так что здесь должно быть что-то еще происходит.

Строение рецепторов

наружное поле (диск);
связующую зону;
внутреннюю;
базальная зона.

В длину одна палка 0,06 миллиметров, а диаметр — 0,002 мм. Эти фоторецепторы глаза крайне светочувствительны. Они воспринимают максимальное количество волн света, что предоставляет человеку возможность различать предметы в темное время суток. В рецепторах присутствует родопсин или зрительный пурпур, который содержится на мембранных дисках. В желтом пятне палочек практически нет. Под воздействием лучей он раздражается и помогает улавливать свет в ночное время.

Колбочки по строению схожи с палочками:

наружная зона;
связующая (перетяжка);
внутренняя;
базальная.

Длина рецепторов — 0,05 мм, а диаметр в широкой зоне составляет 0,004 мм. В дисках колбочек содержится йодопсин. Благодаря ему светочувствительные рецепторы обрабатывают поступающее изображение и изменяют его в нейронный импульс. Такая работа обеспечивает дневное видение и более точное изображение реальности. Колбочки улавливают красный и зеленый оттенков. Различают 3 вида йодопсина: эритролаб, хлоролаб цианолаб. Каждый из них отвечает за различие одного из 3-х основных оттенков: синего, красного и зеленого. Но если первые 2 вида были официально найдены учеными, то цианолаб еще не открыт, но уже имеет название.

Существует теория о двухкомпонентном восприятии цветов. Так как цианолаб еще не был найден, то приверженцы этой теории считают, что эритролаб и хлоролаб дают возможность глазу различать красный и зеленый спектры, а синий оттенок глаз улавливает с помощью выцветших родопсин (пигмента палочек). Эту гипотезу подтверждают исследования людей, что не различают синие цвета и плохо ориентируются в темноте.

Сколько времени это займет?

Когда вы находитесь в ярком свете, ваши стержни полностью перегружены и не работают. Если вы выключите свет, ваш зрачок сразу же откроется. Ваши фоторецепторы начинают улучшать свою чувствительность, чтобы впитывать любой свет, который они могут в новых тусклых условиях.

Колбочки делают это быстро – примерно через пять минут их чувствительность повышается. Примерно через 10 минут в темном месте, ваши стержни наконец-то нагоняют и вступают во владение. Вы начнете видеть намного лучше. Примерно через 20 минут ваши удилища сделают все возможное, и вы будете видеть как можно лучше “в темноте.”

Найдите очень темное место, может быть, вашу спальню ночью. Включите любой имеющийся у вас свет и соберите несколько красочных предметов. Потратьте некоторое время, замечая, как красочные, острые и полные контрастные вещи выглядят.

Затем выключите свет и посмотрите, как со временем меняется внешний вид вашей комнаты и предметов. Сначала это будет казаться очень темным; тогда вы быстро увидите лучше благодаря зрачкам и колбочкам, которые делают свою работу. Затем, если он достаточно темный, вы заметите еще одно довольно внезапное улучшение примерно через 10 минут, когда стержни начнут показывать свои вещи. Это называется темная адаптация.

Как насчет полной темноты? Если вы можете найти место, где нет абсолютно никакого света, например, шкаф, ванная или подвал, вы можете попробовать эксперимент снова. На этот раз даже через 20 минут вы не увидите никаких предметов в комнате. Но вы также не увидите полной черноты. Попробуйте и понаблюдайте, что происходит.

Функции рецепторов

Зрительные рецепторы отвечают за качество изображения и за цветное зрение. Светочувствительность у палочек рецепторов сетчатки намного выше, чем у колбочек. При сильном воздействии яркий лучей единственный пигмент родопсин выцветает и воспринимает только короткие волны синего света. Но в темноте он восстанавливается, что дает возможность человеку видеть.

Чувствительность глаз, к предметам, лежащим вне полей зрения, что еще называется конвергенция, выше у тех, у кого наблюдается объединение палочек в группы и соединением с интернейроном, собирающим сигналы c сетчатки.

Следовательно, к функциям палочек и колбочек относится:

цветовосприятие;
одновременное распознание нескольких объектов;
расширение периферического зрения;
видимость в темноте и сумерках.

География сетчатки

Строение и функции этой оболочки разные в зависимости от местонахождения. В центре расположена круглая зона диаметром около 2 мм, где находится оптический нерв. В этом месте нет светочувствительных рецепторов, это зона слепого пятна.

Левее слепого пятна на 4,5-5 мм находится фовеа или макула – центральная ямка сетчатки или желтое пятно. На самом деле это пятно диаметром до 5 мм, где нет кровеносных сосудов, но расположено максимальное количество световоспринимающих клеток. Центральная ямка – это всего 5 % оптической сетчатки, но именно она отвечает за наибольшую остроту зрения.

Нарушения рецепторов

Дополнительные слои

За слоем с фоторецепторами идут слои, без которых работа всего световоспринимающего аппарата невозможна:

Наружная пограничная, или мембрана Везхова, разделяет слои друг от друга и необходима для обеспечения трансформации энергии химических связей в нервный импульс.
Наружный ядерный слой содержит ядра колбочек и палочек.
Наружный сетчатый слой (плексиформный) образован отростками фоторецепторов и биполярных нейронов.
Внутренний слой сетчатки содержит ядра биполярных нейронов.
Во внутреннем ретикулярном слое располагаются клетки, которые ограничивают светочувствительность сетчатки. Именно тут проходит граница между частями сетчатки, где есть сосуды и где их нет. И это последняя ступенька в обработке информации перед направлением ее в мозг.
Ганглиозный многополярный слой. Наибольшая его толщина в пять рядов клеток в районе центральной ямки сетчатки.
Волокнистый слой с волокнами зрительного нерва.
Последний слой – внутренняя мембрана, которая образована нейроглиальными (соединительными) клетками Мюллера и непосредственно прилегает к стекловидному телу.

Механизм восприятия

Палочки работают в изумрудно-зеленой спектральной зоне с длиной волны до 498 нм. Остальные участки воспринимают колбочки, но они чувствительны не только к своим цветам. Длинноволновые и средневолновые рецепторы также реагируют и на другие, просто менее активно. Так как ночью фотонный поток минимален, то распознают его лишь палочки, поэтому человек видит в монохроме и цвета не различает.

При попадании на сетчатку лучей разрушается под действием йодопсина и родопсина. Зрительные пигменты раздражаются и преобразовывают свет в нейронный импульс. Палочки образуют слой нервных волокон. По ним передается импульс от рецепторов в зрительный нерв. Под влиянием света происходит распад пигментов в рецепторах. Их восстановление происходит благодаря белку, который в них содержится. Возобновление белка занимает около 30 минут. Этого времени хватает для полного отображение окружающей среды.

Главные в пироге

Итак, самый наружный слой сетчатки, который непосредственно соприкасается с сосудистой оболочкой глазного яблока и отделен от нее мембраной Бруха, – это пигментный эпителий. Как любой тип эпителия, тут имеются плотно упакованные клетки, шестигранные и организованные в линию. Их особенность – наличие зрительного пурпура. Именно этот пигмент играет важную роль в предохранении фоторецепторов от рассеивания и потерь, бликов и переотражения света. Пигментный слой сетчатки выполняет функции ввода питательных веществ и отвода продуктов метаболизма от всех остальных частей этого пирога, и обеспечивает гемато-ретинальный барьер.

К клеткам пигментного эпителия прилегают светочувствительные клетки – колбочки и палочки. На их строении остановимся чуть подробнее, а главная функция этого слоя сетчатки – преобразование фотонов света в нервные импульсы. Или преобразование энергии световых волн в электрические сигналы.

Когда стоит начать беспокоиться

Симптоматика патологий сетчатки не специфическая, и часто пациент долгое время не подозревает о существующей проблеме. Записаться к офтальмологу на обследование следует, если:

Появилось ощущение снижения общей остроты зрения.
Появляются вспышки, блики или молнии перед глазами.
Если поле зрения сузилось.
Появляются круги или темные пятна перед глазами.

Офтальмолог после осмотра назначит дополнительное обследование, которое включает офтальмоскопию, УЗИ глаз, флуоресцентную ангиографию, оптическую когерентную томографию. После чего может быть поставлен диагноз и начато лечение.